FLUKZ - Durchflussmessung im Bereich gestörter Strömungsprofile im Kanalnetz

Ungestörtes Geschwindigkeitsprofil (links); durch eine seitlich Einmündung gestörtes Geschwindigkeitsprofil (rechts); aus Uhl et al. [2010]

Veranlassung und Zielsetzung 

In der Siedlungswasserwirtschaft stellen Durchfluss-Daten aus Kanalnetzen wesentliche Grundlagen für Planung und Betrieb dar und dienen dem Gewässer- sowie dem Hochwasserschutz. Planerisch und wirtschaftlich von besonderer Bedeutung sind Daten zum Schmutzwasser-, Fremdwasser- und Niederschlagsabfluss. Von diesen Planungsgrundlagen sind Investitionen in Milliardenhöhe in den Infrastrukturbereichen Kanalisation und Kläranlagen abhängig.

Messtechnik für die Durchflussmessung ist zwar technisch hoch entwickelt. Ihre Anwendung setzt jedoch störungsfreie Messtationen mit voll entwickelten Strömungsprofilen voraus, um aus den gemessenen lokalen Fließgeschwindigkeiten und Wassertiefen einen Gesamtdurchfluss zu berechnen. Diese idealen Verhältnisse liegen in der Praxis nur sehr selten vor. Bedingt durch die vielfältigen Zwangspunkte, Zuleitungen und Einbauten sind die Strömungsprofile in Kanalisationsanlagen oftmals erheblich gestört. In diesem Vorhaben sollen Störungseinflüsse identifiziert, eingegrenzt und hinsichtlich der Genauigkeit der Durchflussmessung beurteilt
werden. 

Ziel des Vorhabens ist die Formulierung von Anwendungsregeln und Korrekturverfahren für Messungen an Querschnitten in der Kanalisation mit ausgewählten Störeinflüssen. Weiterhin sollen die Ergebnisse der sehr aufwändigen Strömungssimulationen den Projektpartnern in einer Datenbank mit Visualisierungstool für eigenständige Weiterentwicklungen zur Verfügung gestellt werden. Durch Anwendung der Projektergebnisse kann eine zeitnahe Verbesserung des Standes der Technik bei der Durchflussmessung und deren Genauigkeit erwartet werden. 

 Vorgehensweise

  • Beschreibung des Abklingens von Störungen im Strömungsbild von Kanälen mittels hydraulischer (phys.) Modellversuche und numerischer Simulation
  • Entscheidungshilfen für die Praxis bei der Auswahl von Messstellen und der Korrektur von Messwerten
  • Erstellung einer Datenbank mit Simulations- und Messergebnissen von Geschwindigkeitsprofilen
  • Untersuchung von realen Messstellen (Praxis)

Geplante Arbeitsergebnisse 

  • Entscheidungshilfen für die Praxis zum Umgang mit baulich bedingten Störungen der Geschwindigkeitsprofile
  • Datenbank mit Visualisierungstool

 

Projektleitung


Prof. Dr.-Ing. Mathias Uhl

Fachbereich Bauingenieurwesen
Corrensstraße 25
48149 Münster
Tel: 0251 83-65201

uhlfh-muensterde



Prof. Dr.-Ing. Rainer Mohn
Fachbereich Bauingenieurwesen
Institut für Wasser Ressourcen Umwelt (IWARU)
Corrensstr. 25
48149 Münster
Tel: 0251 83-65217

Mitarbeiter


  • M.Eng. Nina Vosswinkel
  • M.Sc. Simon Ebbert

Projektzeitraum:


Oktober 2012 - September 2014

Kooperationspartner


  • GWU-Umwelttechnik GmbH, Eftstadt
  • NIVUS GmbH, Eppingen
  • Dr. Pecher AG, Erkrath
  • Ingenieurgesellschaft für Stadthydrologie mbH, Hannover
  • Emscher Gesellschaft für Wassertechnik mbH, Essen
  • DWA Landesverband NRW, Essen
  • Stadt Münster, Tiefbauamt

Finanzierung


  • Land NRW, FH Extra
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