Anwendung hydraulischer Simulationsmodelle zur Analyse und Planung von Wasserverteilungssystemen: Fid-Bau Portal

Anwendung hydraulischer Simulationsmodelle zur Analyse und Planung von Wasserverteilungssystemen

Klingel, Philipp / Knobloch, Axel / Nestmann, Franz

Hydraulische Modelle finden heutzutage eine breite Anwendung bei der Analyse und Planung sowie im Betrieb von Wasserverteilungssystemen. Existierende Softwareprogramme ermöglichen fast durchweg die Simulation des hydraulischen Systemzustands. Für weiterführende Fragestellungen, wie z.B. die kostenoptimale Neuauslegung eines zu planenden Systems, die Ermittlung effizienter Steuerstrategien oder die Ermittlung der Ausbreitung und Durchmischung verschiedener Wässer, existieren zahlreiche Untersuchungen und Literatur sowie kommerzielle und lizenzfreie Programmpakete. Diese Programmpakete haben trotz der vielfältigen Applikationen ein Grundprinzip der hydraulischen Modellierung gemein. Behandelt werden dazu im Beitrag das Grundprinzip der Abbildung des realen Verteilungsnetzes sowie die Simulation des hydraulischen Systemzustands. Bei der Modellerstellung wird das Verteilungsnetz als Graph abgebildet, der aus den Elementmengen Knoten und Strängen sowie deren topologischer Beziehung besteht. Den Knoten und Leitungssträngen sind darüber hinaus alle für die Berechnung relevanten physikalischen und nicht-physikalischen Eigenschaften des Systems als Attribute in einer hierarchischen Struktur zugeordnet. Bei der Simulation werden die variablen Drücke an den Knoten, Flüsse und Geschwindigkeiten in den Strängen, Wasserspiegel in den Behältern sowie Kontrollzustände der Armaturen berechnet. Als Anwendungsbeispiele werden die Modellierung des Trinkwasserverteilungssystems der Stadt Bühl für eine Löschwasseruntersuchung vorgestellt und ein Ausblick auf die Fragestellungen des Projekts IWRM Gunung Kidul gegeben.