DE102008049297A1 - Radio-controlled system for the decentralized management of precipitation discharges in urban and agricultural areas - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Verfahren zur Bewirtschaftung des natürlichen Wasserhaushalts im Bereich urbander und landwirtschaftlicher Flächen durch Empfangen und Weiterleiten von Wetterdaten auf eine zentrale Rechnereinheit, Analysieren und Auswerten der übertragenen Wetterdaten, insbesondere der Niederschlagsdaten, und Simulation der voraussichtlichen Niederschlagszuflüsse (Niederschlagsmengen) zu einem Bewirtschaftungssystem, Analysieren und Auswerten der Ist-Zustände der einzelnen Bewirtschaftungselemente, insbesondere Ermittlung des zur Verfügung stehenden aktuellen nutzbaren Speichervo Zuflussganglinien zu den einzelnen Bewirtschaftungselementen aus den empfangenen Wetterdaten, Berechnen des erforderlichen Speichervolumens im unterirdischen Speicher (US) unter Berücksichtigung der Vorspeicherung im oberirdischen Speicher und der zeitgleich zum Befüllvorgang stattfindenden Prozesse der Versickerung in den umgebenden Boden und Entleerung über einen regelbaren Grundablass und Vergleichen des erforderlichen Speichervolumens mit dem aktuell vorhandenen Volumen und rechnerische Entscheidung über den durchzuführenden Regelungsvorgang am regelbaren Grundablass.Method and device for the method for managing the natural water balance in the area of urban and agricultural areas by receiving and forwarding weather data to a central computer unit, analyzing and evaluating the transmitted weather data, in particular the precipitation data, and simulating the expected precipitation inflows (precipitation amounts) to a management system, Analyzing and evaluating the actual states of the individual management elements, in particular determination of the available current usable Speicherervo inflow lines to the individual management elements from the received weather data, calculating the required storage volume in the underground storage (US) taking into account the pre-storage in the above-ground storage and the same time For the filling process occurring processes of infiltration into the surrounding soil and emptying via an adjustable bottom outlet and comparing the required storage volume with the currently existing volume and arithmetic decision about the control process to be performed on the controllable bottom outlet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bewirtschaftung des natürlichen Wasserhaushalts im Bereich urbaner und landwirtschaftlicher Flächen.The The present invention relates to a method and an apparatus for the management of the natural water balance in the Area of urban and agricultural land.

Aufgrund der ausgeprägten Oberflächenversiegelung wird das Regenwasser in dicht besiedelten Ballungsräumen im Wesentlichen in die Kanalisation geleitet und mit dem Schmutzwasser entsorgt. Die Entsorgungskapazitäten der Kanalisationen müssen daher auf große Niederschlagsmengen ausgerichtet sein, wodurch hohe Kosten für ihren Betrieb und die sich anzuschließenden Klärwerke entstehen.by virtue of the pronounced surface seal becomes the rainwater in densely populated metropolitan areas Essentially drained into the sewer and with the dirty water disposed of. The disposal capacities of the sewer systems must therefore be geared to large amounts of precipitation, resulting in high costs for their operation and the ones to be connected Sewage plants are created.

Durch den Abfluss des Regenwassers wird zudem den besiedelten Gebieten, Gemeinden, Städten und Dörfern eine wichtige ökologische und ökonomische Recource entzogen. Es ist daher schon in F. Sieker: „Naturnahe Regenwasserbewirtschaftung”, Stadtökologie, Bd. 1 , eine kombinierte Mulden- und Rigolenversickerung vorgeschlagen worden.The drainage of rainwater also deprives the populated areas, municipalities, towns and villages of an important ecological and economic resource. It is therefore already in F. Sieker: "Near-natural rainwater management", Urban Ecology, Vol. 1 , a combined trough and trench infiltration has been proposed.

Dazu wird eine Mulde mit Mutterboden gefüllt, die auf einem grobkörnigen Füllmaterial angelegt ist. Die Mulde geht dabei glatt in die Geländeoberkante über, und in dem grobkörnigen Füllmaterial kann oberhalb der Muldensohle ein dem Straßenverlauf folgendes Drainagerohr angeordnet sein.To a hollow is filled with topsoil on one side coarse-grained filler is applied. The hollow goes smoothly into the terrain top, and in the coarse filler can be above the trough a drainage pipe following the course of the road be arranged.

Aus der DE 101 14 053 C2 ist eine als Tiefbeet ausgebildete Infiltrationsfläche bekannt, die von einer Vielzahl von Querwände aufweisenden Typenelementen eingefasst ist. Diese Infiltrationsfläche ist mit einem unterirdischen Niederschlagszulauf in das Tiefbeet ausgebildete und mit einem Wasserablaufrohr versehen.From the DE 101 14 053 C2 is formed as a deep bed infiltration surface, which is bordered by a plurality of transverse elements having type elements. This infiltration surface is formed with an underground rainfall in the deep bed and provided with a water drain pipe.

Eine andere bekannte Möglichkeit der Drainage ist das Anlegen von Entwässerungsgräben sowie das unterirdische Abführen von Wässern mittels gelochter Rohre oder Schläuche. Dadurch können Bearbeitungsflächen früher abtrocknen, um so Vegetationszeit zu gewinnen. Im urbanen Bereich werden derartige Drainagen eingesetzt, um Ansiedlungen vor Hochwässern zu schützen und/oder gezielt Niederschlagswässer zum Anreichern des Grundwassers versickern zu lassen.A Another known possibility of drainage is mooring of drainage ditches as well as the underground Removal of water by means of perforated pipes or Hoses. This allows editing surfaces Dry earlier to gain vegetation time. in the In the urban area, such drainages are used to establish settlements To protect flood waters and / or targeted rainwater to seep to enrich the groundwater.

Die bekannten Speichermittel und Drainagen haben sich bewährt, sind aber mit dem Nachteil behaftet, dass die ausgeweitete Drainage zum schnellen Abfließen von Oberflächenwässern auf großen Flächen, besonders nach starken Regenfällen und Schneeschmelzen, zu schnell ansteigenden Pegelständen bis hin zum Hochwasser der Flüsse führt.The known storage media and drainages have proven effective but have the disadvantage that the expanded drainage for quick drainage of surface water on large areas, especially after heavy rainfall and snowmelt, too fast rising water levels leading up to the flood of the rivers.

Ferner ist es ein Nachteil, dass das in den dezentralen Speichermitteln gespeicherte Wasser nur schwer oder gar nicht gezielt gesteuert in Abhängigkeit von einem Bedarfsfall gesammelt oder wieder an die Umgebung abgegeben werden kann. Zudem stellt die Drainage einen starken Eingriff in das Ökosystem dar, da sich durch eine Trockenlegung die Vegetation der betroffenen Gebiete stark verändert. Derartige Drainagen mit dezentralen Speichermitteln haben den Grundgedanken, dass möglichst viel Wasser schnell aus dem Landschaftsbereich oder dem urbanen Bereich abgeführt werden soll. Einmal in die Vorfluter abgelassenes Wasser kann somit der Landschaft oder dem urbanen Bereich nur schwer wieder zur Verfügung gestellt werden.Further It is a disadvantage that in the decentralized storage means Stored water is difficult or impossible to control collected or reconnected depending on a case of need the environment can be delivered. In addition, the drainage provides a strong intervention in the ecosystem, as is due to a Draining greatly changes the vegetation of the affected areas. such Drainage systems with decentralized storage facilities have the basic idea that as much water quickly out of the landscape area or the urban area. Once in the outfall drainage water can thus be the landscape or difficult to restore to the urban area become.

Des Weiteren ist insbesondere die Landwirtschaft darauf angewiesen, eine kalkulierbare und berechenbare Wassermenge in der Vegetationsperiode zur Verfügung zu haben. Dies konnte in der Vergangenheit nicht mit ausreichender Verlässlichkeit bestimmt werden. Durch die bekannten Drainagen blieben insbesondere landwirtschaftlich genutzte Flächen mehr als notwendig trocken und wurden nicht durch die sonst üblichen Niederschläge im ausreichenden Maße bewässert. Dies kann im erheblichen Umfang zum Absenken des Grundwasserspiegels und zum totalen Austrocknen der Böden und letztendlich zur Versteppung beitragen.Of Furthermore, agriculture is particularly dependent on a calculable and calculable amount of water during the growing season To have available. This could not be done in the past be determined with sufficient reliability. By the well-known drainage remained agricultural in particular used areas were dry and more than necessary not by the usual rainfall in the irrigated to a sufficient extent. This can be significant for lowering the groundwater level and for total dehydration soil and ultimately desertification.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung für eine systematische Wasserbewirtschaftung zu schaffen, die eine von den Niederschlagsmengen abhängige, dosierte und gezielte Abgabe ermöglicht.task It is the object of the present invention to provide a device for to create a systematic water management system that is one of depending on the amount of precipitation, dosed and targeted Dispensing possible.

Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Durch diese Maßnahmen kann eine Regelungen erreicht werden, mit der die bei Starkregenereignissen auftretenden Oberflächenabflüsse weitergehend als bei ungesteuerten Systemen in unschädlicher Weise reduziert und dem Bodenwasserhaushalt bzw. dem Grundwasser zugeführt werden. Dies kann sowohl im Bereich von Sied lungs- und Verkehrsflächen als auch im landwirtschaftlichen Bereich eingesetzt werden. Ein Unterschied zwischen den beiden Bereichen besteht lediglich in der baulichen Ausführung der bodenbezogenen Bewirtschaftungselemente.These The object is achieved by the features specified in the patent claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims. Through these measures can a regulation can be reached with which the heavy rainfall events proceeding surface drains on as harmlessly reduced in uncontrolled systems and the Bodenwasserhaushalt or the groundwater supplied become. This can be both in the area of settlement and traffic areas as well as in the agricultural sector. One Difference between the two ranges exists only in the Structural execution of the soil-related management elements.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bewirtschaftung für Niederschlagsabflüsse, das im urbanen Bereich an die Stelle der bisherigen Kanalisationssysteme treten soll. Letztere dienen lediglich zur Ableitung des Niederschlagswassers aus dem Bereich der Siedlungs- und Verkehrsflächen, gegebenenfalls mit Rückhaltemaßnahmen an zentralen Punkten kombiniert. Das neue System besteht dagegen aus dezentralen kombinierten Speicherungs- und Versickerungselementen, die auf einzelne Grundstücke oder Straßenabschnitte bezogen und durch ein Ableitungssystem verbunden sind, das auf die zur Herstellung der Entwässerungssicherheit möglichst geringe Niederschlagsabflüsse dimensioniert wird.The invention relates to a management of precipitation outflows, which should replace the existing sewer systems in the urban area. The latter are only used for the discharge of rainwater from the area of settlement and traffic areas, combined if necessary with retention measures at central points. The new system, on the other hand, consists of decentralized combined storage and infiltration elements that are located on individual plots of land or road sections are related and connected by a discharge system, which is dimensioned to the lowest possible for the production of drainage safety rainfall outflows.

Damit werden die Spitzenabflüsse bei Starkregen auf maximal 10% der Spitzenabflüsse konventioneller Kanalisationssysteme reduziert und gleichzeitig der jährliche Direktabfluss bebauter Gebiete auf das Maß begrenzt werden, das diese Gebiete im unbebauten Zustand aufweisen. Der indirekte Abfluss der Gebiete über den Grundwasserleiter bleibt hierbei unberücksichtigt. Mit dem Bewirtschaftungssystem sollen also im Gegensatz zu den bisherigen Kanalisationssystemen die hydrologischen Folgen der Versiegelung und strikten Ableitung weitestgehend kompensiert werden, ohne dabei die Sicherheit gegen Überflutungen und Vernässungen zu vernachlässigen.In order to peak outflows in heavy rainfall will be up to 10% the peak outflows of conventional sewer systems reduced and at the same time the annual direct outflow built-up areas are limited to the level that this Have areas in the undeveloped state. The indirect outflow of Areas above the aquifer remain unconsidered. With the management system should therefore in contrast to the previous sewerage systems the hydrological consequences of sealing and strict derivation be compensated as far as possible, without compromising the security against flooding and neglect watering.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert; es zeigt:The Invention will be described below with reference to an exemplary embodiment with reference to the accompanying drawings closer explains; it shows:

1 einen Ausschnitt einer Vorrichtung zur erfindungsgemäßen urbanen Wasserbewirtschaftung anhand eines Einzelelements, 1 a detail of an apparatus for urban water management according to the invention with reference to a single element,

2 einen beispielhaften Lageplan einer dezentralen Bewirtschaftungsvorrichtung; 2 an exemplary site plan of a decentralized management device;

3 die beispielhafte Ausführung eines erfindungsgemäßen Regelungsorgans. 3 the exemplary embodiment of a control element according to the invention.

Wie die 1 zeigt, enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wasserbewirtschaftung einen oberirdischen, muldenförmig ausgebildeten oder kantig eingefassten Speicherraum (OS), der dazu dient, Niederschlagszuflüsse von abflusswirksamen Flächen aufzunehmen und kurzzeitig zu speichern.As the 1 shows, the inventive device for water management includes an above-ground, trough-shaped or edged edged storage space (OS), which serves to record rainfall inflows of effluent effective areas and to store temporarily.

Das zugeführte Niederschlagswasser versickert durch die als Reinigungsschicht (R) ausgebildete Sohle in einen darunter liegenden unterirdischen Speicher (US). Der unterirdische Speicher (US) besteht aus wabenförmigen Kunststoffelementen (KE) mit hohem Hohlraumvolumen (mehr als 90% des Bruttovolumens) und ist gegenüber dem umgebenden natürlichen Boden durch eine wasserdurchlässige Geotextilummantelung vor Feststoffeinträgen geschützt.The supplied rainwater seeps through as Cleaning layer (R) formed sole in an underlying underground storage (US). The underground storage (US) exists honeycomb plastic elements (KE) with high void volume (more than 90% of gross volume) and is compared to the surrounding natural soil through a water-permeable Geotextile coating protected against solid entry.

Zwischen dem oberirdischen Speicherraum (OS) und dem unterirdischen Speicherraum (US) besteht eine Verbindung in Form eines als Rohr ausgeführten Überlaufs (Ü). Der Überlauf (Ü) dient bei gefülltem oberirdischem Speicherraum (OS) dazu, das Wasser direkt in den unterirdischen Speicher (US) einzuleiten.Between the above-ground storage space (OS) and the underground storage space (US) there is a connection in the form of a pipe overflow (Ü). The overflow (Ü) is used when filled aboveground storage space (OS) to direct the water directly into the underground Memory (US) to initiate.

Zur Vermeidung von Schmutzstoffeinträgen ist der Überlauf (Ü) mit einer Abdeckung (AD) versehen, die unter strömt werden kann. Das dem unterirdischen Speicherraum (US) zugeführte Wasser gelangt durch Versickerung (V) soweit möglich in den umgebenden ungesättigten Boden.to Avoidance of pollutants is the overflow (U) provided with a cover (AD), which flows under can be. That the subterranean storage space (US) supplied Water enters through infiltration (V) as far as possible the surrounding unsaturated soil.

Der unterirdische Speicherraum (US) enthält ein Ableitungsrohr (D), das wie in 3 dargestellt, mit einem regelbaren Grundablass (GA) in einem gedrosselten Schacht (DS) mündet. Noch vor dem regelbaren Grundablass (GA) befindet sich ein als Standrohr ausgebildeter Sicherheitsüberlauf (SÜ), der bei Voll- und Überfüllung des Untergrundspeichers (US) anspringt und das überlaufende Wasser zusammen mit dem Wasser des regelbaren Grundablasses (GA) in ein weiterführendes Ableitungsrohr (A) leitet.The underground storage room (US) contains a discharge pipe (D), which, as in 3 shown with a controllable bottom outlet (GA) in a throttled pit (DS) opens. Even before the adjustable bottom outlet (GA) there is a safety overflow (SÜ) designed as a standpipe, which starts when the underground reservoir (US) is full and overfilled, and the overflowing water together with the water of the adjustable bottom outlet (GA) into a secondary discharge pipe (BS). A) directs.

2 zeigt als Beispiel den Lageplan eines dezentralen Bewirtschaftungssystems mit mehreren untereinander durch ein reduziertes Ableitungsnetz verbundenen Elementen (US + OS) zur Wasserbewirtschaftung der zugehörigen abflusswirksamen Flächen (F1 bis F6) und den zugehörigen Abschnitten des reduzierten Ableitungssystems für gedrosselte Grundablässe (GA) und für ungedrosselte Abflüsse (UA). Die dargestellten Wasserbewirtschaftungselemente beziehen sich sowohl auf Straßenabschnitte (F5) wie auf anliegende Grundstücke (F1 bis F4, F6). 2 shows as an example the site plan of a decentralized management system with several interconnected by a reduced drainage network elements (US + OS) for water management of the associated effluent areas (F 1 to F 6 ) and the associated sections of the reduced discharge system for throttled outlets (GA) and for unthrottled outflows (UA). The illustrated water management elements relate both to road sections (F 5 ) and adjacent land (F 1 to F 4 , F 6 ).

Ein derartiges erfindungsgemäßes dezentrales Wasserbewirtschaftungssystem der beschriebenen Art besteht, wenn damit ein größeres bebautes Gebiet bewirtschaftet werden soll, aus einer Vielzahl von Einzelelementen oder Elementgruppen, die zur optimalen Ausschöpfung der Erfindung zeitabhängig und gegebenenfalls örtlich unterschiedlich geregelt werden kann.One Such inventive decentralized water management system of the type described, if so a larger cultivated area, from a variety of Individual elements or groups of elements for optimal utilization the invention time-dependent and optionally local can be regulated differently.

Niederschlagsabflüsse (Niederschlagsmengen) fallen bekanntlich in unregelmäßiger zeitlicher Abfolge und Intensität an. Entsprechend wird das System, wenn lassen bleibt und der Grundablass (GA) ereignisabhängig ungeregelt ist, in unregelmäßiger und nicht optimaler Abfolge von zufließenden, zu bewirtschaftenden Niederschlagsabflüssen in Anspruch genommen. Eine optimale Ausnutzung des Bewirtschaftungssystems ist dann gegeben, wenn der zu erwartende Zufluss nach zeitlicher Abfolge und Intensität rechtzeitig vorher, das heißt, nach Möglichkeit mit einem zeitlichen Vorsprung vor seinem tatsächlichen Eintreten bekannt ist, und der Grundablass (GA) entsprechend geregelt wird.Rainfall runoff (Precipitation) are known to be irregular chronological order and intensity. Accordingly becomes the system, if left, and the bottom drain (GA) event-dependent is unregulated, in irregular and not optimal Sequence of incoming, to be managed precipitation discharges claimed. Optimum utilization of the management system is given when the expected inflow after time Sequence and intensity well in advance, that is, if possible with a time lead over his Actual occurrence is known, and the bottom outlet (GA) is regulated accordingly.

Die notwendige zeitliche Veränderbarkeit liegt dabei aufgrund der kurzen Wege zwischen den Abfluss bildenden Flächen und den Bewirtschaftungselementen und der hohen Variabilität urban maßgeblicher Niederschläge im Bereich von Viertelstunden bis zu mehreren Stunden.The necessary temporal variability lies in the area of Viertel due to the short distances between the drainage areas and the management elements and the high variability of urban precipitation hours to several hours.

Durch die erfindungsgemäße Fernübertragung zur Regelung der Wasserbewirtschaftungsmaßnahmen können innerhalb dieser relativ kurzen Zeitspannen die Grundablässe (GA) verändert und den zu erwartenden Niederschlagsmengen bedarfsgerecht rechtzeitig angepasste werden. Man kommt damit zu einem funkgesteuerten dezentralen Bewirtschaftungssystem der Niederschlagsabflüsse im urbanen Bereich.By the remote transmission according to the invention to regulate water management measures within these relatively short periods of time the bottom drains (GA) changed and the expected precipitation amounts be adjusted in a timely manner. You come to it a radio-controlled decentralized management system of precipitation outflows in the urban area.

Es ist Ziel der Erfindung, einen möglichst großen Anteil der Niederschlagsmengen in den umgebenden ungesättigten Boden zu versickern und dem Grundwasserleiter bei ausreichend tief liegender Grundwasseroberfläche (G2 in 1) zuzuführen . Die Regelung erfolgt darüber hinaus so, dass keine unzulässigen Grundwasserstandserhöhungen auftreten.It is an object of the invention to infiltrate the largest possible amount of precipitation in the surrounding unsaturated soil and the groundwater at sufficiently low lying groundwater surface (G2 in 1 ). The regulation is also such that no impermissible groundwater level increases occur.

Von Natur aus vorhandene unerwünscht hohe Grundwasserstände bzw. oberflächennahes „Schichtenwasser” ist gegebenenfalls durch die Regelung des Ablaufs mit zu bewirtschaften. Die dazu notwendigen Wasserstandsdaten können über externe Grundwassermessstellen eingeholt und in die Regelung einbezogen werden.From Nature from existing undesirably high groundwater levels or near-surface "stratum water" is if necessary, to be managed by regulating the procedure. The necessary water level data can over external groundwater measuring points collected and included in the scheme become.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern und Regeln des Bewirtschaftungssystems umfasst folgende Schritte:

  • – Empfangen von Wetterdaten (u. a. Radarmessdaten aufkommender Niederschläge) auf eine zentrale Rechnereinheit;
  • – Analysieren und Auswerten der übertragenen Wetterdaten, insbesondere der Niederschlagsdaten und Simulation der voraussichtlichen Niederschlagszuflüsse zum Bewirtschaftungssystem;
  • – Analysieren und Auswerten der Ist-Zustände der einzelnen Bewirtschaftungselemente, insbesondere Ermittlung des zur Verfügung stehenden aktuellen nutzbaren Speichervolumens des unterirdischen Speichers (US).
The method according to the invention for controlling and regulating the management system comprises the following steps:
  • - Receiving weather data (including Radarmessdaten arising rainfall) on a central computer unit;
  • - analyzing and analyzing the transmitted weather data, in particular the precipitation data and simulation of the expected precipitation inflows to the management system;
  • - Analyzing and evaluating the actual states of the individual management elements, in particular determination of the available current usable storage volume of the underground storage (US).

Der oberirdische Speicher (OS) ist über den regelbaren Ablauf technisch nicht beeinflussbar und daher nicht Gegenstand der Bewirtschaftung.Of the aboveground storage (OS) is about the controllable process technically uncontrollable and therefore not the subject of management.

Wie die 3 zeigt, wird der Füllzustand des unterirdischen Speichers (US) über eine in dem Standrohr (SÜ) angebrachten Wasserstandsmesssonde (MS) gemessen und per Funk an einen Zentralrechner übertragen. Dieser Zentralrechner erstellt aus den empfangenen Wetterdaten eine Simulation von Zuflussganglinien zu den einzelnen Bewirtschaftungselementen und berechnet das dafür erforderlichen Speichervolumens im unterirdischen Speicher (US). Dabei wird die Vorspeicherung im oberirdischen Speicher (OS) und der zeitgleich zum Befüllvorgang stattfindenden Prozesse der Versickerung (V) in den umgebenden Boden und der Entleerung über den regelbaren Grundablass (GA) berücksichtigt.As the 3 shows, the filling state of the underground storage (US) via a in the standpipe (SÜ) mounted water level measuring probe (MS) is measured and transmitted by radio to a central computer. This central computer creates from the received weather data a simulation of inflow curves to the individual management elements and calculates the required storage volume in the underground storage (US). This takes into account the pre-storage in the above-ground storage (OS) and the processes of infiltration (V) taking place at the same time as the filling process into the surrounding soil and the emptying via the adjustable bottom outlet (GA).

Das erforderliche Speichervolumen wird mit dem aktuell vorhandenen Volumen verglichen und es erfolgt eine rechnerische Entscheidung über den durchzuführenden Regelungsvorgang am regelbaren Grundablass (GA). Die über den regelbare Grundablass (GA) abzuleitenden Ablaufmenge der in den dezentralen Bewirtschaftungselementen gespeicherten Niederschlagsmengen kann so in Abhängigkeit der empfangenen Wetterdaten und der daraus simulierten Zuflussganglinien reguliert werden.The required storage volume becomes with the currently existing volume compared and there is a computational decision on the control process to be performed on the adjustable bottom outlet (GA). The via the controllable bottom outlet (GA) derived Expiration amount of the data stored in the decentralized management elements Precipitation amounts can be so depending on the received Weather data and the simulated inflow lines regulated become.

Wie in der 3 dargestellt ist, sind die Stellmittel zur Regelung des Grundablasses (GA) insgesamt in dem Schacht (DS) untergebracht. Diese Stellmittel können zur Regelung des Grundablasses (GA) angesteuert werden.Like in the 3 is shown, the adjusting means for regulating the bottom outlet (GA) are housed in the shaft (DS). These actuating means can be controlled to control the bottom outlet (GA).

Die Energieversorgung der Stellmittel erfolgt über einen austauschbaren bzw. in bestimmten Zeitintervallen aufzuladenden Akkukondensator (AS). Die Einwirkung auf den regelbaren Grundablass (GA) besteht in einer Folge alternierender Verschluss- und Öffnungsvorgänge mittels eines Absperrventils, das hier beispielsweise als Absperrblase (AB) ausgebildet ist. Das Absperrventil ist vorzugsweise in dem Grundablass (GA) untergebracht.The Power supply of the actuating means via a replaceable or rechargeable at certain time intervals rechargeable battery capacitor (AS). The effect on the controllable bottom outlet (GA) exists in a sequence of alternating closing and opening operations by means of a shut-off valve, here for example as Absperrblase (AB) is formed. The shut-off valve is preferably in the Basic drain (GA) housed.

Für den Verschluss- bzw. Einstauvorgang wird die Absperrblase (AB) über einen Schlauch (LS) von einem Luftkompressor (LK) ausgehend derart aufgeblasen, dass sie sich an die Innenwandung des Grundablasses (GA) dichtend anschmiegt. Der Luftkompressor wird dazu funkgesteuert an- und nach ausreichender Luftbefüllung abgeschaltet. Der aufgebaute Luftdruck wird über eine Rückstauvorrichtung (RV) oder ein Rückschlagventil dauerhaft gehalten bzw. bei Bedarf nach verdichtet.For the closing or accumulation process, the Absperrblase (AB) over inflating a hose (LS) from an air compressor (LK) in such a way, that they seal against the inner wall of the bottom outlet (GA) snugly. The air compressor is radio-controlled on and after sufficient Air filling switched off. The built-up air pressure is over a backwater device (RV) or a check valve kept permanently or compressed if necessary.

Der Öffnungs- bzw. Entleerungsvorgang geht von einem Elektromagneten (EM) aus, der die Rückstauvorrichtung (RV) der Belüftung nach dem Hubprinzip über ein kurzes Zeitintervall betätigt. Die Luft der Absperrblase (AB) kann entweichen und der Ablauf wird wieder frei gegeben. Der Einschaltimpuls und die Einschaltdauer des Elektromagneten werden funkgesteuert vom Zentralrechner fern übertragen und ausgelöst.The opening or emptying process is based on an electromagnet (EM), the backflow device (RV) of the ventilation operated according to the lifting principle over a short time interval. The air of the Absperrblase (AB) can escape and the process is released again. The switch-on pulse and the switch-on duration of the electromagnet are remotely transmitted from the central computer and triggered.

Für diese Bewirtschaftung des durch Niederschläge bedingten Oberflächenwassers ist in Abhängigkeit der Jahreszeit und Charakteristiken der Niederschlagsereignisse allgemein anwendbarer Software für Standardfälle bereitzustellen.For this management of precipitation Surface water is dependent on the season and characteristics of precipitation events are more generally applicable Provide software for standard cases.

Diese erfindungsgemäßen funkgesteuerten Systeme zur dezentralen Bewirtschaftung der Niederschlagsabflüsse im Bereich von Siedlungs- und Verkehrsflächen sind sowohl bei Neuanlagen wie auch bei der Sanierung bzw. dem Umbau vorhandener Entwässerungssysteme in Bestandsgebieten anwendbar. Durch die funkgesteuerte Regelung der einzelnen Bewirtschaftungselemente lassen sich die aktuellen wasserwirtschaftlichen Ziele, die Abflussreaktionen und den jährlichen Wasserhaushalt bebauter Gebiete denen des unbebauten Zustandes anpassen. Im Vergleich zu ungesteuerten dezentralen Systemen und erst recht gegenüber den bisher üblichen konventionellen Kanalnetzen sind sie deutlich verbessert.This radio-controlled invention Systems for the decentralized management of precipitation discharges in the area of settlement and traffic areas are applicable both to new installations and to the renovation or modification of existing drainage systems in existing areas. The radio-controlled regulation of the individual management elements allows the current water management goals, the discharge reactions and the annual water budget of built-up areas to be adapted to those of the undeveloped state. Compared to uncontrolled decentralized systems and even more so compared to conventional conventional sewer systems, they are significantly improved.

AA
Abflussoutflow
ABFROM
AbsperrventilblaseAbsperrventilblase
ADAD
Abdeckungcover
AKAK
Akkukondensatorbattery capacitor
DSDS
Drosselschachtthrottle shaft
EMEM
Elektromagnetelectromagnet
F1–F6 F 1 -F 6
Flächenelement der Beispielsberechnungsurface element the example calculation
GAGA
GrundablassGrundablass
G1, G2 G 1 , G 2
wechselnder Wasserstandchanging water level
KEKE
KunststoffelementPlastic element
LKLK
Luftkompressorair compressor
LSLS
Leitungsschachtline shaft
MSMS
Messsondeprobe
OSOS
oberirdischer Speicherraumoverground storage space
QTQT
Quelltopfcentral overflow
RR
Reinigungcleaning
RSRS
Regelschachtrule shaft
RVRV
Rückstauvorrichtungbackflow device
SSSS
Sammelschachtcollecting shaft
SÜSRs
SicherheitsüberlaufSafety overflow
UAUA
ungedrosselter Abflussunthrottled outflow
ÜÜ
Überlaufoverflow
USUS
unterirdischer Speicherraumunderground storage space
VV
Versickerung ins Grundwasserinfiltration into the groundwater

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Claims (18)

Verfahren zur Bewirtschaftung des natürlichen Wasserhaushalts im Bereich urbaner und landwirtschaftlicher Flächen, gekennzeichnet durch folgende Schritte: – Empfangen und Weiterleiten von Wetterdaten auf eine zentrale Rechnereinheit; – Analysieren und Auswerten der übertragenen Wetterdaten, insbesondere der Niederschlagsdaten, und Simulation der voraussichtlichen Niederschlagszuflüsse (Niederschlagsmengen) zu einem Bewirtschaftungssystem; – Analysieren und Auswerten der Ist-Zustände der einzelnen Bewirtschaftungselemente, insbesondere Ermittlung des zur Verfügung stehenden aktuellen nutzbaren Speichervolumens der unterirdischen Speicher; – Simulation von Zuflussganglinien zu den einzelnen Bewirtschaftungselementen aus den empfangenen Wetterdaten; – Berechnen des erforderlichen Speichervolumens im unterirdischen Speicher (US) unter Berücksichtigung der Vorspeicherung im oberirdischen Speicher und der zeitgleich zum Befüllvorgang stattfindenden Prozesse der Versickerung in den umgebenden Boden und Entleerung über einen regelbaren Grundablass; – Vergleich des erforderlichen Speichervolumens mit dem aktuell vorhandenen Volumen und rechnerische Entscheidung über den durchzuführenden Regelungsvorgang am regelbaren Grundablass.Process for the management of the natural water balance in the field of urban and agricultural areas through the following steps: - Receive and forward of weather data on a central computer unit; - Analyze and evaluating the transmitted weather data, in particular precipitation data, and simulation of expected precipitation inflows (Precipitation) to a management system; - Analyze and evaluating the actual states of the individual management elements, in particular determination of the available current usable Storage volume of the underground storage; - Simulation of inflow lines to the individual management elements from the received weather data; - Calculate the required Storage volume in underground storage (US) under consideration the pre-storage in the above-ground storage and the same time processes of infiltration taking place during the filling process in the surrounding soil and draining via a controllable Bottom outlet; - Comparison of the required storage volume with the currently existing volume and computational decision over the control process to be performed on the adjustable bottom outlet. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regulierung der über einen regelbaren Grundablass abzuleitenden Ablaufmenge der in den dezentralen Bewirtschaftungselementen gespeicherten Niederschlagsmengen in Abhängigkeit der empfangenen Wetterdaten erfolgt.Method according to claim 1, characterized in that that the regulation of about a controllable bottom outlet to be deduced in the decentralized management elements stored precipitation amounts depending on the received Weather data takes place. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung so erfolgt, dass keine unzulässige Erhöhung des Grundwasserstands auftritt.Method according to claim 1, characterized in that that the scheme is done so that no undue increase the groundwater level occurs. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwirkung auf den regelbaren Ablauf aus einer Folge alternierender Verschluss- und Öffnungsvorgänge mittels einer Absperrblase besteht.Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the action to the controllable course of a sequence of alternating closure and opening operations by means of a Absperrblase consists. Vorrichtung zur Bewirtschaftung des natürlichen Wasserhaushalts im Bereich urbaner und landwirtschaftlicher Flächen nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgung der Stellmittel über einen austauschbaren bzw. in bestimmten Zeitintervallen aufzuladenden Akkukondensator erfolgt.Device for the management of natural Water budget in the area of urban and agricultural areas according to one or more of the preceding claims, characterized characterized in that the power supply of the actuating means via a replaceable or at certain time intervals to be charged Battery capacitor takes place. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Verschluss- und den Einstauvorgang das als Blase ausgebildete Ventil über einen Schlauch von einem Luftkompressor ausgehend derart aufblasbar ist, dass es sich an die Innenwandung des Ablaufrohres dichtend anschmiegt.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that for the Closure and the Einstauvorgang designed as a bubble valve over a hose starting from an air compressor such inflatable is that it is sealing to the inner wall of the drain pipe snugly. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkompressor funkgesteuert an- und nach ausreichender Luftbefüllung abschaltbar ist.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the air compressor radio-controlled on and after sufficient air filling can be switched off. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von einem Luftkompressor aufgebaute Luftdruck über eine Rückstauvorrichtung dauerhaft haltbar ist.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that of an air compressor established air pressure via a backwater device is durable. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von einem Luftkompressor aufgebaute Luftdruck über eine Rückstauvorrichtung bei Bedarf nachverdichtbar.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that of an air compressor established air pressure via a backwater device if necessary, can be densified. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Öffnen und Entleeren der Absperrblase ein Elektromagnet vorgesehen ist, der die Rückstauvorrichtung der Belüftung nach dem Hubprinzip über ein kurzes Zeitintervall betätigt.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that for opening and emptying the Absperrblase an electromagnet is provided the backflow device of the ventilation operated the lifting principle over a short time interval. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einschaltimpuls und die Einschaltdauer des Elektromagneten funkgesteuert von einem Zentralrechner auslösbar sind.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the switch-on and the duty cycle of the electromagnet radio controlled by a Central computer can be triggered. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserbewirtschaftungsystem eine allgemein anwendbarer Software für Standardfälle in Abhängigkeit der Jahreszeit und Charakteristiken der Niederschlagsereignisse umfasst.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the water management system a generally applicable software for standard cases depending on the season and characteristics of precipitation events includes. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllzustand des unterirdischen Speichers über eine im Standrohr angebrachten Wasserstandsmesssonde messbar ist.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the filling state of the underground storage via a standpipe Level sensor is measurable. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der unterirdische Speicher (US) aus wabenförmigen Kunststoffelementen (KE) mit hohem Hohlraumvolumen besteht.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the underground Memory (US) made of honeycomb plastic elements (KE) exists with high void volume. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der unterirdische Speicher (US) aus wabenförmigen Kunststoffelementen (KE) mit einem Hohlraumvolumen von mehr als 90% des Bruttovolumens besteht.Device according to one or more of the preceding claims, characterized in that the underground storage (US) of honeycomb-shaped plastic elements (KE) with a Void volume of more than 90% of gross volume. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der unterirdische Speicher (US) gegenüber dem umgebenden natürlichen Boden durch eine wasserdurchlässige Geotextilummantelung vor Feststoffeinträgen geschützt ist.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the underground Memory (US) over the surrounding natural Soil through a water-permeable geotextile coating protected against solid inputs. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung von Messdaten auf eine zentrale Rechnereinheit eine Funkstrecke verwendbar ist.Device according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the transmission of measured data on a central computer unit a radio link is usable. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die auf eine zentrale Rechnereinheit übertragenen Wetterdaten empfangene Radarmessdaten aufkommender Niederschläge verwendet werden.Device according to claim 1, characterized in that that for those transferred to a central processing unit Weather data received radar data of emerging precipitation be used.
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