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Strategien zur Kaskadenbewirtschaftung im Einzugsgebiet der ZKA Kaiserslautern

Beschreibung

Projektlaufzeit: 2010 - 2013

Bearbeiter:

  • Dr.-Ing. Inka Kaufmann Alves

Veranlassung

Im Rahmen einer System- und Kostenoptimierung im Einzugsgebiet der ZKA Kaiserslautern wurde ein Bewirtschaftungskonzept für das Kanalspeichervolumen der großvolumigen und flach verlegten Hauptsammler erarbeitet. Durch den Bau von zwei Kaskadenbauwerken sollen in bestehenden Hauptsammlern bis zu 20.000 m3 Nutzvolumen aktiviert werden. 

Die vorgesehenen Kaskadenbauwerke sollen belastungsabhängig betrieben/gesteuert werden. Die Überlaufschwelle zum Gewässer und die Abflussdrosselung werden als vertikal verfahrbare, gesteuerte Wehranlagen ausgeführt. Das Steuerungskonzept sieht vor, den weiterführenden Abfluss an beiden Bauwerken abhängig vom Wasserstand bzw. Füllungsgrad in den Speicherkaskaden sowie vom Füllungsgrad des netzbschließenden Regenüberlaufbeckens vor der Kläranlage variabel zu gestalten. Zum einen soll durch möglichst optimale Ausnutzung des verfügbaren Kanalvolumens die Gewässerbelastung durch Mischwasserüberläufe reduziert werden. Zum anderen erlaubt die mögliche Absenkung der Entlastungswehre bei Starkregenereignissen und dem Erreichen kritischer Wasserstände die gezielte Reduzierung hydraulischer Überlastungen der Kanalisation mit Überstau und Überflutung von Schächten. 

Vorgehensweise

Zur Untersuchung des Abfluss- und Entlastungsverhaltens der geplanten Kaskadenbauwerke soll das Schmutzfrachtmodell KOSMO (Kontinuierliche SchmutzfrachtMOdellierung) zur Anwendung kommen. Die Modellerstellung beinhaltet die Abbildung des Entwässerungssystems als Grobnetz sowie der Gewässerabschnitte des Lautereinzugsgebietes und der Speicherräume in der Lauteraue. Die Steuerungsvorgänge der beiden Wehranlagen werden in Matlab®/ Simulink® detailgetreu nachgebildet. Weiterhin wird eine Verbundsteuerung zwischen dem Regenüberlaufbecken vor der Kläranlage und den beiden Kaskadenbauwerken zur optimalen Ausnutzung des Kanalspeicherraumes untersucht.

Finanzierende Institution(en)

  • Stadtentwässerung Kaiserslautern