Absturzschächte mit horizontalen Prallplatten für schweizerische Entwässerungssysteme
Gesamtkosten:
49.920,00 CHF
Abstract
Im Zusammenhang mit dem Klimawandel sind neue Lösungen für den Umgang mit Starkniederschlägen erforderlich. Die mit der EIwärmung der Atmosphäre einhergehende Zunahme von Starkniederschlägen erfordert auch eine Anpassung der Siedlungsentwässerung. Starkniederschläge steIlen schnelle Prozesse dar. Retentionsvolumen, welche diese zeitliche Randbedingung überbrücken könnten, finden im städtischen Umfeld nicht immer Platz. Extreme Starkregen werden daher weiterhin als Oberflächenabfluss bzw. in Kanalisationen zu evakuieren sein. Da aber die Intensität von Extremereignissen, wie den Starkniederschlägen, unter dem Klimawandel zunehmen wird, muss die Abflusskapazität der Leitungen, parallel zur Umsetzung des Konzepts der Schwammstadt, erhöht werden. Eine Lösung zur Erweiterung der Abflusskapazität im städtischen Raum könnten Entlastungsstollen sein, die platzsparend in einer tieferen Ebene unterhalb der Fundamente von Gebäuden angelegt werden. Voraussetzung dafür sind jedoch geeignete Absturzschächte, die grosse Wassermengen effizient aufnehmen können. Im Rahmen dieses Projektes soll ein entsprechender Absturzschacht - der Absturzschacht mit horizontalen Prallplatten (AHP) - verfeinert und auf den schweizerischen Kontext (mittlere Abflüsse, Absturzhöhe zwischen 10 bis 20 m, mehrere Anschlüsse) angepasst werden. Die hydraulischen Eigenschaften des AHP soIIen mithilfe numerischer Modelle analysiert und durch physikalische Modellversuche validiert werden. Versuchsdurchführungen am physikalischen Modell sind notwendig, da der Lufteintrag bei der numerischen Simulation mit Unsicherheit behaftet ist. Nebst einer effizienten Handhabung der mitgerissenen Luft, zeichnet sich der AHP durch eine effiziente Energieumwandlung aus. Dies sind die zwei zentralen Anforderungen an einen Absturzschacht der Siedlungsentwässerung. Die beiden Mechanismen sollen im vorgeschlagenen Projekt zuverlässig abgebildet werden, damit generelle Bemessungsansätze abgeleitet werden können. Zudem sollen mit den vorgeschlagenen Untersuchungen Fragestellungen betreffend die Vorfertigung, des Transportes, des Unterhalts und der hydraulischen Kapazität beantwortet werden, so dass der AHP zukünftig in die Produktepallette der Industriepartner aufgenommen werden kann.
Schlüsselwörter
Klimawandel, Starkniederschläge, Siedlungsentwässerung, Abflusskapazität, Absturzschacht, numerische Modellierung, physikalisches Modell
Ergebnisse gemäss Vertrag
1. Eine Skizze des zu erstellenden APH liegt vor unter Betrachtung der Statik, Hydraulik und der Vorfabrizierbarkeit. Meilenstein 1 2. Eine systematische numerische Modellierung des zu erstellenden APH ist erfolgt. Das numerische Modell ist validiert. Meilenstein 2 3. Numerische Untersuchungen der Kapazität und des Normalabflusses sind erfolgt. Die hydraulische Bemessung ist hergeleitet. Meilenstein 3 4. Numerische Untersuchungen der (multiplen) Ein- und Ausleitungen sind erfolgt. Schachtkopf und -fuss sind bestimmt. Meilenstein 4 5. Das physikalische Modell ist erstellt und die Versuche am Modell sind durchgeführt. Die Erkenntnisse aus den numerischen Untersuchungen und den Versuchen am physikalischen Modell können nun für den Bau des AHP genutzt werden. Meilenstein 5
Projektziele
Um die Abflusskapazität im dichten Siedlungsraum zu erhöhen sind passende Absturzschächte notwendig. Ein Absturzschacht mit horizontalen Prallplatten (AHP) soll weiterentwickelt und für den schweizerischen Kontext angepasst werden. Die hydraulischen Eigenschaften sollen mittels numerischer Modelle beschrieben und durch ein physikalisches Modell in einem repräsentativen Massstab (ca. 1:10) bestätigt werden.
