Anforderungen an Kanalisationen

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1 Anforderungen an Kanalisationen
Grosse Variation des Durchfluss Schmutzstofftransport: Schleppkraft, Fliessgeschwindigkeit gewährleisten Biologische Prozesse brauchen Sauerstoff Geringe Energieverluste: Höhenlage Unterhalt erfordert minimale Durchmesser Geräusche (z.B. Wassersprung, Absturz) Statik und Material

2 Vergleich: Druckleitung, Freispiegelleitung

3 Normierte Leitungstrassee in einer Strasse
Mitte Fahrbahn Gehsteig Entwässerung Entwässerung 0 m 1 m 2 m 3 m 4 m Tel TV EW Gas Fern- heiz. Tel EW Trink- wasser Ab- wasser

4 Hydraulische Phänomene
Teilfüllung: Q < Qvoll Fliessprofil Profilwechsel Gefällsbrüche: Steil ® flach, flach ® steil Fliessbedingung: Strömen « Schiessen Wassersprung: Positionieren Steile Leitungen: Luftaufnahme Absturzbauwerke, Fallschächte Vereinigungsschacht: Stützkräfte Entlastungen: Überfälle, Sprungwehr Dücker: Druckleitungen unter Hindernissen

5 Kanalhydraulik: Kreisprofil
Strickler: v k R J St E = × 2 3 1 / ( ) v Q F D = × p / 2 R D = 4 Mit und resultiert: Q k D J voll St = × 31 2 67 5 . E

6 Fliessgeschwindigkeit bei Vollfüllung, kB = 1mm
Qvoll in m3 s-1 D = m 10 1.0 m 0.9 m 0.8 m 5 ms-1 0.7 m 0.6 m 4 ms-1 0.5 m 1 0.4 m 0.3 m 0.2 m 0.1 3 ms-1 2 ms-1 1 ms-1 0.5 ms-1 0.01 0.0001 0.001 0.01 0.1 Energiegefälle JE

7 Teilfüllung von Kreisrohren
Teilfüllungsgrad hteil / D 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Durchfluss Fliessgeschwindigkeit 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 Qteil / Qvoll vteil / vvoll

8 Teilfüllung von Kreisrohren
vteil / vvoll Qteil / Qvoll Freispiegel Druckrohr

9 Strömen und Schiessen - kritische Tiefe
Kritische Tiefe in m Kanal- durchmesser 2.0 m 1.0 m 0.5 m 0.3 m Wassermenge in m3 s-1

10 Genormte Fliessprofile
Eiprofil: erhöhte Abflusstiefe und Fliessgeschwindigkeit bei Niedrigwasser Kreisprofil: Günstig in Herstellung und Bau

11 Profilwechsel bei genügendem Gefälle bei knappem Gefälle

12 Gefällsbruch Energielinie Energielinie ? Einlauf- verlust Energielinie

13 Beschleunigungsstrecke
Berechnet mit Absenkkurve

14 Gefällsbruch: Steil - flach
Energielinie Wassersprung Ev. Tosskammer mit Energieumwandlung

15 Steile Leitung oder Absturzschacht?
m Absturzschacht

16 Steilstrecke mit Luftaufnahme
Beschleunigung Luftaufnahme Energieumwandlung Gleichgewicht Luft - Wasser turbulente Grenzschicht Einlauf Steilstrecke Auslauf

17 Absturzschacht Wasserspiegel bei Entlüftung Hochwasser Umlenkung
nach oben Wasserspiegel bei Trockenwetter Umleitung

18 Vereinigungsschacht: Stützkräfte, Impulssatz
Bankett Einstieg

19 Seitlicher Überfall Überlauf zur Vorflut Zulauf Ablauf zur ARA
bei strömendem und leicht schiessendem Zufluss

20 Sprungwehr Leaping weir Schnitt Grundriss Wasserspiegel bei Entlastung
Überlauf zur Vorflut Zulauf Ablauf zur ARA Wasserspiegel bei Trockenwetter Grundriss Bodenblech Überlauf zur Vorflut Zulauf Sprungwehr Leaping weir stark schiessend Ablauf zur ARA

21 Dücker 2 1 3 Fluss oder anderes Hindernis Freispiegelkanal
Druckleitung Querschnitt: Die drei Druckrohre werden mit zunehmendem Durchfluss, nach Bedarf durch Überfälle in Betrieb genommen. Das vermindert die Sediment-Bildung.

22 Kontrollschächte Aufgabe: Reinigung, Kontrolle, Unterhalt, Erneuerung
Anordnung: Alle m Immer wenn etwas ändert: Richtung, Gefälle, Durchmesser, Material Sonderbauwerke: Vereinigung, Entlastung, Absturz, Spülschacht, ...

23 Wirbel- drossel Längsschnitt Überstau Grundriss

24 Schneckenpumpe: Grosser Durchlass
mengenproportional guter Wirkungsgrad Einlaufbecken Auslaufkanal (Archimedesschraube)

25 Versickerungsanlagen
Verfahrenstechnik: Filtration über die belebte Humusschicht Filtration durch Deckschichten Infiltration in die sickerfähige Schicht Schluckbrunnen Retentionsvolumen Anforderungen (Einleitbedingungen) Verschmutzung des Abwassers Ort der Einleitung

26 Elemente einer Versickerungsanlage
Ê Niederschlag, Luftverschmutzung Ë Abfluss, Oberflächenverschmutzung, Trockendeposition Í Versickerungsanlage, Retention, Leistung Ì Vorreinigung, Schlammsammler Î Boden, Leitfähigkeit, Stoffrückhalt Ï Grundwasser, Lage, Nutzung

27 Anforderungen an die Versickerung
Anforderungen je nach Gewässerschutzzone gering hoch C B A S gering hoch Einleitung in die durchlässige Schicht Brunnen Dachwasser Infiltration in die Deckschicht Park-Platz Infiltration über die Humusschicht Verschmutzung Quartier- Strasse Versickerungs verbot Hauptstrasse Bahn

28 Filterkies als Wasserspeicher
Versickerungsanlage mit Kieskörper Notüberlauf Humus Schicht Geotextil Mässig durchlässige Deckschicht Filterkies als Wasserspeicher Sickerfähige Schicht Mindestens 1 m Grundwasser

29 Oberflächenversickerungsanlage
Retentionsvolumen Humus Filtersand Durchlässige Bodenschichten

30 Versickerungsrigole Filterkies als Wasserspeicher anstehender Boden