BaSYS Zustandsbewertung Hydraulik gemäß ISYBAU 2006

Die Ergebnisse der hydraulischen Kanalnetz-Berechnungen werden über die Zustandsbewertung Hydraulik ISYBAU 2006 auf aussagekräftige Kenngrößen verdichtet. Hierüber kann die hydraulische Leistungsfähigkeit des Kanalnetzes schnell und übersichtlich eingeschätzt werden. Die Kenngrößen der Zustandsbewertung Hydraulik und Bautechnik fließen in die Sanierungsplanung ein, über welche Art und zeitliche Abfolge der zu treffenden Maßnahmen festgelegt wird. Der Bewertungsalgorithmus folgt den Vorschriften der Arbeitshilfen Abwasser, welche von den Bundesministerien für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung sowie für Verteidigung unter www.arbeitshilfen-abwasser.de veröffentlicht sind. Dort können weitergehende Informationen zur hydraulischen Zustandsbewertung eingesehen werden. Aufruf aus Gruppe Berechnung der klassischen Barthauer Management Console.

In der Hilfe werden folgende Abschnitte beschrieben:

So geht's

In der Hilfe werden folgende Abschnitte beschrieben:

Die wichtigsten Arbeitsschritte sind im Folgenden kurz aufgeführt:

Wichtige Hinweise

Die hydraulische Zustandsbewertung fußt für Verfahrensart 4 und 5 auf die hydrodynamische Kanalnetzberechnung.

Falls das Kanalnetz mit BaSYS HydroCAD berechnet wurde, müssen die Haltungsergebnisse per Datenabgleich HydroCAD - Erzeuge Knotenergebnisse aus Leitungsergebnissen (siehe zugehörige Hilfe) in die Zulaufschächte übernommen werden. Ansonsten sind die Berechnungsergebnisse nicht für die hydraulische Zustandsbewertung nutzbar. Dieser Hinweis gilt für folgende Verfahrensarten:

• Überstaunachweis mit Einzelregen

• Überflutungsnachweis mit Einzelregen

Ausgangsdaten - Zieldaten

Vor dem Start der hydraulischen Zustandsbewertung sollten die Eingangsdaten der durchgeführten hydraulischen Berechnungen überprüft werden. Fehlende Eingangsdaten wie Wasserspiegellagen werden aber auch während der Zustandsbewertung automatisch protokolliert. Dabei ist die Übergang zu einigen Zieldaten fließend. Im Folgenden sind die relevanten Daten am Beispiel von BaSYS KanDATA dargestellt.

Navigation	Formular	Register	Gruppe	Feldbezeichnung	Objekt
Stammdaten	Schacht, Haltung	Grunddaten	Formularkopf	Bezeichnung
			Länge	Länge
			Geometrie	Höhe OK Deckel
				Höhe OK Gelände
Hydraulik	Niederschläge	Blockregen	Ereignis	Häufigkeit
		Modellregen
	Berechnungsziel	Zielgrößen	Formularkopf	Bezeichnung
				Verfahrensart
			Zielgrößen	Hydraulikobjekttyp
				Art
				Wert
				Einheit
	Hydraulische Berechnung	Details	Überflutung	Zulässiges Überstauniveau
				Bezugshöhe für Überstauniveau
	Berechnungsergebnis Schacht	Grunddaten	Formularkopf	Zielgröße
	Berechnungsergebnis Haltung		Maximalwerte	Wasserstand
				Durchfluss
			Vollfüllung	Durchfluss
			Hydraulische Auslastung	Auslastungsgrad
				Auslastungskennziffer
				Klasse automatisch
				Klasse manuell

Die wichtigsten Ausgangs-/Zieldaten werden mit im Zustandsbericht ausgegeben.

Häufigkeit

Die Niederschlags-Häufigkeit ist ein wichtiger Eingangsparameter für die hydraulische Zustandsbewertung:

• In der Benutzeroberfläche kann die Häufigkeit ausschließlich für Blockregen und Modellregen gewählt werden. Die Füllung der Felder lässt sich per Datenabgleich (siehe zugehörige Hilfe) prüfen. Darin ist der OPath {AbwHydRegentyp}.{Haeufigkeit} zu verwenden.

• Je Zielgröße müssen fünf Niederschläge mit vorhandenen Häufigkeiten existieren, die den Grenzhäufigkeiten zwischen den jeweiligen Zustandsklassen entsprechen. Je Niederschlag muss ein Rechenlauf mit der relevanten Verfahrensart durchgeführt werden. Dies gilt auch für den Import durchgeführter Berechnungen.

• Die Häufigkeit wird in der hydraulischen Zustandsbewertung mit dem Wert der Zielgröße verglichen. Als Vergleichsergebnis wird die automatische Zustandsklasse ermittelt.

Verfahrensart

Die Verfahrensart gehört zum Berechnungsziel und wird folgender Auswahlliste entnommen:

Nr.	Art
1	Dimensionierung von Regenrückhalteräumen - Nachweisverfahren
2	Dimensionierung von Regenrückhalteräumen - Bemessungsverfahren
3	Bemessung von Kanalnetzen - Zeitbeiwertverfahren
4	Dimensionierung von Kanalnetzen - Überstaunachweis mit Einzelregen
5	Dimensionierung von Kanalnetzen - Überflutungsnachweis mit Einzelregen
6	Dimensionierung von Kanalnetzen - Überstaunachweis mit Seriensimulation
7	Dimensionierung von Kanalnetzen - Überflutungsnachweis mit Seriensimulation

Die hydraulische Zustandsbewertung kann ausschließlich mit Verfahrensart 3 bis 5 durchgeführt werden:

• Mit Verfahrensart 3 (Zeitbeiwertverfahren) werden Haltungen bewertet. Die Ergebnisse werden in die Zulaufschächte übernommen.

• Mit Verfahrensart 4 und 5 (Nachweise mit Einzelregen) werden Schächte bewertet. Die Ergebnisse werden in die Ablaufhaltungen übernommen.

Der Bewertungsassistent übernimmt die Verfahrensart automatisch aus dem gesetzten Berechnungsziel. Die Verfahrensart muss mit den gewählten Zielgrößen kompatibel sein.

Zielgrößen des Berechnungsziels

Die Zielgrößen werden in der gleichnamigen Gruppe des Berechnungsziels definiert. Sie werden für das jeweilige Hydraulikobjekt Haltung oder Schacht in folgender Kombination angezeigt:

•  Hydraulikobjekttyp - Art - Wert Einheit

In Abhängigkeit von der Verfahrensart sollten folgende Zielgrößen gewählt sein:

Verfahrensart	Hydraulikobjekttyp	Art	Wert	Einheit
3	Haltung	Auslastungsgrad	1,00
4	Schacht	Zulässige Überstauhäufigkeit	bis	1/a
5	Schacht	Zulässige Überflutungshäufigkeit	0,02

• Dabei besitzt die Art einen rein informellen Charakter.

• Der Wert der zugewiesenen Zielgröße muss der erforderlichen Häufigkeit entsprechen und geht direkt in die hydraulische Zustandsbewertung ein. Dort werden anhand von Wert und Verfahrensart automatisch die relevanten Niederschlags-Häufigkeiten herausgesucht.

Zeitbeiwertverfahren

Folgende Ergebnisse einer Kanalnetzberechnung mit der Verfahrensart Zeitbeiwertverfahren gehen in die hydraulische Zustandsbewertung ein:

• Haltung / Maximalwerte / Durchfluss

• Haltung / Vollfüllung / Durchfluss

Über die genannten Werte wird je Haltung der Auslastungsgrad berechnet:

• Auslastungsgrad = Maximaldurchfluss / Vollfülldurchfluss · 100 [%]

Die automatische Zustandsklasse wird jeweils für die Niederschlagshäufigkeit vergeben, bei welcher der Auslastungsgrad von 100 % zuerst überschritten wird. Die vergebene Zustandsklasse wird in den Zulaufschacht übernommen.

Überstaunachweis mit Einzelregen

Folgende Stammdaten sowie Ergebnisse einer hydrodynamischen Kanalnetzberechnung mit der Verfahrensart Überstaunachweis mit Einzelregen gehen in die hydraulische Zustandsbewertung ein:

• Schacht / Geometrie / Höhe OK Deckel [m NN]

• Schacht / Geometrie / Höhe OK Gelände [m NN]

• Schacht / Maximalwerte / Wasserstand [m NN]

• Schacht / Hydraulische Auslastung / Auslastungskennziffer [-]

Bei bereits mit einem Wert belegter Auslastungskennziffer greift die hydraulische Zustandsbewertung direkt darauf zu. Eine unbelegte Auslastungskennziffer wird nach folgendem Algorithmus mit dem relevanten Wert gefüllt:

Wasserstand	Auslastungskennziffer
< Höhe Ablaufhaltung	Freispiegel
< Deckel-/Geländehöhe	Einstau
≥ Deckel-/Geländehöhe	Überstau

Bereits berechnete Auslastungskennziffern können über die tabellarische Ansicht oder einen Datenabgleich gelöscht werden. Die automatische Zustandsklasse wird jeweils für die Niederschlagshäufigkeit vergeben, bei welcher die Auslastungskennziffer Überstau zuerst überschritten wird. Die vergebene Zustandsklasse wird in die Ablaufhaltungen übernommen.

Überflutungsnachweis mit Einzelregen

Folgende Stammdaten sowie Ergebnisse einer hydrodynamischen Kanalnetzberechnung mit der Verfahrensart Überflutungsnachweis mit Einzelregen gehen in die hydraulische Zustandsbewertung ein:

• Schacht / Hydraulische Auslastung / Auslastungskennziffer [-]

Tipp: Alternativ sind folgende Ausgangsdaten nutzbar:

• Schacht / Geometrie / Höhe OK Deckel [m NN]

• Schacht / Geometrie / Höhe OK Gelände [m NN]

• Schacht / Maximalwerte / Wasserstand [m NN]

• Hydraulische Berechnung / Überflutung / Zulässiges Überstauniveau [m]

• Hydraulische Berechnung / Überflutung / Bezugshöhe für Überstauniveau (HbÜ) [m NN]

Dann kann die Auslastungskennziffer über folgenden Datenabgleich (siehe zugehörige Hilfe) berechnet werden:

Wasserstand	Auslastungskennziffer
< Höhe Ablaufhaltung	Freispiegel
< Deckel-/Geländehöhe   (= HbÜ)	Einstau
≥ Deckel-/Geländehöhe   (= HbÜ)	Überstau
≥ HbÜ + Zulässiges Überstauniveau	Überflutung

Die automatische Zustandsklasse wird jeweils für die Niederschlagshäufigkeit vergeben, bei welcher die Auslastungskennziffer Überflutung zuerst überschritten wird. Die vergebene Zustandsklasse wird in die Ablaufhaltungen übernommen.

Hydraulische Auslastung

Die Felder der hydraulischen Auslastung werden durch die hydraulische Zustandsbewertung gefüllt.

Objekt	Feld	Beschreibung
	Auslastungsgrad [%]	Der Auslastungsgrad wird für das Zeitbeiwertverfahren berechnet.
	Auslastungskennziffer [-]	Die Auslastungskennziffer wird für den Überstaunachweis und den Überflutungsnachweis berechnet.
	Klasse automatisch [-]	Die automatische Zustandsklasse ergibt sich über die relevante Niederschlags-Häufigkeit.
	Klasse manuell [-]	Bei fachlich begründeten Ausnahmen kann die hydraulische Zustandsklasse manuell angepasst werden. Diese Werte werden durch die Zustandsbewertung nicht überschrieben.

Durchführung des Assistenten

Die Seiten des Assistenten werden in den folgenden Abschnitten soweit beschrieben, dass alle erforderlichen Arbeitsschritte erfolgreich durchführbar sind. Seiten ohne Skizze werden in der generellen Hilfe zum Assistenten ausführlicher beschrieben. Die Seite Standardparameter besitzt ebenfalls keine Skizze, da deren Tabellen dem Abschnitt Theoretische Grundlagen entsprechen.

Startseite

Nach dem Aufruf des Assistenten wird die Startseite angezeigt.

Datenbankumgebung

Über diese Seite des Assistenten kann die aktuelle Datenbankumgebung kontrolliert werden. Zur Änderung der Datenbankumgebung muss der Assistent abgebrochen werden.

Standardparameter

Die auf dieser Seite des Assistenten gezeigten Standardparameter sind im Abschnitt Theoretische Grundlagen ausführlich dokumentiert. Über zwei Reiter werden die relevanten Standardparameter gewählt.

So geht's:

Hydraulikvariante / Bewertungsverfahren

Auf der Seite Hydraulikvariante / Bewertungsverfahren werden folgende Parameter bestätigt:

1. Die Hydraulikvariante ist über die aktuelle Datenbankumgebung gesetzt.

2. Das Bewertungsverfahren ist über die Verfahrensart des Berechnungsziels festgelegt.

Art der Berechnungsergebnisse

Die Art der Berechnungsergebnisse hängt grundsätzlich vom Datenmodell ab, mit dem die Rechenläufe durchgeführt wurden.

Rechenläufe verschiedener Berechnungen

Dieser Art der Berechnungsergebnisse liegt folgendes Datenmodell zugrunde:

• Je Niederschlagsereignis mit bewertungsrelevanter Häufigkeit wird ein Rechenlauf angelegt.

• Jeder Rechenlauf entspricht einer separaten Berechnung.

• Die Ergebnisse der hydraulischen Zustandsbewertung werden in den Rechenlauf einer weiteren Berechnung geschrieben.

Das beschriebene Datenmodell entspricht dem ISYBAU-Datenformat. Die Berechnungen werden auf der nächsten Seite des Assistenten gewählt.

Rechenläufe derselben Berechnung

Dieser Art der Berechnungsergebnisse liegt folgendes Datenmodell zugrunde:

• Je Niederschlagsereignis mit bewertungsrelevanter Häufigkeit wird ein Rechenlauf angelegt.

• Alle Rechenläufe gehören zur selben Berechnung.

• Die Ergebnisse der hydraulischen Zustandsbewertung werden in einen leeren Rechenlauf ohne zugeordneten Niederschlag geschrieben.

• Hinweis: Wird kein leerer Rechenlauf verwendet, so befinden sich die Ergebnisse im Rechenlauf mit Regenhäufigkeit = Zielgrößenhäufigkeit.

Das beschriebene Datenmodell entspricht dem BaSYS-Datenformat. Die Berechnung wird auf der nächsten Seite des Assistenten gewählt.

Berechnungen

Je nach Art der Berechnungsergebnisse ist diese Seite des Assistenten anders aufgebaut:

• Seite zur Wahl der Rechenläufe verschiedener Berechnungen

• Seite zur Wahl der Berechnung mit untergeordneten Rechenläufen

Rechenläufe verschiedener Berechnungen

Die relevante Option zu Berechnungen ist auf der vorhergehenden Seite des Assistenten gesetzt. Alle für die hydraulische Zustandsbewertung relevanten Berechnungen sind zu wählen.

Rechenläufe derselben Berechnung

Die relevante Option zu Berechnungen ist auf der vorhergehenden Seite des Assistenten gesetzt. Es ist ausschließlich eine Berechnung zu wählen.

Abschluss des Assistenten

Zunächst folgt die Seite Zusammenfassung und Start. Diese Seite des Assistenten ermöglicht eine letztmalige Prüfung der Einstellungen. Nach Klick auf beginnt der Assistent, die Aufgaben gemäß der Einstellungen zu erledigen. Über die Schaltfläche ist eine Korrektur der Einstellungen möglich.

Nach Anstoß des Algorithmus wird die Seite Durchführung und Protokoll aufgerufen. Dort werden alle wichtigen Aktionen des Assistenten automatisch mit protokolliert. Das zugehörige Verlaufsprotokoll kann exportiert werden.

Zustandsbericht

Dem Zustandsbericht können alle Bewertungsergebnisse entnommen und darüber geprüft werden. Im Configuration Explorer (siehe zugehörige Hilfe) stehen zwei Standardberichte zur Verfügung:

Der Zustandsbericht ist folgendermaßen aufgebaut:

Die im Zustandsbericht gelisteten Ausgangs- und Zieldaten sind bei Bedarf über die Felder der BaSYS-Formulare erreichbar. Die Tabelle des Zustandsberichts ist im Folgenden skizzenhaft für das Beispiel mehrerer Haltungen dargestellt.

Schacht / Länge der Ablaufhaltungen	Zielgröße	Zustandsklasse
Bezeichnung Länge 107834 45,1 m 107835 47,3 m 107836 33,1 m 107837 24,0 m	Objekt Art Wert Einheit 7 4 0,2 1/a 7 4 0,2 1/a 7 4 0,2 1/a 7 4 0,2 1/a	Auto Manuell 4 5 3 3 3 3 2 3
Klasse Anzahl auto Anzahl manuell	0 1 2 3 4 5 0 0 1 2 1 0 0 0 0 3 0 1

Die Zielgrößen entsprechen den Werten der folgenden Auflistung.

Nr.	Objekt		Nr.	Art		Einheit
1	Haltung		1	Mindestdurchmesser		mm
2	Leitung		2	Auslastungsgrad		%
3	Gerinne		3	Regenhäufigkeit		1/a
4	Pumpe		4	Zulässige Überstauhäufigkeit		1/a
5	Wehr		5	Zulässige Überflutungshäufigkeit		1/a
6	Schieber		6	Zulässige Überstaumenge		m³
7	Schacht
8	Speicherbauwerk
9	Grund-/Seitenauslass
10	Freier Auslass

Für den skizzierten Zustandsbericht wurden also Schächte auf eine zulässige Überstauhäufigkeit von 0,2/a bewertet.

Theoretische Grundlagen

Die hydraulische Überlastung des Kanalnetzes durch charakteristische Niederschlagsereignisse kann zu Überstau und / oder Überflutung führen:

• Bei Überstau tritt Abwasser aus den Straßeneinläufen und Schächten der Haltungen auf die Geländeoberfläche aus.

• Bei Überflutung schädigt das ausgetretene Abwasser zusätzlich Sachwerte und / oder Personen, beispielsweise durch den Rückstau in Gebäude.

Hier setzt die hydraulische Zustandsbewertung an, die anhand einer strukturierten Klassifizierung hydraulischer Überlastungen den Handlungsbedarf für die Dringlichkeit betrieblicher Maßnahmen (wie Kanalnetzsteuerung) und / oder baulicher Maßnahmen (Sanierung oder Neubau) dokumentiert.

In der Hilfe werden folgende Abschnitte beschrieben:

Häufigkeitsvergleich

In jeder hydraulischen Zustandsbewertung wird die erforderliche Häufigkeit gemäß der Planungsvorgaben (Sollwert) mit der vorhandenen Häufigkeit (Istwert) verglichen. Solange die Ergebnisse der hydraulischen Nachweisrechnungen eine Einhaltung des Sollwertes belegen, befindet sich das Kanalnetz in einem guten hydraulischen Zustand.

Erforderliche Häufigkeit

Dieser Parameter entspricht im Häufigkeitsvergleich der hydraulischen Zustandsbewertung dem einzuhaltenden Sollwert:

Jedes Kanalobjekt ist so zu planen, dass es voraussichtlich nicht öfter als mit dem gewählten Sollwert der erforderlichen Häufigkeit hydraulisch überlastet. Dabei ist der Sollwert von der möglichen Gefährdung der angrenzenden Gebietsnutzung durch Überstau und / oder Überflutung abhängig. Der Sollwert für Überstau (Überflutung) beträgt beispielsweise an Wohngebieten 0,50/a (0,05/a) und an Unterführungen 0,10/a (0,02/a). Im genannten Beispiel darf das Kanalnetz innerhalb von Wohngebieten höchstens ein Mal in 2 Jahren (20 Jahren) sowie an Unterführungen höchstens ein Mal in 10 Jahren (50 Jahren) überstauen (überfluten).

Die erforderliche Häufigkeit wird objektspezifisch über die Zielgröße definiert.

Vorhandene Häufigkeit

Dieser Parameter entspricht im Häufigkeitsvergleich der hydraulischen Zustandsbewertung dem ermittelten Istwert:

Der Istwert der vorhandenen Häufigkeit beschreibt die stationär (Zeitbeiwertverfahren) oder hydrodynamisch (Einzel- oder Seriensimulation) berechnete hydraulische Überlastung des untersuchten Kanalobjektes. Für Kanalobjekte, deren Istwert den Sollwert überschreitet, sollten geeignete wirtschaftlich vertretbare Maßnahmen (wie Kanalsanierung, Flächenentsiegelung, vermehrte Regenwassernutzung) getroffen werden, um den Sollwert zukünftig einhalten zu können.

Für das Zeitbeiwertverfahren und den Überstau-/Überflutungsnachweis mit Einzelregen ist der Wert über die Niederschlags-Häufigkeit berücksichtigt.

Hydraulische Zustandsklassen

Die Sanierung eines hydraulisch überlasteten Kanalobjektes ist umso dringlicher, je höher die vorhandene Häufigkeit die erforderliche Häufigkeit überschreitet. Zur schnellstmöglichen Abschätzung des Handlungsbedarfs sind die folgenden hydraulischen Zustandsklassen eingeführt worden:

Definition des hydraulischen Zustands

Für jedes Kanalobjekt wird die Zustandsklasse über die Beziehung zwischen der erforderlichen und der vorhandenen Häufigkeit der hydraulischen Überlastung ermittelt.

Hydrodynamische Simulation

Falls die vorhandene Häufigkeit hydrodynamisch per Einzel- oder Seriensimulation berechnet wurde, erfolgt die Ermittlung der jeweiligen Zustandsklasse gemäß folgender Definitionstabelle:

Sollwert	Klasse 0	Klasse 1	Klasse 2	Klasse 3	Klasse 4	Klasse 5
nerf	nÜN ≤ n 0/1	nÜN ≤ n 1/2	nÜN ≤ n 2/3	nÜN ≤ n 3/4	nÜN ≤ n 4/5	< nÜN
1,000 0,500 0,333 0,200 0,100 0,050 0,033 0,020	● 1,000 ● 0,500 ● 0,333 ● 0,200 ● 0,100 ● 0,050 ● 0,033 ● 0,020	● 1,013 ● 0,513 ● 0,346 ● 0,213 ● 0,113 ● 0,063 ● 0,046 ● 0,033	● 1,026 ● 0,526 ● 0,359 ● 0,226 ● 0,126 ● 0,076 ● 0,059 ● 0,046	● 1,081 ● 0,581 ● 0,414 ● 0,281 ● 0,181 ● 0,131 ● 0,114 ● 0,101	● 1,273 ● 0,773 ● 0,607 ● 0,473 ● 0,373 ● 0,323 ● 0,307 ● 0,293	● ● ● ● ● ● ● ●

Von den Vorgaben zur stationären Berechnung abweichende Werte sind rot formatiert.

mit:

nerf

[1/a]

nvorh

als Überlastungs-, Niederschlagshäufigkeit

nÜN

[1/a]

n 0/1

...

n 4/5

[1/a]

Stationäre Berechnung

Für die stationäre Berechnung der vorhandenen Häufigkeit mittels Zeitbeiwertverfahren erfolgt die Ermittlung der jeweiligen Zustandsklasse gemäß folgender Definitionstabelle:

Sollwert	Klasse 0	Klasse 1	Klasse 2	Klasse 3	Klasse 4	Klasse 5
nerf	nN ≤ n 0/1	nN ≤ n 1/2	nN ≤ n 2/3	nN ≤ n 3/4	nN ≤ n 4/5	< nN
1,000 0,500 0,200 0,100 0,050 0,033 0,020	● 1,000 ● 0,500 ● 0,200 ● 0,100 ● 0,050 ● 0,033 ● 0,020	● 1,026 ● 0,520 ● 0,213 ● 0,113 ● 0,063 ● 0,046 ● 0,033	● 1,052 ● 0,539 ● 0,226 ● 0,126 ● 0,076 ● 0,059 ● 0,046	● 1,162 ● 0,621 ● 0,281 ● 0,181 ● 0,131 ● 0,114 ● 0,101	● 1,547 ● 0,910 ● 0,473 ● 0,373 ● 0,323 ● 0,307 ● 0,293	● ● ● ● ● ● ●

Von den Vorgaben zur hydrodynamischen Simulation abweichende Werte sind rot formatiert.

mit:

nerf

[1/a]

nvorh

ist hier nur die Niederschlagshäufigkeit

nN

[1/a]

n 0/1

...

n 4/5

[1/a]

Algorithmen zur Auswertung der Daten

Der Algorithmus zur automatischen Vergabe der hydraulischen Zustandsklasse ist davon abhängig, auf welche Weise der jeweilige Istwert der hydraulischen Überlastung berechnet wurde:

• Simulation einer Niederschlagsserie => explizite Zuweisung der hydraulischen Zustandsklassen aus der Definitionstabelle.

• Simulation eines Niederschlagsereignisses => iterative Zuweisung der hydraulischen Zustandsklassen aus der Definitionstabelle.

Niederschlagsserie

Bei Verwendung der hydrodynamischen Seriensimulation ergibt sich der Istwert der vorhandenen Häufigkeit für jedes Objekt direkt aus der Anzahl der hydraulischen Überlastungen, also aus der Ereignishäufigkeit. Die hydraulische Zustandsklasse wird dann explizit aus der Definitionstabelle abgegriffen.

Wichtiger Hinweis

Die zugehörige Niederschlagsserie muss einen statistisch sicheren Zeitraum umfassen. Dies heißt, dass die vorhandene Häufigkeit der Überlastung (Istwert) auch für das Kanalobjekt mit der niedrigsten erforderlichen Häufigkeit (Sollwert) mit einer ausreichend großen statistischen Sicherheit berechnet werden kann.

Algorithmus

Der Algorithmus ist relativ einfach. Für das jeweilige Kanalobjekt wird während der hydrodynamischen Seriensimulation die Anzahl der Überstauereignisse aufsummiert. Über die Dauer der Niederschlagsserie ergibt sich dann die jeweilige Überstauhäufigkeit:

Überstauhäufigkeit	Zustandsklasse
≤  n 0/1	0
≤  n 1/2	1
≤  n 2/3	2
≤  n 3/4	3
≤  n 4/5	4
>  n 4/5	5

Beispiel

In einer Mischwasserkanalisation befinden sich die Regenüberläufe 1, 2, 3, 4 und 5 mit folgenden Randbedingungen:

• Hydrodynamische Simulation mit einer 100-jährigen Niederschlagsserie.

• Hydraulische Zustandsbewertung über die Anzahl der jeweiligen Überstauereignisse.

• Alle Regenüberläufe befinden sich in Wohngebieten. Somit ist nerf = 0,50/a.

Die hydraulischen Zustandsklassen der Regenüberläufe ergeben sich direkt aus der Anzahl der Überstauereignisse:

RÜ	N-Serie	Ü-Ereignisse	Ü-Häufigkeit	Grenze	Klasse
1	100 a	50	0,50/a	0,500/a	0
-				0,513/a	1
4	100 a	52	0,52/a	0,526/a	2
1	100 a	57	0,57/a	0,581/a	3
5	100 a	77	0,77/a	0,773/a	4
3	100 a	81	0,81/a		5

Niederschlagsereignis

Bei Verwendung der hydrodynamischen Einzelsimulation oder des Zeitbeiwertverfahrens ergibt sich der Istwert der vorhandenen Häufigkeit für jedes Objekt indirekt über die vorhandene Häufigkeit der Systembelastung, also über die Niederschlagshäufigkeit.

Ein expliziter Abgriff der hydraulischen Zustandsklasse aus der Definitionstabelle ist hier nicht möglich, da die Niederschlagshäufigkeit, bei der gerade noch eine hydraulische Überlastung des betrachteten Kanalobjektes stattfindet, im Voraus nicht bekannt ist. In der Regel wird die hydraulische Zustandsklasse also iterativ ermittelt.

Algorithmus

Je Kanalobjekt werden für den einzuhaltenden Sollwert nerf maximal fünf Iterationsschritte durchlaufen:

Iteration	Häufigkeit	Überstau	Kein Überstau
Schritt 1	n 0/1	=> Schritt 2	Zustandsklasse 0
Schritt 2	n 1/2	=> Schritt 3	Zustandsklasse 1
Schritt 3	n 2/3	=> Schritt 4	Zustandsklasse 2
Schritt 4	n 3/4	=> Schritt 5	Zustandsklasse 3
Schritt 5	n 4/5	Zustandsklasse 5	Zustandsklasse 4

Die Iteration wird abgebrochen, sobald kein Überstau auftritt oder Iterationsschritt 5 erreicht wurde.

Beispiel

In einer Mischwasserkanalisation befinden sich die Regenüberläufe 1, 2, 3, 4 und 5 mit folgenden Randbedingungen:

• Hydrodynamische Einzelsimulation.

• Hydraulische Zustandsbewertung bezogen auf die Überstauereignisse mit der jeweils zugehörigen Häufigkeit des Niederschlagsereignisses.

• Alle Regenüberläufe befinden sich in Wohngebieten. Somit ist nerf = 0,50/a.

Die Tabelle zeigt, mit welchem Iterationsschritt der jeweilige Regenüberlauf eine hydraulische Zustandsklasse erhält:

RÜ	Iteration	Häufigkeit	Überstau	Kein Überstau
1	Schritt 1	0,500/a		Zustandsklasse 0
4	Schritt 2	0,513/a	=> Schritt 3
	Schritt 3	0,526/a		Zustandsklasse 2
1	Schritt 4	0,581/a		Zustandsklasse 3
5	Schritt 5	0,773/a		Zustandsklasse 4
3			Zustandsklasse 5

Für Regenüberlauf 1 wurde die Iteration bereits mit Schritt 1, für Regenüberlauf 3 und 5 jeweils erst mit Schritt 5 beendet.

Bei Nutzung des Zeitbeiwertverfahrens ist die jeweilige Grenz-Häufigkeit anders definiert:

RÜ	Iteration	Häufigkeit	Überstau	Kein Überstau
1	Schritt 1	0,500/a		Zustandsklasse 0
4	Schritt 2	0,520/a	=> Schritt 3
	Schritt 3	0,539/a		Zustandsklasse 2
1	Schritt 4	0,621/a		Zustandsklasse 3
5	Schritt 5	0,910/a		Zustandsklasse 4
3			Zustandsklasse 5

Systemzahl Hydraulik

Durch eine auf die Haltungslängen bezogene Mittelung der hydraulischen Haltungsklassen ergibt sich für das jeweilige Kanalnetz die Systemzahl Hydraulik SYY. Die Zahl ist ein Maß für die hydraulische Leistungsfähigkeit des Kanalnetzes. In Sonderfällen wie Kanalnetzen mit ausgeprägtem Rückstauverhalten kann die Systemzahl von der realen Leistungsfähigkeit abweichen:

Die Systemzahl Hydraulik wird im Zustandsbericht mit ausgegeben.