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Wasserbedarf - Abwasseranfall Ziele: l Sie verstehen den Zusammenhang zwischen Wasserbedarf und Abwasseranfall l Sie kennen die Lastfälle und deren Begründung.

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Präsentation zum Thema: "Wasserbedarf - Abwasseranfall Ziele: l Sie verstehen den Zusammenhang zwischen Wasserbedarf und Abwasseranfall l Sie kennen die Lastfälle und deren Begründung."—  Präsentation transkript:

1 Wasserbedarf - Abwasseranfall Ziele: l Sie verstehen den Zusammenhang zwischen Wasserbedarf und Abwasseranfall l Sie kennen die Lastfälle und deren Begründung l Sie können einfache Lastfälle berechnen l Sie kennen grobe Richtwerte

2 Herkunft des Abwassers, 1981 Fremdwasser 40% Regenwasser 15% Industrielle Abwässer 20% Haushalt und Kleingewerbe 25% BUWAL 1981

3 Wasserbedarf, Abwasseranfall Abwasseranfall = Trinkwasserauslieferung - Verluste in den Leitungen - Bewässerung von Gärten - Verbrauch (Landwirtschaft, Bau, Brunnen, …) + Eigenförderung der Industrie + Fremdwasser + Regenwasser - Versickerung - Verluste von Kanälen

4 Wasserabgabe in der Stadt Zürich in 1000 m 3 d JanFebMrzAprMaiJunJulAugSepOktNovDez Monat 1991 Dauerkurve

5 März April Mai 1991 Wasserabgabe in 1000 m 3 d -1

6 Tagesgang des Wasserverbrauches typische Verhältnisse in der Schweiz Uhrzeit Verhältnis f h (t) = Q h / Q d ländlich städtisch

7 Spezifischer Wasserverbrauch m 3 E -1 d Tendenz fallend Maximaler Tag Mittlerer Tag 1976

8 Extremwertfaktoren f d, f h Q d = Tagesmittelwert, nur als Tagessumme messbar Q h = Momentanwert, direkt messbar f d = Jahresgang der Tagessumme, relativ zum Jahresmittel f h = Tagesgang des Verbrauches, relativ zur Tagessumme Dimensionierungswassermenge für Produktion bei Tagesausgleich Dimensionierungswassermenge für Verteilung

9 Wie gross ist f d,max für das Jahr 1991 in der Stadt Zürich? Grundlage: Mittelwert ist m 3 d /192 = 1.4 Wie gross ist f h,max in einer ländlichen Gemeinde? 0.087

10 Drucklinie Wie gross ist f d,max, f h,max ? Zwischenspeicher im Hause

11 Belieferte Einwohner Extremwertfaktoren f d,max, f h,max f d,max f d,max f h,max DVGW W Extremwertfaktoren für Trinkwasser

12 Maximaler Wasserbedarf einer Kleinstadt Berechnen Sie Q h,max,max für eine Stadt mit Einwohner. Wasserverbrauch im Mittel: q d,m = 0.3 m 3 E -1 d -1 Q h,max,max = =6000 4=24000m 3 d -1 =0.28m 3 s -1

13 Lastfälle der Wasserversorgung Wasserversorgung: 'Jederzeit' genügend hygienisch einwandfreies Trinkwasser mit genügendem Druck zur Verfügung stellen Feuerwehr: Zusätzlich genügend Wasser für die Bedürfnisse der Feuerwehr bereitstellen, grösstes Risiko abdecken

14 Trinkwasser ist ein Lebensmittel Es ist deshalb durch Barrieren von der Umwelt abgeschlossen: l Schutzzonen um Fassungsbauwerke l Gestaltung der Bauwerke l Aufbereitung l Sicherung der Anlagen l Betriebsdruck

15 Planungshorizont l Leitungen Jahre l Speicher Jahre l Aufbereitung Jahre l Ressourcen (Grundwasser) > 50 Jahre

16 Reduktion des Wasserverbrauchs

17 Substitution von Trinkwasser Aktivität Wasserbedarf / E d Trinkwasser / E d Regenwasser / E d Toilettenspülung Baden / Duschen Wäsche Körperpflege Geschirrspülen Garten Trinken, Kochen Putzen Autowaschen Total18090 Statistik BUWAL 1984

18 Entwicklungsprognosen l Bevölkerungswachstum (Abnahme) l Änderung in den Industriegebieten l Entwicklung des spezifischen Verbrauches, Wassersparende Massnahmen l Entwicklung im saisonalen Gang l Veränderung des Tagesganges (z.B. Bewässerungsverbot)

19 JanFebMrzAprMaiJunJulAugSepOktNovDez Abwasseranfall Q d in m 3 d -1 Niederschlag in mm d -1 Jahresgang des Abwasseranfalles

20 '000100'000150'000 % der Werte Abwassermenge Q d in m 3 d -1 Mittelwert: Q d,m = m 3 d -1 Q d,80% = m 3 d -1 Summenhäufigkeit des Abwasseranfalles

21 Mittelwert: r d,m = 3.3 mm d -1 r d,80% = 5.6 mm d -1 r d,50% = 0.1mm d -1 % der Werte Niederschlag, Tagessumme in mm d -1 Summenhäufigkeit des Niederschlages

22 Schmutzwasser, Q SW Fremdwasser, Q FW Q TW,80% Reserve für Regenwasser Q RW Q ARA Q TW,h,max Uhrzeit Q in L 3 T -1 Tagesgang des Abwasseranfalles

23 Dimensionierungswassermenge der Kläranlage: Q ARA Q ARA 2 80% Qf dh,,max Q ARA 2 85% QfQ SWd hFW,,,,max Schweiz: Deutschland

24 Abwassermengen TWTrockenwetteranfall SWSchmutzwasser FWFremdwasser HHaushalt und Kleingewerbe IIndustrie und Gewerbe

25 Siedlungsentwässerung ARA RÜB

26 Siedlungsentwässerung ARA RÜB 10 h / a 50 h / a 2 Q TW 200 h / a 2 Q TW 8600 h / a Dimensionierungswassermengen 100 Q TW 20 Q TW

27 Typische Werte Einwohner Wasserversorgung Q d,max Spitzentag: Q h,max Tagesspitze: Hauptleitung m 3 d m 3 s mm Bedarf Feuerwehr Löschreserve m 3 s m Abwasser mittl. Tagesanfall Tagesspitze: Q TW m 3 d m 3 s max. Regenwasser Kanal m 3 s m m 2

28 Lastfall Feuerwehr l Ziel: Grenzkosten der Erweiterung der Wasserversorgung = Grenzkosten (Schaden) von Mangel an Löschwasser l Annahmen: Brandfall mit einer Dauer von 3 h mit Wasserbedarf Q Feurwehr l Kritischer Lastfall: Wasserbedarf der Feuerwehr trifft zusammen mit hohem Wasserbedarf der Konsumenten l Fragestellung: Von welchem Wasserbedarf soll ausgegangen werden?

29 Lastfall Feuerwehr l Eine detaillierte Risikoabschätzung würde den Rahmen dieser Vorlesung sprengen. l Frage: Mit welcher Wahrscheinlichkeit ist ein Brand ein extremes Ereignis und fällt mit einem extremen Wasserbedarf zusammen? Annahmen: Brand und Trinkwasserbedarf sind nicht korreliert. Jeder 6. Brand ist ein extremes EreignisW B,ext = 1 / 6 und dauert 3 h B,ext = 3 h Extremer Wasserbedarf dauert 1 h pro Tag: h = 1 h

30 Lastfall Feuerwehr l Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit W h, dass an einem Tag an dem ein Brandfall eintritt, der maximale Wasserbedarf Q h,max und der Brandfall sich überlagern? l Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Brand auf einen Tag mit höchstem (W d,max ) oder mindestens mittlerem Wasserbedarf (W d,m ) fällt? W d,max = 1 / 365 W d,m = 180 / 365 = 1/2

31 Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein extremer Brand mit maximalem Tagesbedarf und der Tagesspitze des Bedarfes zusammenfallen? W h,max,max W B,ext = W h,max W d,max W B,ext = 1/6 1/365 1/6 = 1 / Nur bei jedem Brand wird die verfügbare Wassermenge wirklich beansprucht, wenn Q dim = Q h,max,max + Q Feuerwehr l Häufig wird von einem kleineren Wasserbedarf ausgegangen: Q dim = Q h,m,max + Q Feuerwehr Die Wahrscheinlichkeit, dass bei einem Brand für ca. 1 h nicht genügend Wasser zur Verfügung steht, beträgt dann ca. 5%. Lastfall Feuerwehr


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