Modellbasierte Untersuchung zur Wirksamkeit einer Verbundsteuerung von Abwasserpumpwerken

Ein wichtiges Teilgebiet der Siedlungswasserwirtschaft ist die Entwässerung urbaner Gebiete. Zum Ableiten von anfallendem häuslichen Abwasser wurden im Laufe der Jahrhunderte Kanalisationen entwickelt, die für bessere hygienische Verhältnisse in besiedelten Gebieten sorgen sollten. Dies waren zumeist offene Gerinne zwischen Fahrbahn und Bürgersteig, in denen sich das Brauch- und Regenwasser mit dem Unrat der Straße vermischte und in ein nahe gelegenes Gewässer eingeleitet wurde. Dies führte zu starken Verschmutzungen der Gewässer. Heutzutage werden Kanalisationen unterirdisch gebaut. Das Abwasser wird zur Reinigung einer Kläranlage zugeführt und von dort aus einem Oberflächengewässer zugeführt. Durch das Einleiten von Niederschlagswasser, den Einträgen aus der Industrie, den Einleitungen aus kommunalen Kläranlagen sowie Einleitungen aus diffusen Quellen wird das Gewässer sowohl hydraulisch als auch stofflich stark belastet. Herkömmliche Maßnahmen für den Rückhalt von Mischwasser sind der Bau von Speicherbecken. Da ein Neubau meist sehr kostenintensiv ist und viel Platz in Anspruch nimmt, der in Großstädten meist nicht zur Verfügung steht, kann die Bewirtschaftung von vorhandenem Kanalraum als eine Alternative angesehen werden. Durch den Bau von Regenrückhaltebecken und die Regenwasserbewirtschaftung ist ein Rückgang der Mischwassereinträge und dadurch eine Verringerung der Gewässerbelastung zu verzeichnen. Trotzdem ist der Verschmutzungsgrad der meisten Gewässer weiterhin bedenklich. Auf Grund der Tatsache, dass die Trink- und Abwasserentsorgung Berlins innerhalb der Stadtgrenzen betrieben wird, ist es wichtig, einen umfassenden Gewässerschutz zu betreiben. Mit der Einführung der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL, 2000) hat man sich auf europäischer Ebene darauf geeinigt, dass alle europäischen natürlichen Oberflächengewässer bis zum Jahr 2015 einen „guten ökologischen und guten chemischen Zustand“ erlangen sollen (Art. 4.2 WRRL). Ein Ansatz zur Umsetzung dieser Vorgaben ist die Reduzierung der Mischwasserüberläufe während Regen. Dies kann z.B. unter Zuhilfenahme einer Verbundsteuerung umgesetzt werden. Ziel dieser Diplomarbeit ist es, einen bewertenden Vergleich zwischen einer Verbundsteuerung und der momentanen Berliner Steuerungsstrategie (lokale Steuerung) an ausgesuchten Abwasserpumpwerken durchzuführen. Dabei soll festgestellt werden, ob und in wie weit, eine übergeordnete Verbundsteuerung zur Reduktion von Mischwasserüberläufen beitragen kann. Zu diesem Zweck sollen Simulationen durchgeführt werden. Dabei soll einerseits mittels Langzeitsimulationen das Potential einer Verbundsteuerung im Gegensatz zur derzeitigen Steuerung (Kap. 2.3.2) theoretisch bestimmt werden. Auf der anderen Seite werden auf der Basis gemessener Daten (Fördermengen und Wasserstände) Einzelsimulationen für ausgewählte Regenereignisse (Kap. 7.2) durchgeführt. Diese dienen der Überprüfung des eventuell theoretisch vorhandenen Steuerungspotentials.

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