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Deutsche Bundesstiftung Umwelt

DBU - Deutsche Bundesstiftung Umwelt

"Entwicklung eines Simulationsverfahrens zur Minderung von Schmutzfrachtausträgen aus mittleren bis großen Kanalisationsnetzen durch Einsatz moderner Steuerungselemente"

Im Rahmen des von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Forschungsvorhabens wurde das Module FLOW++ zur kombinierten Simulation von extremen Abflüssen für den hydraulischen Nachweis von Kanalisationsnetzen sowie einer Schmutzfrachtberechnung für den Nachweis des Entlastungsverhaltens von Entwässerungssystemen mit einem Modell, ohne Systemvereinfachungen (Feinnetz) auf der Basis einer hydrodynamischen Abflusstransportberechnung entwickelt.

Durch den Einsatz von Multiprozessortechnologie basierend auf dem komplexen Parallelschrittverfahren aus dem Hause tandler.com GmbH können hydrodynamische Abflusssimulationen eines Langzeitkontinuums problemlos und in praktikabler Zeit durchgeführt werden. Mit dem Modul FLOW++ verfügen Planende und Genehmigungsbehörden über ein wirksames Instrument, um möglichst präzise, aber auch einfach die hydraulischen und ökologischen Auswirkungen einer Planung beim Einsatz moderner Steuerungselemente abzuschätzen und zu beurteilen.

Das neuen Modul FLOW++ bietet Ihnen viele Vorteile im Vergleich zu den bisherigen Verfahren und im Vergleich mit Ihren Mitbewerbern:

  • Für die Schmutzfrachtberechnung mit FLOW++ ist keine Modellabstraktion durch Systemvereinfachungen mehr erforderlich.
  • Eine bisher nicht mögliche Genauigkeit und Realitätsnähe der Simulationsergebnisse wird erreicht.
  • Systemeinbauten und Steuerelemente können im Modell abgebildet werden.
  • Der Gesamtaufwand für die Systemmodellierung wird deutlich reduziert.
  • Die nicht unerheblichen Kosten einer kontinuierlichen Modell- und Datenpflege können auf die beiden Aufgaben "hydraulischer Nachweis" und "Schmutzfrachtnachweis" verteilt werden.

DBU - Deutsche Bundesstiftung Umwelt - tandler.com

Kanalabflüsse zuverlässig berechnen

In der Stadtentwässerung steigen durch starke und unregelmäßig auftretende Niederschläge die Ansprüche an die Abführung der Abwässer Wichtige Voraussetzung hierfür ist, Schmutzfrachtausträge und Überflutungen abzuschätzen– was allerdings schwer zu realisieren ist. Das Simulationsprogramm der Firma Tandler.com GmbH aus Buch berechnet Schmutzfrachtausträge für mittlere und große Kanalnetze besonders zuverlässig und wirklichkeitsnah. Damit können Entlastungsfrachten reduziert und Abflüsse gezielt gesteuert werden. Das Programm leistet so einen entscheidenden Beitrag zum Umwelt- und Gewässerschutz.

Kanalnetze digitalisiert

Ein gezielter Einsatz von Armaturen, wie Schwallspülklappen, Schwingbremsen oder Drehbogen, kann Schmutzfrachtausträge nachhaltig beeinflussen. Durch Abflussverzögerungen können so Kanalspeichervolumina ausgenutzt und Ablagerungen entfernt werden. Die tandler.com GmbH entwickelte das sogenannte „komplexe Parallelschrittverfahren“, das auf der Multiprozessortechnologie beruht. Es ermöglicht eine langfristige und besonders realistische Simulation rückflussbehafteter und sogar gesteuerter Systeme. Das Programm kann Kanalnetze digitalisieren, grafisch abbilden und mögliche Änderungen darstellen. Daten aus langjährigen lokalen Niederschlagsauswertungen decken zudem Schwachstellen bestehender und neu zu planender Kanalisationssysteme auf. Zusatzmodule erlauben es, Berechnungsverfahren zu Hydraulik, Sanierung und Vermögensbewertung durchzuführen. Die zuverlässige Simulation trägt damit zu einer Optimierung des Planungsprozesses und einer Minimierung der Kosten bei.

Realistische Simulation

In Kooperation mit der Fachhochschule Konstanz und der Technischen Universität München wurden die Modelle zunächst im Labor auf ihre Gültigkeit untersucht.Den Nachweis der Praxistauglichkeit des weiterentwickelten Parallelschrittverfahrens lieferte eine langfristige Simulation des Kanalnetzes der Stadt Landshut. In weiteren Optimierungsberechnungen zeigte sich, dass der Einsatz der innovativen Steuerungselemente Überstauungen entgegenwirkte und eine beträchtliche Reduktion der Emissionsmengen erreichte, ohne den Entwässerungskomfort und die Sicherheit des Kanalnetzes zu beeinträchtigen.

Ganzheitliche Kanalbewirtschaftung

Die Simulationen mithilfe des neuen Systems verknüpfen die unterschiedlichen Aspekte der Kanalbewirtschaftung: Steuerung, Kanalreinigung, Nutzung vorhandener Retentionsräume sowie Regenwasserbehandlung. Die erreichten Beschleunigungen oder Verzögerungen von Abflüssen können die Funktionalität erheblich erhöhen und zu einem ökologisch und ökonomisch optimierten Betrieb von Kanalnetzen in städtischen Einzugsgebieten führen.

Projektthema

Entwicklung eines Simulationsverfahrens zur Minderung von Schmutzfrachtausträgen aus mittleren bis großen Kanalisationsnetzen durch Einsatz moderner Steuerungselemente.

Projektdurchführung

  • tandler.com GmbH Umweltinformatik
  • Am Griesberg 25
  • 84172 Buch
  • Telefon 08709/940-40
  • Telefax 08709/940-48
  • info@tandler.com
  • www.tandler.com

Kooperationspartner