Einstau von Kanalvolumen in einem Mischwassernetz, Beispiel für eine Kaskadenregelung: Durch das Kaskadenbauwerk wird auch der obere Kanalabschnitt eingestaut, bevor der Beckenüberlauf überläuft. Der Kaskadenregler sperrt den Zulauf ab, wenn der Wasserspiegel in der unteren Kaskade knapp unter OK BÜ steht. Erst wenn der Zwischenüberlauf anspringt, wird auch der BÜ aktiv.
Aktivierung von Speichervolumen in Mischwassernetzen
Die Entlastungsfrachten aus Mischwasserüberläufen ins Gewässer können vermindert werden, indem im Kanalnetz oder aber in den Regenüberlaufbecken zusätzliches Speichervolumen aktiviert wird, d.h. dieses Volumen wird zunächst gefüllt, bevor eine Entlastung ins Gewässer eintritt.
Mischwasser-Kanalnetze bestehen - salopp gesagt - aus Kanalhaltungen mit verschiedenen Durchmessern, die bei der Planung abfluss- und gefälleabhängig gewählt werden. Hat man ein nur schwaches Gefälle, werden hydraulisch große Kanalquerschnitte gebraucht. Es bietet sich in solchen Fällen an, das vorhandene große Volumen dieser Kanalhaltungen durch Einstau zu aktivieren, denn dieses erreicht oft die Größenordnung des Volumens extra gebauter Regenüberlaufbecken. Das geht sogar so weit, dass verschiedentlich propagiert wurde, durch Einstau des Kanalnetzes könne man auf RÜB ganz verzichten. Heute ist diese Diskussion etwas abgeflaut, weil die allermeisten RÜB bereits gebaut sind. Für eine weitergehende Optimierung der Mischwasserbehandlung ist ein Einstau größerer flacher Haltungen aber immer noch eine wichtige Option. Bei der Planung muss jedoch immer auch die sichere Ableitung von Starkregen gewährleistet werden, etwa mithilfe einer hydrodynamischen Kanalnetzberechnung.
Grundsätzlich kann man einen solchen Einstau von Kanalhaltungen mit Kaskadenbauwerken erreichen, in denen Schieber oder anderen Drosseln eine (oft in Echtzeit veränderliche) Wassermenge weiterleiten. Oft ist auch ein Überlauf in die stromab liegende Haltung vorgesehen. Als Ausrüstung kommen Motorschieber und Wasserstandsmessungen etwa analog zu unserem elektronisch gesteuerten Drosselschieber UFT-FluidEControl oder aber MID-Abflussregler mit der zugehörigen EMSR-Technik in Frage. Bei solchen Wehrbauwerken ist auch die Messung der Überlaufwassermenge ins Gewässer oder in die nächste unterhalb liegende Kanalkaskade zur Gewinnung von Steuersignalen für die EMSR-Technik sinnvoll, etwa mit unserem Tragflügelmesswehr UFT-FluidWing oder der Parabelmessblende UFT-Fluidventuri.
Ein rein mechanischer Regler zum Aktivieren von Kanalstauvolumen, speziell bei steilen Kanalstrecken, ist der Kaskadenregler UFT-FluidCasca. Er wird zwischen zwei Haltungen eingebaut und greift mit einem Schwimmer den Wasserstand in der unteren Haltung ab. Ist diese gefüllt, also der Wasserstand höher als eine bestimmte Kote, schließt der Schwimmer mit einem Hebelgestänge einen mechanischen Schieber und staut somit dann auch die obenliegende Kaskade ein.
Zusätzliches Stauvolumen lässt sich auch in den Regenüberlaufbecken selbst aktivieren. In Fangbecken kann dazu der Beckenüberlauf mit einem selbstregulierenden Entlastungsorgan (Bezeichnung nach DWA-A 166) ausgerüstet werden. Die Federstauklappe UFT-FluidFlap wird durch den Wasserdruck progressiv nach unten gedrückt und regelt den Wasserstand nach Beginn der Entlastung auf typisch +/- 5 cm, was eine fast horizontale Kennlinie h = f(Q) ergibt. Eine „genauere“ Regelung ist im Hinblick auf die unvermeidbare mechanische Reibung bei solchen Klappen ohne Zwangsantrieb und im Hinblick auf die Schwingungsanfälligkeit nicht möglich (gilt auch für Klappen anderer Fabrikate!). Der Volumengewinn ergibt sich aus dem Wegfall der Poleni-Überfallhöhe bei einem festen Wehr als BÜ. – Es gibt auch ein teilweise animiertes Video über die Federstauklappe. - Die Biegeklappe UFT-FluidBend zeigt ein ähnliches Verhalten wie die Federstauklappe, ist aber einfacher aufgebaut. Die Biegeklappe regelt den Wasserstand nicht konstant, sondern verhält sich wie ein etwa doppelt so langes festes Überlaufwehr mit entsprechender Verringerung der Überfallhöhe, aus der sich das gewonnene Beckenvolumen errechnet.- Der Luftregulierte Heber UFT-FluidSiph ist ein sehr leistungsfähiger Heber ohne bewegliche Teile mit sehr flacher Kennlinie h = f(Q). Durch die Luftsteuerung springt das Gerät nicht plötzlich an, was aus Sicherheitsgründen wichtig ist. Jeder Heber benötigt im Gegensatz zu Wehrklappen jedoch permanent Saughöhe, ist also bei flachliegenden Entlastungsleitungen weniger geeignet.
Autor: G. Weiß · Revisionsstand: 24.10.2024