3D-CFD Simulation von einem Regenbecken mit vorgelagertem Absturzschacht

Mattias Deller, 22. Februar 2021

Hydraulische Prüfung der Umbaumassnahmen eines Regenbeckens sowie des Neubaus eines vorgelagerten Absturzbauwerkes mittels 3D-CFD-Simulation.

Abbildung oben: Umlenkung des Trockenwetters in das Weiterleitungsrohr zur Kläranlage. Abbildung unten: Füllvorgang des Regenbeckens während eines Regenwetters. Abgebildet ist jeweils die Wasseroberfläche mit den Fliessgeschwindigkeiten.

Im Rahmen der Sanierung einer Kantonsstrasse sollen bauliche Synergien genutzt werden, um die Kapazitäten der Kanalisation auszubauen. Die maximale Zuflusskapazität zum Regenbecken soll um das 4-fache erhöht werden. Dies ermöglicht einerseits die zukünftige Vergrösserung des Einzugsgebiets und andererseits die zusätzliche Verwendung des Regenbeckens als Havariebecken. Damit das Regenbecken den geforderten Standards entspricht und eine ausreichende Leistungsfähigkeit besitzt, sind diverse Umbaumassnahmen notwendig. Für einen möglichst kostengünstigen Umbau wurden mehrere hydraulische Sonderlösungen geplant, welche mit analytischen Berechnungsansätzen nur schwer zu dimensionieren sind. Zur Überwindung der Höhendifferenz zwischen den neuen Leitungen und dem Regenbeckenzulauf soll zusätzlich ein dem Regenbecken vorgeschaltetes Absturzbauwerk erstellt werden. Die Prüfung der hydraulischen Funktionalität der Umbaumassnahmen des Regenbeckens inklusive Absturzbauwerk wurde mittels einer 3D-CFD-Simulation durchgeführt. Unter Verwendung von einem 2-Phasen-Modell (Wasser und Luft) konnte neben der Hydraulik auch das Be- und Entlüftungssystem innerhalb der Bauwerke überprüft werden.

Instationäre Ganglinie, mit einem maximalen Zufluss von 1.375 m3/s

Ansprechperson

Mattias Deller

Mattias Deller

MSc. Umwelt-Natw. ETH

Projektleiter

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