Page 108 - Jubibroschuere_2019

Umwelt & Ressourcen

Kalibrierungslinien für Messwehre an Entlastungs-

bauwerken mittels Strömungssimulationen ermitteln

Prof. Dr. Marco Günther
Fakultät für Ingenieurwissenschaften
Prof. Dr.-Ing. Joachim Dettmar
Fakultät für Architektur und Bauingenieurwesen
Karsten Kropp, M.Eng.
Fakultät für Ingenieurwissenschaften

Einleitung und Motivation Überfallhöhenmessung bestimmt werden. Der
Vorteil dieser Bestimmungsmethode liegt in der
Für einen erfolgreichen Gewässerschutz hat der berührungslosen Erfassung der Überfallhöhe
ordnungsgemäße Betrieb von Bauwerken der und der einfachen Handhabung. Die exakte
zentralen Regenwasserbehandlung, wie zum Bestimmung des Entlastungsabflusses an
Beispiel von Regenüberlaufbecken, eine wesent- einem Messwehr benötigt jedoch eine spezi-
liche Bedeutung. Im Regenwetterfall werden fische Kennlinie, die den Zusammenhang von
große Mischwasserabflüsse an Regenüberlauf- Abfluss und Überfallhöhe eindeutig beschreibt.
becken in Fließgewässer abgeschlagen und die Solche Kalibrierungskennlinien werden in der
Kanalisation entlastet (Abb. 1). Regel mit Hilfe von labortechnischen Experi-
menten an speziellen Prüfständen erstellt. Die
numerische Strömungssimulation bietet hierzu
heute eine alternative Herangehensweise und
wird im Folgenden für ein Tragflügelmesswehr
angewendet.

Ziel und Methodik

Im Mittelpunkt steht die numerische Strömungs-
simulation eines unbeeinflussten Volumenstroms
(vollkommener Überfall) an einem Tragflügel-
messwehr. Ziel ist die Ermittlung einer Kalibrie-
Abb. 1: Skizze der Volumenströme am Entlastungs- rungskennlinie, die bei Kenntnis der Überfallhöhe
bauwerk der Mischwasserkanalisation (Quelle: eigene den eindeutigen Volumenstrom markiert. Die
Darstellung) Vorgehensweise kann als gutes Beispiel für eine
alternative Methode zur Messung betrachtet
Die Erscheinungshäufigkeit,-dauer und Höhe der werden.
Entlastungsabflüsse sind wichtige Kennzeichen
für die Bewertung der Gewässerbelastung. Die In einem ersten Schritt erfolgt die Abbildung
messtechnische Erfassung solcher Abflüsse des Tragflügelmesswehrs als zweidimensionales
an Entlastungsbauwerken wird bereits heute Modell. Anschließend erfolgt die numerische
von mehreren Eigenkontroll- bzw. Eigenüber- Modellierung der Strömung für mehrere Abfluss-
wachungsverordnungen der Länder im Zuge raten. Im nächsten Schritt werden die erziel-
der Forderung eines guten Gewässerzustandes ten Simulationsergebnisse mit Angaben des
der EG-Wasserrahmenrichtlinie 2000/60/EG [1] Wehrherstellers und Messwerten, die an einem
verlangt. Laborprüfstand der Universität Stuttgart gewon-
nen wurden, verglichen und bewertet. Der letzte
Die Abflüsse können beispielsweise mit Hilfe Schritt beinhaltet die Erstellung der Kalibrie-
kalibrierter Messwehre in Kombination mit einer rungskennlinie.