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Verwendungszweck

Regenentlastungsanlagen an Regenüberlaufbecken, Regenklärbecken und Regenüberläufen sollen mit Messvorrichtungen bestückt werden, um die Überlaufaktivität des Abwasserkanalnetzes in die Gewässer zu messen. Diese Forderung wird zur Zeit in die Eigenkontrollverordnungen der Länder übernommen.

In der Regel wird zur Messung der Überlaufaktivität die Entlastungsschwelle benutzt. Dazu wird im Oberwasser der Schwelle der Wasserstand gemessen und dann in eine Überfallhöhe umgewandelt und daraus der Abfluss bzw. die Abflussfracht berechnet. Das lang bekannte Problem dabei ist, dass etwa die Hälfte der jährlichen Abflussfracht mit Überlaufhöhen kleiner als etwa 30 mm, das entspricht einem Überlaufstrom von 10 l/s und weniger pro Meter Wehrlänge, überläuft und dennoch, zwar nur selten und für kurze Zeit, enorme Abflussspitzen bis zu 700 l/(s·m) sicher erfasst werden sollen.

Um zu verhindern, dass Schwimmstoffe und Leichtflüssigkeiten (Öl und Benzin) aus dem Abwasserkanalnetz entweichen, werden in der Regel vor den Überlaufschwellen Tauchwände angeordnet. Das ist eine weitere hydraulische Komplikation, denn die Tauchwände stören bei großen Abflüssen den Wasserstrom erheblich.

Die vorhandenen technischen Mittel und Richtlinien zur Lösung der vorgenannten Probleme sind unzureichend. Im ATV-Arbeitsblatt A 111 werden zur Messung der Überlaufmengen scharfkantige Wehre vorgeschlagen. Diese sind identisch mit den Rehbock’schen Messwehren aus dem Jahr 1929, die in der ISO 1438 selbst bei Klarwasser für Überfallhöhen unter 30 mm nicht zugelassen sind. Es kommt zum unkontrollierbaren Ankleben oder Ablösen des Überfallstrahls auf der Wehrrückseite und damit zu Hysteresen in der Abflusskurve. Dies bestätigten Versuche in unserem Laboratorium. Eine zuverlässige Belüftung der Strahlunterseite gelingt in der Praxis nicht. Bei Überfallhöhen unter 10 mm gibt es auch Probleme mit der Oberflächenspannung des Wassers. Das Wasser „bäumt“ sich vor der scharfen Wehrkante auf.

Für die Position der Tauchwand werden im Arbeitsblatt A 111 Mindestangaben zu Abstand und Eintauchtiefe gemacht. Diese sind aber in der Praxis oft schwer einzuhalten, weil es an Bodenfreiheit unter der Tauchwand fehlt oder der Abstand der Tauchwand zur Schwelle zu groß wird. Das Problem ist bis heute nicht befriedigend gelöst, wie die Veröffentlichung /8a/ und der heftige Widerspruch der ATV-Arbeitsgruppe 1.2.2 zeigen.

Wir haben in unserem hydraulischen Labor speziell für Regenentlastungen eine Kombination aus neuartigem Messwehr und Tauchwand entwickelt. Da die Überfallhöhen bis 30 mm die jährliche Abflussfracht prägen, sind wir davon ausgegangen, dass bei niedrigen Überfallhöhen die Annahme einer senkrechten Anströmung des Wehrs realistisch ist, insbesondere wenn eine Tauchwand vor dem Wehr steht.

Anschließend wurde das Wehr ohne und mit Tauchwand vom Institut für Wasserbau der Universität Stuttgart im Maßstab 1:1 kalibriert.