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Beschlussvorlage (2Kurzbericht WVER)

Daten

Kommune
Inden
Größe
2,9 MB
Datum
12.05.2016
Erstellt
29.04.16, 13:23
Aktualisiert
29.04.16, 13:23

Inhalt der Datei

Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen mit weitergehenden hydraul. Analysen Kurzbericht Projekt Nr.: 3889 April 2015 / Ergänzung Dez. 2015 D-64297 Darmstadt  Pfungstädter Straße 20 Tel. +49 (0) 6151/9453-0  Fax 9453-80 mail@bgswasser.de  www.bgswasser.de WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen Deckblatt Auftraggeber: Wasserverband Eifel-Rur Eisenbahnstraße 5 52353 Düren Projektleiter: Herr Dr. Demny Frau Vieten Auftrag: E-Mails vom 08.10.2014 und 21.01.2015, SAP-Nummer 4500196914 Aufgestellt durch: Brandt Gerdes Sitzmann Wasserwirtschaft GmbH Pfungstädter Straße 20 64297 Darmstadt Bearbeitung: Herr Dipl.-Ing. Ralf Rausch Tel.: 06154 9453-51 r.rausch@bgswasser.de Angebot: … Darmstadt, April 2015 / Dez. 2015 Dr.-Ing. Thomas Kraus 3889_Schophoven_Ber3 Dipl.-Ing. Ralf Rausch WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen Inhalt I Inhalt 1 VERANLASSUNG UND GRUNDLAGEN ............................................................... 1 2 MESSPROGRAMM ................................................................................................ 2 2.1 2.2 2.3 2.4 Übersicht Einzugsgebiet und Ausschnitt mit Lage der Messstelle ........................... 2 Messdaten - Niederschlag ...................................................................................... 3 Messdaten - Abfluss und Wasserstand................................................................... 4 Messdaten - Trockenwetterauswertung .................................................................. 5 3 MODELLERSTELLUNG UND EINZUGSGEBIETSDATEN .................................... 6 4 MODELLKALIBRIERUNG ...................................................................................... 8 5 BERECHNUNGEN ................................................................................................. 9 5.1 5.2 5.3 5.4 Bestand 3-jährlich ................................................................................................... 9 Weitergehende Berechnung ................................................................................. 11 Sanierungsvorschlag ............................................................................................ 13 Weitergehende hydraulische Berechnungen mit extremer Belastung ................... 14 6 FAZIT ................................................................................................................... 17 Anhang 1 Niederschlagshöhenstatistik KOSTRA und Modellregen Anhang 2 Ausgewählte Niederschlagsereignisse Anhang 3 Auswahl Kalibrierungsereignisse Anhang 4 Hydraulische Berechnungsergebnisse: Längsschnitte Anhang 5 Weitergehende hydraulische Analysen mit extremer Niederschlagsbelastung Plan 1 Berechnungsergebnis mit Modellregen n=0,33 für den Bestand 2014 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 1 Seite 1 VERANLASSUNG UND GRUNDLAGEN Durch die BGS Wasserwirtschaft GmbH wurde in den Jahren 2010 bis 2012 die Netzanzeige für das Einzugsgebiet der Kläranlage Düren-Merken im Auftrag des WVER erstellt. In diesem Zusammenhang wurden umfangreiche Niederschlag-Abfluss-Messungen durchgeführt und ein kalibriertes hydraulisches Kanalnetzberechnungsmodell für das gesamte Netz aufgestellt. Zur Ergänzung dieser Bearbeitung wurden seitens des WVER im Zuflusskanal DN 700 vor der bestehenden Entlastung vor der Kläranlage Schophoven im Zeitraum Oktober 2013 bis August 2014 kontinuierliche Abflussmessungen durchgeführt. Dies erfolgte zur Grundlagenermittlung für die Zuflüsse zur Kläranlage Schophoven. Zeitgleich erfolgte die Aufzeichnung der Niederschläge auf dem Gelände der rd. 1,2 km östlich der Ortslage Schophoven gelegenen Kläranlage Krauthausen. Vom IB Nork+Berger wurden im März 2014 die Kanaldaten für das Einzugsgebiet der Kläranlage Schophoven sowie Bauwerkspläne und Daten zur LWA Flut an BGS Wasser übergeben. Mit den Kanaldaten und unter Verwendung der Flächenansätze in der LWA Flut wurde bei BGS Wasser ein Datensatz für das hydrodynamische Berechnungsprogramm INKA aufgestellt. Anhand der gemessenen Niederschlag-Abfluss-Daten erfolgte eine Modellkalibrierung, um das tatsächliche Abflussgeschehen im Einzugsgebiet der Kläranlage Schophoven abbilden zu können. Die Ergebnisse dieser Berechnungen wurden am 28.03.2014 und am 17.12.2014 dem WVER im Rahmen von Präsentationen vorgestellt. Hierbei wurde durch BGS Wasser die Vermutung geäußert, dass eine Verbesserung der Rückstausituation in der Viehövener Straße und Rurstraße auch ohne die geplante aufwändige Maßnahme möglich ist. Dort plant die Gemeinde Inden den Bau der Entlastungsanlage RÜB Rurstraße einschließlich Hochwasserentlastungspumpwerk. Anlass war ein in 2008 entstandener Überflutungsschaden im Geländetiefpunkt im Bereich der Rurstraße, verursacht durch ein extremes Niederschlagsereignis. Am 26.03.2015 wurden die Berechnungen der Gemeinde Inden vorgestellt (siehe dazu das Besprechungsprotokoll vom 31.03.2015). BGS Wasser wurde durch den WVER gebeten, den gesamten Vorgang in einem Erläuterungsbericht, der hiermit vorliegt, zu dokumentieren. 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 2 MESSPROGRAMM 2.1 Übersicht Einzugsgebiet und Ausschnitt mit Lage der Messstelle (Nummerierung siehe Tabelle in Kapitel 3) 1 5 6 2 3 3 4 3889_Schophoven_Ber3 Seite 2 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 2.2 Seite 3 Messdaten - Niederschlag Die Aufzeichnung der Niederschläge erfolgte auf dem Gelände der rd. 1,2 km östlich der Ortslage Schophoven gelegenen Kläranlage Krauthausen (N-KRA). Weiter östlich wurden auch in Niederzier Niederschläge gemessen, die zur Plausibilitätsprüfung herangezogen wurden (N-HAM). Insgesamt konnten im Messzeitraum 18 Ereignisse als geeignet für die Modellkalibrierung eingestuft werden. Die nachfolgende Tabelle zeigt die Ereignisse mit ihren Eckdaten sowie eine Einstufung der Wiederkehrzeit des stärksten Intervalls anhand der koordinierten Starkniederschlagsregionalisierung des Deutschen Wetterdienstes (KOSTRADWD-2000) im Rasterfeld 5/56 für Jülich (vgl. Anhang 1): Dauer min [t:h:min] Dauer max [t:h:min] N-HAM 09.10.2013 23:50 4:30 4:55 7,1 8,0 0,29 0,31 2 22.10.2013 22:00 0:50 5:10 5,4 5,5 0,39 0,39 3 25.10.2013 20:40 2:35 5:45 9,2 10,0 0,58 0,95 4 28.10.2013 00:00 18:0 18:0 5,0 6,6 0,20 0,20 5 04.11.2013 13:25 2:55 3:55 5,1 3,6 0,29 0,20 6 07.11.2013 11:10 12:20 17:0 18,4 18,3 0,37 0,35 7 28.12.2013 03:10 4:15 7:5 10,3 11,9 0,27 0,27 8 25.01.2014 21:20 3:5 8:35 6,5 7,6 0,28 0,29 9 06.05.2014 18:55 4:35 7:35 15,8 16,5 0,45 0,49 10 13.05.2014 11:00 1:15 3:0 6,3 5,5 0,35 0,29 11 22.05.2014 16:45 3:0 7:35 7,4 6,4 0,29 0,28 12 27.05.2014 02:45 4:50 15:20 18,1 26,6 0,38 0,89 13 27.06.2014 21:00 0:45 2:35 7,1 6,8 0,38 0,32 14 28.06.2014 11:45 7:45 9:0 10,3 9,2 0,34 0,30 15 08.07.2014 04:05 13:40 16:0 45,2 42,8 8,71 6,46 16 08.07.2014 20:50 23:25 24:10 51,1 58,5 4,12 9,02 17 21.07.2014 10:15 2:20 3:45 17,0 8,9 0,79 0,31 18 29.07.2014 12:15 0:45 2:15 12,3 30,4 1,23 11,66 für Modell kalibrierung frühester Start 1 N-KRA N-HAM maximale Wiederkehrzeit TN,max [a] Im Anhang 2 sind ausgewählte Regenereignisse abgebildet (12, 14, 15, 16, 18). Zum Ereignis 18 sind dort weitere statistische Werte ergänzt. 3889_Schophoven_Ber3 N-KRA WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 2.3 Seite 4 Messdaten - Abfluss und Wasserstand Die Lage der Messstelle zeigt der Planausschnitt unter Kapitel 2.1. Das Foto zeigt den Einbauzustand: Die Messungen wurden durch IGM Messen durchgeführt. Die Ergebnisse wurden dem WVER in Form eines Berichtes in 2014 übergeben. Der Messzeitraum in Schophoven war vom 8.10.2013 bis 06.08.2014. Die folgenden Grafiken zeigen einen Ausschnitt: 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 2.4 Seite 5 Messdaten - Trockenwetterauswertung Von IGM Messen wurde der gemessene Trockenwetterabfluss analysiert: QT : Trockenwetterabfluss QF : Fremdwasserabfluss QS : Schmutzwasserabfluss FWZ : Fremdwasserzuschlag QF/QS QT,x : Spitzenabfluss bei Trockenwetter QT [l/s] Messstelle min max QF [l/s] mittel,gew. mittel,gew. QS [l/s] FWZ [%] mittel +/- [%] = QF /QS QT,X [l/s] max mittel 2,96 1,99 Schophoven Q-SH 0,83 1,25 0,99 0,26 0,73 5,5 36% Zum Vergleich die Ablaufwerte der Kläranlage Schophoven (Quelle: WVER): Kommentar: Die gemessenen Trockenwetterabflussdaten decken sich ca. mit den Werten an der Kläranlage. Der WVER gibt für die Kläranlage Schophoven für 2011 eine Jahresschmutzwassermenge von JSM = 45.881 m³/a (entsprechend rd. 1,45 l/s) an und liegt damit etwas höher als der aktuell gemessene Wert. Auffällig an der Ganglinie ist, dass entgegen häufiger Beobachtung in anderen Einzugsgebieten kein Fremdwasserzyklus vorliegt. Auffällig ist auch die mit Faktor 15 deutlich erhöhte Abflussleistung bei Regenereignissen. Die Kläranlagenleistung liegt bei rd. 31 l/s. 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 3 Seite 6 MODELLERSTELLUNG UND EINZUGSGEBIETSDATEN Vom IB Nork+Berger wurden im März 2014 die Kanaldaten für das Einzugsgebiet der Kläranlage Schophoven sowie Bauwerkspläne und Daten zur LWA Flut übernommen. Eckdaten aus LWA-Flut: Mit den übergebenen Kanaldaten wurde ein STRAKAT-Datensatz erstellt, der Grundlage für den Übertrag zu den hydraulischen Berechnungen war. Mit Hilfe des vorliegenden Katasters wurde das kanalisierte Einzugsgebiet abgegrenzt und in Anlehnung an die LWA Flut in Teilgebiete unterteilt. In jedem Teilgebiet wurde den einzelnen Haltungsabschnitten ein Flächenanteil gemäß der Teilgebietsfläche zugewiesen. Die Tabelle fasst die Teilgebiete zusammen und zeigt bereits im Vorgriff auf Kapitel 4 das Ergebnis der Kalibrierung. Die Nummern der Teilgebiete finden sich im Übersichtsplan unter Kapitel 2.1 wieder. AEK Au VG Kali- VG BGS LWA Flut BGS/LWA Faktor BGS Kali BGS Kali gemessen 10/2013-03/2014 ha ha % Au % QS24 ha l/s 1) MS Viehövener Str. 3,65 1,62 44 0,65 28,6 1,04 2) MS Rurstraße 8,41 3,73 44 0,65 28,6 2,41 3) MS Dunkelhof 7,93 3,68 46 0,65 29,9 2,37 4) TS Süd (SW-Kanal) 4,04 0,04 1 1 1 0,04 5) TS Nord (SW-Kanal) 2,30 0,02 1 1 1 0,02 6) MS (im TS Nord) 0,85 0,26 30 0,65 19,5 0,17 Summe Bestand (MS) 20,84 9,29 28,7 5,99 Summe Bestand (MS+TS) 27,18 9,35 22,3 6,05 (ohne Gebiet MS "Gut Müllenark") 3889_Schophoven_Ber3 bei 970 E = QF QT24 l/s 0,82 l/s 0,27 73,0 [l/Ed] 1,09 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen Seite 7 Der Berechnungsdatensatz wurde in den bestehenden Datensatz für das gesamte Einzugsgebiet der Kläranlage Düren mit insgesamt rd. 16.700 Haltungen (Kanalabschnitte) integriert. Für den Teil Schophoven gelten folgende Eckdaten: Anzahl Gesamtlänge Kanalabschnitte [m] Mischwasser 90 3065 Schmutzwasser 33 1275 Regenwasser 37 1365 160 5705 Die Regenwasserkanalisation wurde nicht simuliert, da diese für die Aufgabenstellung nicht von Belang war. Es ging primär um den Zufluss zur Kläranlage sowie um die Ausoder Überlastung der Mischkanalisation im Bereich der Rurstraße/Viehövener Straße. Der Lageplanausschnitt zeigt exemplarisch die Vergabe interner 5-stelliger Haltungsnamen, in Schophoven mit 17 beginnend: Zur Verwendung kam das bei BGS Wasser entwickelte instationäre Kanalnetzprogramm INKA. Es beruht auf der Grundlage der vollständigen Differentialgleichungen von SaintVenant. Zur numerischen Berechnung werden die Differentialgleichungen in Differenzengleichungen überführt und diese mit einem impliziten Verfahren gelöst. Das Programm INKA ermöglicht die hydraulisch korrekte Erfassung von Netzverzweigungen sowie von besonderen Fließzuständen wie Rückstau, Fließumkehr, schießender Abfluss und von Sonderbauwerken (Regenüberläufe, Rückhaltebecken, usw.) mit allen geometrischen Daten. Neben der Berechnung von Einzelregen kann auch eine echte Langzeitkontinuumsimulation unter Berücksichtigung der ungleichmäßigen Überregnung durchgeführt werden (siehe Fachbeitrag KA 2010 Nr.4). Damit sind Häufigkeitsaussagen über bestimmte Netzzustände (Überstau, Beckeneinstau, Entlastungshäufigkeit und Entlastungsvolumen) möglich. Durch die Vorgabe von stofflichen Konzentrationen werden darüber hinaus Schmutzfrachten und Mischungsverhältnisse an den Entlastungsbauwerken ermittelt. 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 4 Seite 8 MODELLKALIBRIERUNG Alle in Kapitel 2.2 aufgeführten Niederschlagsereignisse wurden als Belastung bei der hydrodynamischen Berechnung angesetzt. Die berechneten Abfluss- und Wasserstandganglinien wurden mit den gemessenen nach Form und Maximalwerten verglichen. Der wesentliche Anpassungsfaktor erhöht oder reduziert die angeschlossene abflusswirksame Fläche anhand des Abgleichs der abgeflossenen Volumina. Letztendlich ergibt sich ein Mittelwert über alle Ereignisse, der die Abflusswirksamkeit der tatsächlich angeschossenen Fläche im gesamten oberhalb der Messstelle gelegenen Einzugsgebiet beschreibt. Im Anhang 3 sind für ausgewählte Regenereignisse aus Kapitel 2.2 die Kalibrierungsereignisse abgebildet. Der ermittelte Faktor ist 0,65 bezogen auf die vorgegebene abflusswirksame Fläche (vgl. Tabelle in Kap. 3). Die Grafik zeigt beispielhaft die Gegenüberstellung einer gemessenen und berechneten Ganglinie. Hier ein verhältnismäßig schwaches Ereignis mit 11,8 mm Niederschlag in 6 Stunden, im Anhang 3 finden sich Beispiele stärkerer Ereignisse: 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 5 BERECHNUNGEN 5.1 Bestand 3-jährlich Seite 9 Mit den angepassten Netzdaten wurde eine Kanalnetzberechnung unter Ansatz einer Belastung mit 3-jährlicher Wiederkehrhäufigkeit durchgeführt (siehe Modellregen Anhang 1). Gemäß DWA-Arbeitsblatt A 118 („Hydraulische Bemessung und Nachweis von Entwässerungssystemen“) ist dies für den eher ländlich geprägten Charakter der Ortslage Schophoven ein ausreichender Nachweis ohne weitere Veranlassung von hydraulischen Sanierungsmaßnahmen. Lageplanausschnitt mit Berechnungsergebnis: Legende zur Darstellung der hydraulischen Berechnungsergebnisse: 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen Seite 10 Es zeigt sich ein unproblematischer Netzzustand ohne kritischen Rückstau. Nur in der Viehövener Straße sind einige Haltungsabschnitte mit hoher hydraulischer Überlastung. Diese lässt sich auf das geringe Gefälle einzelner Abschnitte zurückführen, wodurch die rechnerische Vollfüllungsleistung sehr gering wird. Im Mittel liegt in dem gesamten Abschnitt Viehövener Straße bis zum Entlastungsbauwerk ein Gefälle von rund 1,6 ‰ vor. Damit liegt die Vollfüllungsleistung des DN 700 bei rd. 370 l/s. Erst ab dem Zusammenfluss der Viehövener Straße mit der Kreisstraße liegt der berechnete Abfluss mit rd. 470 l/s höher als die durchschnittliche Vollfüllungsleistung. Die bewirkt dort einen geringen Anstieg der Wasserspiegellinie. Dieser Anstieg setzt sich jedoch nicht bis hinauf in die Rurstraße fort, denn dort ist die Abflusskapazität noch nicht erreicht. Im Lageplanausschnitt (vorherige Seite) sowie in Plan 1 sind im Bereich des Geländetiefpunktes grüne Markierungen eingetragen, die einen geringen Abstand des Wasserspiegels zur Geländeoberkannte markieren. Hier liegt allerdings am tiefsten Geländepunkt am Schacht 3869700620 (Haltung 17046) bereits eine Scheitelüberdeckung von nur 90 cm vor. Im Anhang 4, Seite 1 ist ein hydraulischer Längsschnitt vom Geländetiefpunkt bis zum Staukanal vor der Kläranlage dargestellt. Ein hydraulischer Sanierungsbedarf kann aus diesen Berechnungsergebnissen mit Bemessungsregenbelastung nicht abgeleitet werden. 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 5.2 Seite 11 Weitergehende Berechnung Aufgrund eines in 2008 entstandenen Überflutungsschadens im Bereich des Geländetiefpunktes in der Rurstraße, verursacht durch ein extremes Niederschlagsereignis, ist es angeraten, weitergehende Berechnungen durchzuführen. Während der Messkampagne ist am 29.07.2014 ein 4- bis 11-jährliches Starkregenereignis aufgetreten (siehe Anhang 2 S.5 und Anhang 3 S.5). Dies stellt eine Belastung dar, für die das öffentliche Kanalnetz in Schophoven nicht ausgelegt sein muss. Wenn von einem solchen Ereignis Überflutungsschäden ausgehen, sind aber Maßnahmen zu prüfen, durch die Schäden verhindert werden können. Lageplanausschnitt mit Berechnungsergebnis: Legende zur Darstellung der hydraulischen Berechnungsergebnisse: 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen Seite 12 Es war im gesamten Messzeitraum das einzige Ereignis, bei dem der Kanal DN 700 im Zulauf zum RÜB Schophoven (an der Messstelle) mehr als scheitelvoll war. Dies, obwohl auch andere Ereignisse mit Jährlichkeiten seltener als 1,0 a gemessen wurden. Rechnerisch ergibt sich bei dem Ereignis vom 29.07.2014 ein Rückstau in die Viehövener Straße hinein, der in der Rurstraße zu (rechnerisch geringem) Überstau führt. Am Schacht 3869700620, Haltung 17046 wurde 27 m³ Überstau berechnet. Dies entspricht z.B. einer Wassertiefe von 19 cm bei einer Straßenbreite von 7 m und einem angenommenen Teilstück von 20 m Länge. Ursächlich ist dafür in erster Linie der hydraulisch überlastete Kanalstrang DN 700 ab dem Zusammenfluss aus der Viehövener Straße mit DN 700 und der Kreisstraße mit DN 700. Im Anhang 4, Seite 2 ist ein hydraulischer Längsschnitt vom Geländetiefpunkt bis zum Staukanal vor der Kläranlage dargestellt. Diese Überstausituation ist nicht gleichbedeutend mit einer Überflutung, denn der Wasseraustritt kann nach wenigen Minuten wieder in das Kanalnetz eintreten und abgeleitet werden. Jedoch kann es durch nicht ordnungsgemäß funktionierende Rückstausicherungen der privaten Anschlüsse zu Wasseraustritt in Bereichen kommen, die unter der Straßenoberkannte (Rückstauebene) liegen. Eine Überflutungssituation liegt erst dann vor, wenn Oberflächenwasser nicht schadlos abgeführt werden kann, sondern beispielsweise aufgrund niedriger Gehwegkannten in tiefergelegen Grundstücksbereiche gelangt. Hierbei gilt es zu prüfen, ob durch geeignete Maßnahmen ein Überflutungsschaden vermieden werden kann. Sofern die Kanalisation ausreichend leistungsfähig ist, können z.B. zusätzliche Straßeneinläufe hergestellt werden. 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 5.3 Seite 13 Sanierungsvorschlag Für den in Kapitel 5.2 überlasteten Abschnitt DN 700 (Anhang 4, Seite 2) liegt die Planung eines parallelen Kanalstrangs DN 1100 im Zusammenhang mit der Neuplanung der Hochwasserentlastung am RÜB Schophoven vor. Diese Planung wurde in den Berechnungsdatensatz übernommen und das Ereignis vom 29.07.2014 überrechnet. Es zeigte sich damit keinerlei Rückstau mehr in die Viehövener Straße und Rurstraße hinein. Es wurde aber auch deutlich, dass der Parallelkanal mit gleicher Wirkung in DN 800 ausgeführt werden kann. Im Anhang 4, Seite 3 ist ein hydraulischer Längsschnitt vom Geländetiefpunkt bis zum Staukanal vor der Kläranlage unter Ansatz eines parallelen Kanalstrangs DN 800 ab Zusammenfluss der Viehövener Straße mit der Kreisstraße dargestellt. Lageplanausschnitt mit Berechnungsergebnis: Legende zur Darstellung der hydraulischen Berechnungsergebnisse: 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 5.4 Seite 14 Weitergehende hydraulische Berechnungen mit extremer Belastung Auf Wunsch der Gemeinde Inden/Schophoven soll das Kanalnetz mit 50- und 100-jährlicher Niederschlagsbelastung nachgewiesen werden. Daraufhin veranlasste der WVER den seit April 2015 vorliegenden Bericht mit entsprechenden Analysen zu ergänzen. Für diese Berechnungen wurde das gemäß Kapitel 5.3 sanierte und für den Bestand kalibrierte Berechnungsnetz mit dem parallelen Kanalstrang DN 800 aber ohne Entlastung Rurstraße verwendet. Als Belastung wurden Modellregen Euler II mit 20 min Dauer angesetzt. Die Modellregen und Längsschnitte sind in Anhang 5 dokumentiert. Lageplanausschnitt mit Berechnungsergebnis 50-jährlich: Legende zur Darstellung der hydraulischen Berechnungsergebnisse: Beginn Längsschnitt Anhang 5 Es gibt einige überlastete Haltungen und es kommt zu Aufstau bis knapp unter GOK aber an keiner Stelle zu Überstau. Wir weisen darauf hin, dass es bei einem realen Starkregenereignis zu unkontrollierten Abflüsse auf der Oberfläche kommen kann und nicht der gesamte Niederschlagabfluss in die Kanalisation eintritt, wie es die Berechnungsalgorithmen vorgeben. 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen Seite 15 Lageplanausschnitt mit Berechnungsergebnis 100-jährlich: Legende zur Darstellung der hydraulischen Berechnungsergebnisse: Beginn Längsschnitt Anhang 5 Es gibt einige überlastete Haltungen und es kommt zu Überstau im Tiefpunkt. Wir weisen darauf hin, dass es bei einem realen Starkregenereignis zu unkontrollierten Abflüsse auf der Oberfläche kommen kann und nicht der gesamte Niederschlagabfluss in die Kanalisation eintritt, wie es die Berechnungsalgorithmen vorgeben. 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen Seite 16 Hinweise: Diese Berechnungen setzen voraus, dass der gesamte, durch den angesetzten Starkregen entstehende Abfluss, sowohl von den Gebäudedächern als auch von den übrigen Flächen und Straßen in den Kanal gelangen kann. Dies sind die üblichen Ansätze in der Kanalnetzhydraulik, weshalb in keinem anerkannten Regelwerk Berechnungen mit Belastungen seltener als 20-jährlich vorgeschlagen werden. Bei einem realen Starkregenereignis finden unkontrollierte Abflüsse auf der Oberfläche statt, da sowohl die Straßeneinläufe als auch die Regenablaufsysteme der Gebäude und privaten Freiflächen nicht darauf ausgelegt sind, seltene Starkregen ableiten zu können. Derzeit liegt das DWA-Merkblatt M 119 als Gelbdruck vor und wird voraussichtlich im Herbst diesen Jahres veröffentlicht. Der Titel Risikomanagement in der kommunalen Überflutungsvorsorge - Analyse von Überflutungsgefährdungen und Schadenspotenzialen zur Bewertung von Überflutungsrisiken - Entwurf (Juli 2015) deutet darauf hin, dass hier die Gefahr durch Starkregen, die über die normale Anforderung an Bemessungsregen hinausgehen, betrachtet wird. Diese werden kategorisiert:  Starkregen: Regenereignisse, die in einzelnen Dauerstufen Regenhöhen mit Wiederkehrzeiten T n ≥ 1 a aufweisen (entsprechend örtlichen KOSTRA-Werten)  Bemessungsregen: Regenereignisse mit Wiederkehrzeiten im Bereich der Bemessungs- und Überstau-Wiederkehrzeiten nach DWA-A 118 (z.B. T n = 1 a bis 5 a)  seltene Starkregen: Regenereignisse mit Wiederkehrzeiten oberhalb maßgebender Überstau-Wiederkehrzeiten, aber innerhalb der maßgebenden ÜberflutungsWiederkehrzeiten (z.B. für Stadtzentren T n > 5 a bis 30 a)  außergewöhnliche Starkregen: Regenereignisse mit Wiederkehrzeiten oberhalb der maßgebenden Überflutungs-Wiederkehrzeiten Zur Schadensbegrenzung bei außergewöhnlichen Ereignissen kommt dem gezielten Objektschutz im öffentlichen und privaten Bereich vorrangige Bedeutung zu. In aller Regel lassen sich die Überflutungsgefährdung und das Schadenspotenzial damit besonders wirkungsvoll und kosteneffizient reduzieren. Überflutungsschutz- und –Vorsorge wird zur kommunalen Gemeinschaftsaufgabe. In diese Kategorie fallen die hier angesetzten 50- und 100-jährlichen Belastungsregen. Es besteht seitens der Autoren des Merkblattes Konsens, dass es wirtschaftlich nicht vertretbar und letztlich technisch auch nicht sinnvoll machbar ist, bei seltenen und außergewöhnlichen Niederschlagsereignissen Überflutungen und daraus resultierende Schäden durch den Ausbau der Kanalnetze zu vermeiden. 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungen zur Auswertung der N-A-Messungen 6 Seite 17 FAZIT Die Umsetzung der Maßnahme an der Rurstraße ist nicht weiter zu verfolgen. Geplant wurde ein RÜB mit HW-Pumpwerk; bisherige Planung 650.000 Euro zzgl. NK; die Bemessung erfolgte mit einem 50-jährlichen Ereignis. Stattdessen wird der Gemeinde Inden empfohlen, den Bau eines parallelen Kanals im Zulauf zum RÜB vorzunehmen (überschlägige Kostenschätzung 100.000 Euro zzgl. NK). Darüber hinaus können ggfs. zusätzliche Straßeneinläufe im Bereich des Tiefpunktes in der Rurstraße hergestellt werden, da die Kanalisation auch bei dem bis zu 11-jährigen Ereignis noch nicht überstaut ist und somit noch Abflusskapazität zur Verfügung steht. Auch ist vor Ort zu prüfen, welche gezielten Objektschutzmaßnahmen zur Vorsorge als Überflutungsschutz vorgenommen werden können. Die zusätzlichen Berechnungen (Kapitel 5.4 mit Anhang 5) zeigen, dass das Schophovener Netz mit dem vorgeschlagenen Parallelsammler selbst für extreme Belastungen gut gerüstet ist. Es wurde jedoch darauf hingewiesen, dass die angesetzten Belastungen weit jenseits des eigentlichen „Auslegungsfalls“ mit 3-jährlicher Belastung liegen und die Voraussetzung der vollständigen Leistungsfähigkeit der äußeren Ableitungssysteme unzutreffend sein wird. Um diese Voraussetzung zu schaffen, müsste zumindest eine erhebliche Anzahl zusätzlicher Straßeneinläufe im gesamten kanalisierten Einzugsgebiet geschaffen werden. Die Sicherheit gegen Überlastung und Überstau kann aber mit den vorgeschlagenen Maßnahmen erheblich erhöht werden und wird höher sein als nach üblichen Bemessungsverfahren gefordert. Ein „Restrisiko“ wird bestehen bleiben, wenn z.B. bei seltenen Extremniederschlägen die Oberflächenabflusssysteme versagen und zwar sowohl aufgrund unzureichender Anzahl und Leistungsfähigkeit als auch aufgrund Verstopfungen z.B. durch Laub, das bei Extremereignissen (z.B. Gewitterregen) verstärkt anfällt. Hinweis: Die Kläranlagenleistung ist mit rd. 31 l/s 15 mal höher als der im Messzeitraum maximal ermittelte Trockenwetterabfluss. Mit dem Bau des neuen Entlastungspumpwerkes am RÜB vor der Kläranlage entsteht eine gegenüber heute deutlich erhöhte Entlastungskapazität. Sofern diese ausgeschöpft werden kann und aus Gewässersicht darf, könnte die Kläranlagenleistung erheblich reduziert werden. 3889_Schophoven_Ber3 WVER Kanalnetz Schophoven Niederschlagshöhenstatistik und Modellregen 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 1 S. 1 WVER Kanalnetz Schophoven Ausgewählte Niederschlagsereignisse 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 2 S. 1 WVER Kanalnetz Schophoven Ausgewählte Niederschlagsereignisse 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 2 S. 2 WVER Kanalnetz Schophoven Ausgewählte Niederschlagsereignisse 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 2 S. 3 WVER Kanalnetz Schophoven Ausgewählte Niederschlagsereignisse 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 2 S. 4 WVER Kanalnetz Schophoven Ausgewählte Niederschlagsereignisse Anhang 2 S. 5 Die statistische Auswertung dieses Ereignisses ergab folgende Maximalwerte für verschiedene Dauerstufen an der Messstelle 09N-KRA: 5min rmax = 253 l/sha 10min rmax = 200 l/sha 15min rmax = 181 l/sha 30min rmax = 124 l/sha 45min rmax = 97 l/sha 120min rmax = 42 l/sha 3889_Schophoven_Ber3 hNmax = 7,6 mm hNmax = 12,0 mm hNmax = 16,3 mm hNmax = 22,3 mm hNmax = 26,1 mm hNmax = 30,3 mm Tnmax = 4,0 a Tnmax = 4,8 a Tnmax = 7,5 a Tnmax = 9,6 a Tnmax = 11,6 a Tnmax = 7,9 a WVER Kanalnetz Schophoven Auswahl Kalibrierungsereignisse 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 3 S. 1 WVER Kanalnetz Schophoven Auswahl Kalibrierungsereignisse 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 3 S. 2 WVER Kanalnetz Schophoven Auswahl Kalibrierungsereignisse 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 3 S. 3 WVER Kanalnetz Schophoven Auswahl Kalibrierungsereignisse 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 3 S. 4 WVER Kanalnetz Schophoven Auswahl Kalibrierungsereignisse 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 3 S. 5 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungsergebnisse: Längsschnitte Anhang 4 Seite 1 zu Kapitel 5.1: Berechnung für den kalibrierten Bestand mit Modellregen n=0,33 Zusammenfluss Viehövener Straße / Kreisstraße Entlastung Tiefpunkt Messstelle Maßstab: H = 1 : 100 L = 1 : 2500 Staukanal Viehövener Straße Rurstraße KA 86 [m üNN] 17070 17071 17072 17073 17074 17075 17076 17077 17079 17080 17081 17082 17083 17084 17091 43.31 49.98 16.10 33.33 58.93 50.29 42.79 52.09 42.12 57.83 47.58 47.82 23.25 42.51 8.51 1.20 1.00 3880000780 3880000790 388000080038800008103880000820 77 1 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 1.50 1.50 1.50 0.30 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 2.25 1.50 2.25 0.30 1.69 1.57 1.27 1.10 1.25 1.26 1.51 1.77 1.67 1.64 1.65 1.61 1.85 1.46 1.32 1.01 0.93 0.65 0.70 0.71 0.96 0.97 0.97 0.97 3.28 63 57 69 53 91 58 191 101 0 0 41 53 66 202 156 202 89 106 0 33 82 3 3 0 101 301.0 334.7 276.7 373.2 289.4 452.5 137.8 258.7 0.0 0.0 610.9 448.6 371.0 125.4 315.6 240.3 533.0 440.4 0.0 1341.4 545.8 12502.1 1728.7 1918.3 30.6 3889_Schophoven_Ber3 91.58 88.00 91.58 31.0 88.00 88.00 91.58 31.0 88.00 88.09 91.58 61.8 88.89 88.90 91.58 442.3 88.90 88.93 91.58 447.6 88.93 89.83 91.41 453.4 89.83 89.83 91.44 466.0 89.83 89.94 91.47 468.7 89.94 90.10 91.84 476.3 90.10 90.14 92.03 486.9 90.14 90.19 92.43 495.3 90.19 90.20 92.64 253.7 90.20 90.27 93.05 247.7 90.27 90.39 92.83 241.6 90.39 90.65 92.90 250.5 90.65 90.65 92.91 270.9 90.65 90.65 90.65 90.69 90.69 90.70 270.3 92.95 262.1 93.07 263.4 90.70 90.81 90.81 90.81 90.81 263.0 92.83 264.0 92.60 198.2 92.60 192.7 92.46 191.4 88.30 1 88.30 77 90.61 1 90.61 1 90.61 1 90.61 1 90.61 1 90.61 1 90.61 1 90.62 1 90.62 1 90.70 1 90.70 1 90.74 1 90.74 1 90.82 1 90.82 1 90.91 1 90.91 1 91.02 1 91.02 1 91.11 1 91.15 1.00 1 91.18 1.50 0.20 91.18 1.50 0.65 91.20 1.50 8.34 91.20 1.50 3.53 91.22 1.50 21.17 91.22 1.50 0.00 91.25 1.50 2.30 91.25 1.50 3.36 91.27 1.50 0.69 91.27 1.50 1.19 91.28 1.50 0.19 91.28 1.50 1.64 91.30 1.50 2.39 91.30 1.50 4.41 91.32 1.50 0.00 91.32 1.50 0.00 91.34 1.50 0.80 91.34 1.50 0.23 91.35 1.50 2.43 91.35 1.50 1.00 91.36 1.50 1.66 91.36 1.50 0.91 91.38 1.50 1.33 91.38 1.50 90.86 [müNN] 91.00 Kanalsohle 17094 5.00 1.08 191.6 [müNN] 3880000770 17093 136.00 1.50 90.86 [l/s] OK Deckel 38697006803869810690386981070038698107103869810715386981072038698107303869810740 3869810750 3869810760 17092 88.00 38697005903869700600 3869700610 3869700620 92.65 Q1 n=0,33 17069 45.31 90.90 [müNN] 17047 1.00 92.98 w1 kalibriert 17090 30.21 90.90 [mm] [o/oo] [-] [m] [m] [m] [%] [l/s] 17046 43.74 91.41 Rauheit Gefälle P-KZ (Q1) P-Breite P-Höhe diff (Q1) ausl Qvoll 17045 52.48 91.41 oben 17044 27.77 90.97 Schacht 17043 90.97 [m] 91.43 Haltung Länge WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungsergebnisse: Längsschnitte Anhang 4 Seite 2 zu Kapitel 5.2: Berechnung für den kalibrierten Bestand mit Ereignis am 29.07.2014 Zusammenfluss Viehövener Straße / Kreisstraße Tiefpunkt mit Überstau Entlastung Messstelle Maßstab: H = 1 : 100 L = 1 : 2500 Viehövener Straße Rurstraße Staukanal überlastet KA 86 [m üNN] 17069 17070 17071 17072 17073 17074 17075 17076 17077 17079 17080 17081 17082 17083 17084 17091 45.31 43.31 49.98 16.10 33.33 58.93 50.29 42.79 52.09 42.12 57.83 47.58 47.82 23.25 42.51 8.51 1.20 1.00 3880000780 3880000790 388000080038800008103880000820 77 1 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 1.50 1.50 1.50 0.30 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 2.25 1.50 2.25 0.30 0.51 0.38 0.08 -0.09 0.07 0.07 0.33 0.60 0.52 0.50 0.52 0.51 0.78 0.42 0.38 0.18 0.26 0.12 0.32 0.40 0.77 0.81 0.81 0.81 3.28 66 59 75 64 95 62 208 112 0 0 52 70 87 265 201 264 119 144 0 47 116 2 3 0 101 301.0 334.7 276.7 373.2 289.4 452.5 137.8 258.7 0.0 0.0 610.9 448.6 371.0 125.4 315.6 240.3 533.0 440.4 0.0 1341.4 545.8 12502.1 1728.7 1918.3 30.6 3889_Schophoven_Ber3 91.58 88.00 91.58 31.0 88.00 88.00 91.58 31.0 88.00 88.09 91.58 61.5 88.89 88.90 91.58 273.0 88.90 88.93 91.58 635.4 88.93 89.83 91.41 635.5 89.83 89.83 91.44 635.6 89.83 89.94 91.47 635.7 89.94 90.10 91.84 635.8 90.10 90.14 92.03 636.0 90.14 90.19 92.43 636.2 90.19 90.20 92.64 332.6 90.20 90.27 93.05 322.8 90.27 90.39 92.83 317.7 90.39 90.65 92.90 322.4 90.65 90.65 92.91 309.2 90.65 90.65 92.95 298.7 90.65 90.69 93.07 291.9 90.69 90.70 92.83 287.1 90.70 90.81 90.81 90.81 90.81 282.1 92.60 277.2 92.60 241.4 92.46 209.3 92.65 197.9 88.30 1 88.30 77 90.77 1 90.77 1 90.77 1 90.77 1 90.77 1 90.77 1 90.77 1 90.81 1 90.81 1 91.01 1 91.01 1 91.12 1 91.12 1 91.35 1 91.35 1 91.58 1 91.58 1 91.85 1 91.85 1 92.05 1 92.16 1.00 1 92.22 1.50 0.20 92.22 1.50 0.65 92.27 1.50 8.34 92.27 1.50 3.53 92.32 1.50 21.17 92.32 1.50 0.00 92.38 1.50 2.30 92.38 1.50 3.36 92.41 1.50 0.69 92.41 1.50 1.19 92.43 1.50 0.19 92.43 1.50 1.64 92.47 1.50 2.39 92.47 1.50 4.41 92.50 1.50 0.00 92.50 1.50 0.00 92.53 1.50 0.80 92.53 1.50 0.23 92.53 1.50 2.43 92.54 1.50 1.00 92.55 1.50 1.66 92.55 1.50 0.91 92.57 1.50 1.33 92.57 1.50 90.86 [müNN] 91.00 Kanalsohle 17094 5.00 1.08 201.1 [müNN] 3880000770 17093 136.00 1.50 90.86 [l/s] OK Deckel 38697006803869810690386981070038698107103869810715386981072038698107303869810740 3869810750 3869810760 17092 88.00 38697005903869700600 3869700610 3869700620 90.90 [müNN] Q1 29.07.14 17047 1.00 92.98 w1 kalibriert 17090 30.21 90.90 [mm] [o/oo] [-] [m] [m] [m] [%] [l/s] 17046 43.74 92.60 Rauheit Gefälle P-KZ (Q1) P-Breite P-Höhe diff (Q1) ausl Qvoll 17045 52.48 92.60 oben 17044 27.77 90.97 Schacht 17043 90.97 [m] 92.61 Haltung Länge WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungsergebnisse: Längsschnitte Anhang 4 Seite 3 zu Kapitel 5.3: Berechnung für den kalibrierten Bestand mit Ereignis am 29.07.2014 und zusätzlichem parallelen Kanalstrang DN 800 Zusammenfluss Viehövener Straße / Kreisstraße Entlastung Tiefpunkt Messstelle Maßstab: H = 1 : 100 L = 1 : 2500 Staukanal Viehövener Straße Rurstraße KA paralleler Kanalstrang DN 800 86 [m üNN] 17071 17072 17073 17074 17075 17076 49.98 16.10 33.33 58.93 50.29 42.79 52.09 38697005903869700600 3869700610 3869700620 400 500 600 47.58 47.82 23.25 42.51 paral.neu paral.neu paral.neu paral.neu 17084 17091 8.51 1.20 17092 17093 17094 5.00 1.00 136.00 paral.neu paral.neu 3880000820 77 1 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 1.00 1.50 1.50 1.50 0.30 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 1.00 2.25 1.50 2.25 0.30 1.34 1.22 0.92 0.77 0.95 0.96 1.26 1.57 1.54 1.53 1.57 1.60 1.91 1.58 1.48 1.12 0.99 0.67 0.69 0.68 0.91 0.92 0.92 0.92 3.28 81 75 95 74 124 82 279 152 0 0 65 89 111 329 65 76 69 69 57 65 56 2 3 0 101 301.0 334.7 276.7 373.2 289.4 452.5 137.8 258.7 0.0 0.0 610.9 448.6 371.0 125.4 636.2 542.5 598.4 596.9 716.9 633.3 1396.3 12502.1 1728.7 1918.3 30.6 3889_Schophoven_Ber3 91.58 88.00 91.58 31.0 88.00 88.00 91.58 31.0 88.00 88.09 91.58 60.1 88.89 88.90 91.58 281.1 88.90 88.93 91.58 789.7 88.93 89.03 91.41 413.3 89.03 89.10 91.44 413.4 89.10 89.20 91.47 413.5 89.20 89.30 91.84 413.6 89.30 89.40 92.03 413.7 89.40 89.50 92.43 413.8 90.19 90.20 92.64 413.8 90.20 90.27 93.05 412.6 90.27 90.39 92.83 402.3 90.39 90.65 92.90 400.7 90.65 90.65 92.91 409.6 90.65 90.65 90.65 90.69 90.69 90.70 406.9 92.95 393.8 93.07 384.6 90.70 90.81 90.81 90.81 90.81 372.1 92.83 360.1 92.60 278.9 92.60 263.8 92.46 252.3 88.30 1 88.30 77 90.66 1 90.66 1 90.66 1 90.66 1 90.66 1 90.66 1 90.66 1 90.67 1 90.69 1 90.73 1 90.73 1 90.75 1 90.75 1 90.80 1 90.80 1 90.85 1 90.85 1 90.91 1 90.91 1 90.95 1 90.95 1.00 1 91.06 1.50 0.20 91.06 1.50 0.65 91.14 1.50 8.34 91.14 1.50 3.53 91.23 1.50 2.35 91.23 1.50 3.01 91.33 1.50 2.09 91.33 1.50 2.10 91.38 1.50 1.73 91.38 1.50 2.37 91.41 1.50 0.19 91.41 1.50 1.64 91.50 1.50 2.39 91.50 1.50 4.41 91.57 1.50 0.00 91.57 1.50 0.00 91.64 1.50 0.80 91.64 1.50 0.23 91.65 1.50 2.43 91.66 1.50 1.00 91.69 1.50 1.66 91.69 1.50 0.91 91.73 1.50 1.33 91.73 1.50 90.86 [müNN] 91.00 Kanalsohle 300 1.08 244.8 [müNN] 200 57.83 1.50 90.86 [l/s] OK Deckel 38697006803869810690386981070038698107103869810715386981072038698107303869810740 3869810750 100 42.12 88.00 17070 43.31 92.65 Q1 29.07.14 17069 45.31 90.90 [müNN] 17047 1.00 92.98 w1 kalibriert 17090 30.21 90.90 [mm] [o/oo] [-] [m] [m] [m] [%] [l/s] 17046 43.74 91.76 Rauheit Gefälle P-KZ (Q1) P-Breite P-Höhe diff (Q1) ausl Qvoll 17045 52.48 91.76 oben 17044 27.77 90.97 Schacht 17043 90.97 [m] 91.78 Haltung Länge WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungsergebnisse bei extremer Niederschlagsbelastung zu Kapitel 5.4: Belastungen: 3889_Schophoven_Ber3 Anhang 5 Seite 1 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungsergebnisse bei extremer Niederschlagsbelastung Anhang 5 Seite 2 zu Kapitel 5.4: Berechnungsergebnis 50-jährlich Maßstab: H = 1 : 100 17043 17044 17045 17046 17090 17047 17069 17070 17071 17072 17073 17074 17075 17076 38.68 27.77 52.48 43.74 30.21 1.00 45.31 43.31 49.98 16.10 33.33 58.93 50.29 42.79 52.09 KA Schophv Zul. KA Schophoven SK 1500 Variante Paral Variante Paral Schophov MS Ende B05 TBW Schophv 17084 17091 8.51 1.20 17092 1 136.00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 77 1 0.50 0.50 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 1.00 1.50 1.50 1 0.50 0.50 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 1.00 2.25 1.50 2 1.24 1.19 1.16 0.73 0.62 0.35 0.22 0.44 0.44 0.80 1.18 1.22 1.24 1.35 1.43 1.77 1.47 1.39 1.04 0.92 0.61 0.64 0.64 0.88 0.89 0.89 0 41 129 83 98 94 121 96 161 107 366 200 0 0 88 119 147 443 81 85 76 76 63 71 62 4 4 517.0 177.5 329.5 301.0 334.7 276.7 373.2 289.4 452.5 137.8 258.7 0.0 0.0 610.9 448.6 371.0 125.4 636.2 542.5 598.4 596.9 716.9 633.3 1396.3 12502.1 1728.7 3889_Schophoven_Ber3 90.69 90.69 19 88.00 91.58 3 88.00 88.09 91.58 72.5 88.89 88.90 91.58 564.6 88.90 88.93 91.58 870.8 88.93 89.03 91.41 454.5 89.03 89.10 91.44 455.4 89.10 89.20 91.47 456.3 89.20 89.30 91.84 457.3 89.30 89.40 92.03 465.0 89.40 89.50 92.43 519.3 90.19 90.20 92.64 556.9 90.20 90.27 93.05 548.1 90.27 90.39 92.83 534.8 90.39 90.65 92.90 539.7 90.65 90.65 92.91 546.2 90.65 90.65 92.95 538.3 90.65 90.69 93.07 519.5 90.69 90.70 92.83 504.9 90.70 90.81 92.60 487.0 90.81 90.81 92.60 468.8 90.81 90.86 92.46 358.7 90.86 90.90 92.65 335.7 90.90 90.97 92.98 314.7 90.97 93.12 91.00 93.58 295.7 90.69 1 90.69 1 90.69 1 90.69 1 90.70 1 90.72 0 1 274.2 paral.neu 3880000820 90.77 0.65 90.77 8.34 90.80 3.53 90.80 2.35 90.86 3.01 90.86 2.09 90.92 2.10 90.92 1.73 90.99 2.37 90.99 0.19 91.04 1.64 91.04 2.39 91.17 4.41 91.17 0.00 91.28 0.00 91.28 0.80 91.40 0.23 91.40 2.43 91.55 1.00 91.55 1.66 91.67 0.91 91.67 1 1.33 91.73 1.50 1.08 91.73 1.50 1.29 91.89 1.50 2.21 91.89 1.50 18.57 92.03 1.50 92.03 1.50 92.16 1.50 92.16 1.50 92.16 1.50 92.19 1.50 92.24 1.50 92.24 1.50 92.30 1.50 92.30 1.50 92.36 1.50 92.36 paral.neu 1.50 92.39 paral.neu 1.50 92.39 paral.neu 1.50 92.42 paral.neu 1.50 230.4 386970068038698106903869810700386981071038698107153869810720386981073038698107403869810750 paral.neu Variante Paral 42.51 1.50 91.00 [müNN] 91.61 Kanalsohle 600 23.25 1.50 213.2 [müNN] 500 47.82 1.50 91.05 [l/s] OK Deckel 400 47.58 1.50 93.67 Q1 n=0,02 300 57.83 1.50 91.07 [müNN] 200 1.50 92.54 w1 kalibriert 100 42.12 1.50 92.42 3869440100386944011038697005803869700590386970060038697006103869700620 Rauheit [mm] Gefälle [o/oo] P-KZ (Q1) [-] P-Breite [m] P-Höhe [m] diff (Q1) [m] Auslastung [%] Qvoll [l/s] Variante Paral 17042 18.09 92.48 oben 17020 26.92 92.48 Schacht 17019 91.11 [m] 91.11 Haltung Länge Variante Paral 85 [m üNN] Variante Paral Bilanz gepl.SK L = 1 : 2500 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungsergebnisse bei extremer Niederschlagsbelastung Anhang 5 Seite 3 zu Kapitel 5.4: Berechnungsergebnis 100-jährlich Maßstab: H = 1 : 100 17044 17045 17046 17090 17047 17069 17070 17071 17072 17073 17074 17075 17076 27.77 52.48 43.74 30.21 1.00 45.31 43.31 49.98 16.10 33.33 58.93 50.29 42.79 52.09 SK 1500 Variante Paral Variante Paral Schophov MS Ende B05 TBW Schophv 17084 17091 8.51 1.20 17092 136.00 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 77 1 0.50 0.50 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 1.00 1.50 1.50 0.50 0.50 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 1.00 2.25 1.50 0.85 0.82 0.81 0.39 0.29 0.05 -0.06 0.17 0.17 0.54 0.93 0.99 1.02 1.10 1.21 1.57 1.29 1.25 0.92 0.82 0.53 0.57 0.58 0.84 0.85 0.85 46 145 97 114 110 142 98 167 111 382 211 0 0 96 131 164 489 91 97 86 86 72 81 69 4 4 517.0 177.5 329.5 301.0 334.7 276.7 373.2 289.4 452.5 137.8 258.7 0.0 0.0 610.9 448.6 371.0 125.4 636.2 542.5 598.4 596.9 716.9 633.3 1396.3 12502.1 1728.7 91.58 88.09 91.58 71.6 88.89 88.90 91.58 505.8 88.90 88.93 91.58 974.5 88.93 89.03 91.41 516.7 89.03 89.10 91.44 517.4 89.10 89.20 91.47 518.2 89.20 89.30 91.84 519.0 89.30 89.40 92.03 530.3 89.40 89.50 92.43 580.2 90.19 90.20 92.64 614.6 90.20 90.27 93.05 609.1 90.27 90.39 92.83 589.0 90.39 90.65 92.90 589.7 90.65 90.65 92.91 583.2 90.65 90.65 92.95 569.0 90.65 90.69 93.07 546.9 90.69 90.70 92.83 527.2 90.70 90.81 92.60 506.2 90.81 90.81 92.60 485.4 90.81 90.86 92.46 368.7 90.86 90.90 92.65 394.7 90.90 90.97 92.98 369.9 90.97 93.12 91.00 93.58 93.67 3889_Schophoven_Ber3 346.0 90.73 1 90.73 1 90.73 1 90.73 1 90.73 1 90.74 1 90.76 1.50 1 320.2 paral.neu 3880000820 90.83 1.50 90.83 1.50 90.87 1.50 90.87 1.50 90.94 1.50 90.94 1.50 91.02 1.50 91.02 1.50 91.11 1.50 91.11 1.50 91.18 1.50 91.18 1.50 91.35 1.50 91.35 1.50 91.48 1.50 91.48 1.50 91.62 1.50 91.62 1.50 91.80 1.50 91.80 1.50 91.89 1.50 91.89 0.65 1.50 91.96 8.34 1.50 91.96 3.53 1.50 92.14 2.35 1.50 92.14 3.01 92.29 2.09 92.29 2.10 92.43 1.73 92.43 2.37 92.43 0.19 92.46 1.64 92.52 2.39 92.52 4.41 92.60 0.00 92.60 0.00 92.69 0.80 92.69 paral.neu 0.23 92.73 paral.neu 2.43 92.73 paral.neu 1.00 92.77 paral.neu 1.66 258.2 386970068038698106903869810700386981071038698107153869810720386981073038698107403869810750 paral.neu Variante Paral 42.51 0.91 91.00 [müNN] 91.61 Kanalsohle 600 23.25 1.33 238.1 [müNN] 500 47.82 1.08 91.05 [l/s] OK Deckel 400 47.58 1.29 91.07 [müNN] Q1 n=0,01 300 57.83 2.21 92.93 w1 kalibriert 200 42.12 18.57 92.77 3869440100386944011038697005803869700590386970060038697006103869700620 Gefälle [o/oo] Rauheit [mm] P-KZ (Q1) [-] P-Breite [m] P-Höhe [m] diff (Q1) [m] Auslastung [%] Qvoll [l/s] 100 88.00 17043 38.68 Variante Paral 17042 18.09 92.85 oben 17020 26.92 92.85 Schacht 17019 91.11 [m] 91.11 Haltung Länge Variante Paral 86 [m üNN] Variante Paral Bilanz gepl.SK L = 1 : 2500 WVER Kanalnetz Schophoven Hydraulische Berechnungsergebnisse bei extremer Niederschlagsbelastung Anhang 5 Seite 4 zu Kapitel 5.4: Berechnungsergebnis 100-jährlich mit weiterer hydraulischer Sanierung auf Wunsch der Gemeinde Ergebnis: Der Austausch der 4 Haltungsabschnitte führt zu geringerem Aufstau und verhindert den Überstau am Tiefpunkt. Dies ist kein Sanierungsvorschlag aus Sicht BGS Wasser, denn die Voraussetzung dass bei Starkregenereignissen der gesamte Niederschlagabfluss in die Kanalisation eintritt, ist kaum zu erwarten und die angesetzten Belastungen liegen weit jenseits des eigentlichen „Auslegungsfalls“ mit 3-jährlicher Belastung. Maßstab: H = 1 : 100 17044 17045 17046 17090 17047 17069 17070 17071 17072 17073 17074 17075 17076 27.77 52.48 43.74 30.21 1.00 45.31 43.31 49.98 16.10 33.33 58.93 50.29 42.79 52.09 3869440100386944011038697005803869700590386970060038697006103869700620 386970068038698106903869810700386981071038698107153869810720386981073038698107403869810750 paral.neu paral.neu paral.neu paral.neu paral.neu SK 1500 Schophov MS Ende B05 TBW Schophv Variante Paral Variante Paral Variante Paral 42.51 17084 17091 8.51 1.20 17092 136.00 paral.neu 3880000820 0.50 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 1.00 1.50 1.50 0.50 0.50 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.70 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 1.00 2.25 1.50 1.05 1.03 1.02 0.61 0.51 0.27 0.17 0.43 0.43 0.85 1.28 1.40 1.42 1.50 1.50 1.78 1.43 1.30 0.96 0.85 0.55 0.59 0.59 0.85 0.86 0.86 46 145 100 118 114 147 116 193 128 437 241 0 0 73 68 78 72 87 94 82 82 68 77 68 3 4 517.0 177.5 329.5 301.0 334.7 276.7 373.2 289.4 452.5 137.8 258.7 0.0 0.0 868.6 903.5 773.9 810.0 636.2 542.5 598.4 596.9 716.9 633.3 1396.3 12502.1 1728.7 3889_Schophoven_Ber3 91.58 88.09 91.58 70.5 88.89 88.90 91.58 471.6 88.90 88.93 91.58 951.5 88.93 89.03 91.41 491.9 89.03 89.10 91.44 492.6 89.10 89.20 91.47 493.3 89.20 89.30 91.84 494.1 89.30 89.40 92.03 513.3 89.40 89.50 92.43 558.6 89.80 90.00 92.64 589.4 90.00 90.15 93.05 610.7 90.15 90.39 92.83 621.5 90.39 90.65 92.90 641.7 90.65 90.65 92.91 661.8 90.65 90.65 92.95 646.9 90.65 90.69 93.07 623.5 90.69 90.70 92.83 602.5 90.70 90.81 92.60 580.6 90.81 90.81 92.60 559.1 90.81 90.86 92.46 434.3 90.86 90.90 90.90 90.97 90.97 91.00 407.8 92.65 382.5 92.98 357.9 93.12 331.5 93.58 257.9 90.72 1 0.50 90.72 77 90.72 1 90.72 1 90.72 1 90.73 1 90.76 1 90.82 1 90.82 1 90.85 1 90.85 1 90.92 1 90.92 1 90.99 1 90.99 1 91.07 1 91.07 1 91.13 1 91.13 1 91.21 1 91.21 1 91.27 1 91.27 1 91.33 1 91.33 1 91.40 1.50 1 91.40 0.65 1.50 91.49 8.34 1.50 91.49 3.53 1.50 91.55 2.35 1.50 91.55 3.01 1.50 91.79 2.09 1.50 91.79 2.10 1.50 91.98 1.73 1.50 91.98 2.37 1.50 92.17 3.84 1.50 92.17 3.51 1.50 92.17 4.77 1.50 92.22 4.41 1.50 92.29 0.00 1.50 92.29 0.00 1.50 92.38 0.80 1.50 92.38 0.23 1.50 92.47 2.43 1.50 92.47 1.00 1.50 92.51 1.66 1.50 92.51 0.91 1.50 92.56 1.33 1.50 92.56 1.08 1.50 91.00 [müNN] 91.61 Kanalsohle 600 23.25 1.29 237.9 [müNN] 500 47.82 1.50 91.05 [l/s] OK Deckel 400 47.58 2.21 91.07 [müNN] Q1 n=0,01 300 57.83 1.50 93.67 w1 kalibriert 200 42.12 18.57 92.73 Gefälle [o/oo] Rauheit [mm] P-KZ (Q1) [-] P-Breite [m] P-Höhe [m] diff (Q1) [m] Auslastung [%] Qvoll [l/s] 100 88.00 17043 38.68 Variante Paral 17042 18.09 92.64 oben 17020 26.92 92.64 Schacht  DN 800 17019 91.11 [m] 91.11 Haltung Länge  Variante Paral 86 [m üNN] Variante Paral Bilanz gepl.SK L = 1 : 2500