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Abwasserversickerung und –Verdunstung aus einem Mutec-Kapillar-Klarwasserverteiler Systemsimulation - Vorabstudie W. Durner, 15.3.2010.

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1 Abwasserversickerung und –Verdunstung aus einem Mutec-Kapillar-Klarwasserverteiler Systemsimulation - Vorabstudie W. Durner,

2 Annahmen Annahme einer kreisrunden Versickerungsanlage mit einem Radius von 1.6 Metern und einer Tiefe von 0.7 Metern. Dies entspricht einer Fläche von ca. 8 m², und damit der empfohlenen Auslegung für vier Personen. Materialverteilung wie in nachfolgender Abbildung Sicherheitsrücklauf 50 cm über Muldenboden Randhöhe der Mulde 60 cm Bodenauftrag mit Muldenbaterial über Muldenrand: 20 cm Beschickung mit täglich 200 L Abwasser Verdunstung über die gesamte Oberfläche mit einer potentiellen Rate von 10 mm/d Wassertransport wird über Richards-Gleichung zum gesättigten/ungesättigten Wasserfluss in Böden beschrieben Hydraulische Eigenschaften werden nach van Genuchten parametrisiert. Parameter werden als Sand (Muldenmaterial) und Lehm (Boden) angenommen.

3 Finite Elemente Netz und Materialverteilung Simuliert wird das Muldenbecken mit dem danebenliegenden Boden. Auf die Hinzunahme von Wurzeln und dem Boden unterhalb des Beckens wird in dieser grundsätzlichen Systemstudie zunächst verzichtet. Material 1: Grobsand/Kies mit sehr hoher gesättigter Leitfähigkeit Material 2: Boden (lehmig) Symmetrie- achse Radius = 160 cm Gesamt- höhe 80 cm Umliegender Boden = 150 cm (im Grunde nach außen offen

4 Randbedingungen Verdunstung mit bis zu 10 mm/d Zulauf von 200 L/d Freie Versickerung Überlauf

5 Ergebnis für Wasserfluss Das zuströmende Wasser wird über Kapillarkräfte über den Muldenrand in den umgebenden Boden transportiert und versickert dort ungesättigt Verdunstung mit 10 mm/d Zulauf von 200 L/d Freie Versickerung kein Überlauf

6 Ergebnis für Wasserdruck Der freie Wasserspiegel liegt unterhalb des Überlaufs. Der Boden in Muldennähe ist sehr nass, aber nicht völlig gesättigt; Wassertransport findet also in der Bodenmatrix, nicht in Makroporen statt. Wasser- spiegel zunehmend ungesättigtgesättigt, zunehmender Überstau Legende (Werte in hPa) :

7 Fazit Das Muldensystem funktioniert grundsätzlich. Dies konnte durch numerische Simulation des Wasserflusses anhand einer beispielhaft Qauslegung gezeigt werden. Einige Punkte der Simulation müssen noch verfeinert bzw. in einer Sensitivitätsanalyse untersucht werden; so etwa –die Abhängigkeit der Versickerungsleistung von den atmsphärischen Bedingungen –die Reaktion auf instationäre schubweise Beschickung –Die Abhängigkeit der Versickerungsleistung von den Materialeigenschaften –Die Veränderung der Systemleistung bei Vorhandensein von Wurzeln –Der Versickerungsanteil im Boden unterhalb der Mulde


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