Samstag, 30. August 2008

SiWaWi - 2.Semester - Übersicht

Dozenten: Prof. Dr.P. und Dr.W.

("...mein Chef hat gesagt ... " ;-)


V1

  • Grundlagen der Wasserversorgung 1
  • Wasserkreislauf
  • Wasserbilanz
  • Wasserhaushaltsgleichung
  • Wasservorkommen
  • Wassernutzbarkeit
  • Wasserstatistik
V2
  • Grundlagen der Wasserversorgung 2
  • Wassergewinnung aus Grund- und Oberflächenwasser
  • Grundwasseranreicherung
  • Rechtliche Grundlagen der Trinkwasserversorgung
  • Wasserschutzgebiete
  • Bemessungswassermengen
  • Aufgaben der Wasseraufbereitung
  • Wasserspeicherung und Wasserverteilung
V3
  • Wasser-, Abwasser- und Abfallparameter
  • Wasser-, Abwasser- und Abfallinhaltsstoffe
  • physikalisch
  • chemisch
  • biochemisch
  • bakteriologisch
  • biologisch
V4
  • Grundlagen der Wasser- und Abwasserhydraulik
  • Kontinuität
  • Bernoulli
  • Energieverluste
  • Abfluss in Freispiegelleitungen
  • Druckleitungen und Gerinnen
Ü1
  • Bemessung von Trinkwasserleitungen und Abwässerkanälen
V5
  • Pumpwerke in der Wasserver- und Abwasserentsorgung
Ü2
  • Übung: Berechnung von Pumpwerken
V6
  • Grundlagen Siedlungsentwässerung
  • Grundstückstentwässerung
  • Systeme der Siedlungsentwässerung
  • Abwasserarten
  • Abwasserabfluss bei Trockenwetter und Regenwetter
  • Abflussbildung
  • Abflusskonzentration des Regenwassers auf Oberflächen
  • Regenwasserabfluss im Kanalnetz
Ü3
  • Ermittlung des Trocken- und Regenwasserabflusses in Abwässerkanälen
V7
  • Grundlagen der Abwasserreinigung
  • Schwankungen der Zuflüsse einer Kläranlage
  • Bemessungsvolumenströme QD, QT und QM
  • Ermittlung der Frachten von Rohabwasser und von vorgeklärtem Abwasser
Ü4
  • Übung: Berechnung der relevanten Volumen- und Massenströme im Zufluss von Kläranlagen
V8
  • Grundlagen der Gewässergütewirtschaft
  • Einordnung der Siedlungswasserwirtschaft in die Wasserwirtschaft
  • Gewässernutzung und Gewässerbelastungen
  • Zusammenfassung der Auswirkungen von Gewässerbelastungen (organische Stoffe, Nährstoffe, Schadstoffe)
  • Rechtliche Instrumente in der Wasser- und Abwasserwirtschaft (Wasserrahmenrichtlinie, WHG, Rechtsverordnungen)
V9
  • Grundlagen der Siedlungsabfallwirtschaft
  • Ziele der europäischen und deutschen Abfallwirtschaft
  • Abfallgesetzgebung
  • Einordnung und Hierarchie des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes
  • Abfalldefinition
  • Abfallstatistik
  • Klassifizierung von Abfällen
  • Abfallverzeichnisverordnung
  • Einteilung von Siedlungsabfällen
Ü5
Übung: Siedlungsabfallwirtschaft


Nach Abschluss des 2.Semesters sollte man folgende Themen beherrschen:

Der Kreislauf des Wassers
  • (Gesamtwasserkreislauf, Kreislauf des Wassers in der Siedlungswasserwirtschaft);
Grundlagen des Wasserrechts
  • (international, national);
Grundlagen des Gewässerschutzes
  • (Grundlagen der Limnologie, Gewässernutzungen und Gewässerbelastungen, Gewässergüteparameter);
Grundlagen der Wasserversorgung
  • (Wasservorkommen, Wasserbedarf und Wassernutzung, Elemente der Wasserversorgung: Wassergewinnung, Wasseraufbereitung, Wasserförderung, Wasserspeicherung und Wasserverteilung);
Abwassermengen und -zusammensetzung;

Grundlagen der Siedlungsentwässerung
  • (Zusammenhang zwischen Niederschlag und Abfluss, Abflusskonzentration und Abflusstransport, Elemente der Siedlungsentwässerung, Mischwasserbehandlung);
Grundlagen der Abwasserreinigung
  • (Funktionsweise einer Kläranlage, Prozesse der Abwasserreinigung);
Grundlagen der Siedlungsabfallwirtschaft
  • (Grundlagen des internationalen und nationalen Abfallrechts, Abfallaufkommen und Abfallzusammensetzung, Entsorgungswege von Abfällen)

SiWaWi - Übung 5 - 15.7,08 - Siedlungsabfallwirtschaft

... muss bearbeitet werden ...

SiWaWi - Vorlesung 9 - 8.7.08 - Grundlagen der Siedlungsabfallwirtschaft

... muss bearbeitet werden ...

SiWaWi - Vorlesung 8 - 1.7.08 - Grundlagen der Gütewasserwirtschaft

... muss bearbeitet werden ...

SiWaWi - Übung 4 - 24.6.08 - Berechnung der relevanten Volumen und Massenströme im Zufluss von Kläranlagen

... muss bearbeitet werden ...

SiWaWi - Vorlesung 7 - 17.6.08 - Grundlagen der Abwasserreinigung

... muss bearbeitet werden ...

Check up:
  • Verfahrensschema einer konventionellen Abwasserreinigungsanlage kennen
  • Kurzzeichen in der Abwassertechnik und ihre Bedeutung kennen
  • Definitionen von Einwohnerzahl, Einwohnergleichwert und Einwohnerwert
  • Vorgehensweise bei der Bemessung von Kläranlagen
  • Abwasserarten kennen (häusliches Abwasser, betriebliches Abwasser, Fremdwasser, Schmutzwasser, täglicher und Stündlicher Trockenwetterabfluss, Mischwasserabfluss)
  • Unterschiede Direkt- und Indirekteinleitung kennen
  • Schwankungen des Abwasseranfalls (jahreszeitliche, tageszeitliche Schwankungen, Maximalabflüsse)
  • Ermittlung der Volumenströme im Zufluss einer Kläranlage
  • Ermittlung der Frachten (Massenströme) im Zufluss einer Kläranlage

SiWaWi - Übung 3 - 10.6.08 - Ermittlung des Trocken- und Regenwasserabflusses in Abwässerkanälen

... muss überarbeitet werden ...

Vorlesungsnotizen zu den einzelen Folien für Ue3 (17.Juni ´08)

Ue3/1: Ermittlung des Trocken- und Regenwetterabflusses in Abwässerkanälen
  • es gehen eine Reihe Komillitonen aus dem Hörsaal: "Wir gehen nur mal kurz zur Toilette"
  • weitere folgen im Laufe der Vorlesung: Dr.W. fragt höflich nach: "Auch zur Toilette" ? ;-)
  • heute sind Studentenwahlen: www.stud.rwth-aachen.de/wahl
Ue3/2: Gesamtabfluss in Abwasserkanälen
  • Zeichnung: !!! (to do)
  • der Spitzenabfluss setzt sich aus Qg(gewerblich) + Qh(häuslich) + Qf(fremd) + Regenwasser(!) zusammen
  • Cave: der Querschnitt der Abflussrohre kann sich nicht nach dem Spitzenabfluss richten, da sonst die Baukosten in Deutschland zu hoch werden => wie schon in der letzten Vorlesung gesagt worden ist, nimmt man Überschwemmungen in Kauf.
  • Der maximale stündliche Trockenwetterabfluss Qt,h,max in l/s ist geschwindend klein !
Ue3/3: Trockenwetterabfluss in Kanälen (Formeln)
  • Trockenwetterabfluss
  • häuslicher Schmutzwasserabfluss
  • betrieblicher Schmutzwasserablfuss
Ue3/4: Trockenwetterabfluss in Kanälen (Formeln)
  • Fremdwasserabfluss in Kanälen
  • Unvermeidbarer Regenabfluss in Schmutzwasserkanälen => der Regen gelangt durch die Löcher der Kanaldeckel in die Schmutzwasserkanäle
Ue3/5: Spitzenwerte der Abflussspenden
  • Cave: ungenaue Berechnung => wird bei SiWaWi anders berechnet und ist für die Hausübung relevant !
  • die zweite vorgestellte Methode bringt präzise Ergebnisse für die Summe von Trockenwetter- + häuslichen- + betrieblichen Schmutzwasserablfuss (s.Ue3/3)
Ue3/6: Trockenwetterzufluss von Kläranlagen
  • man kann Wasserabfallvolumen "hochrechnen" bzw. eingrenzen: z.B. kann eine Brauerei oder eine Molkerei angeben, wieviel Wasser sie verbraucht
  • die Dimensionierung ist nicht einfach, wie an einem persönlichen Beispiel für einem Textilveredlungsbetrieb in Krefeld gezeigt wird => Stundenwerte und Tagesspitzenwerte korrelieren nicht immer miteinander
  • Cave: Abwasservolumenströme bei Trockenwetter !!!
  • täglicher Abwasseranfall: Qs,d + 0,3 * Qs,d => 0,3 entspricht 30% von Qs,d !
  • E steht immer für Einwohner
  • d = dirt, dirty, schmutzig, Dreck, Schmutz ?
  • 35 Milliarden Euro für den Bau + Wartung der Kanalisation in Deutschland ?!
Ue3/7: Spezifischer Schmutzwasseranfall
  • Erfahrungswerte => solche Werte sind immer auf Richtigkeit und Aktualität zu hinterfragen
  • drei Divisoren: Tagesspitze + Tagesstundenmittel + Nachtstundenmittel
  • Beispiel anhand einer Kläranlagenberechnung
Ue3/8: Trockenwetterzufluss von Kläranlagen
  • Cave: ganz unten Druckfehler => anstatt Qh,d soll es Qh,h heißen => aufgrund der Neuartigkeit der Folien kann es hin und wieder zu Druck- oder Schreibfehlern kommen
Ue3/9: Divisor Xqmax in Abhängkeit von der Gebietsgröße
  • Werte liegen innerhalb einer Bandbreite
Ue3/10: Regenwasserzufluss von Kläranlagen
  • alte + neue Regelung für die Berechnung von Mischwasserzufluss
Ue3/11: Regenwasserabfluss in Kanälen
  • poln.wörterbuchfürschnellkurs
  • Effektivniederschlag oder auch "abflusswirksamer Niederschlag": ein Teil landet in den Kanal => ein Teil versickert oder verdunstet
  • Verluste sind nur mit komplexen Berechnungsmodellen zu ermitteln
  • Zeitbeiwertverfahren: Modulierung zwischen Niederschlag und das/dem, was im Kanal abfließt
  • Landregen führt zu keinen Spitzenwerten => für Bemessungen nicht relevant
  • relevant sind besonders Regenereignisse zwischen 10-20 Minuten
Ue3/12: Abflussbildung
  • besonders für das nächste Semester relevant
Ue3/13: Berechnung de Regenwasserabflusses in Kanälen
  • Zeitbeiwertverfahren taucht hier wieder auf
Ue3/14: Charakterisierung von Regenereignissen
  • wichtig !!!
Ue3/15: Niederschlagsintensität
  • Starkregenereignisse
  • Intensität = i
  • Regenhäufigkeit = n
  • Wiederkehrwahrscheinlichkeit => T= 1/n => dies ist der reziproke Wert, da z.B. im KOSTRA-Atlas (1 + 2) diese Niederschlagskonstante zu finden ist
Ue3/16: Abhängigkeit von Regendauer und Regenspende
  • kurze Regen um die 10min sind maßgebend für die Bemessung, da sie am häufigsten vorkommen, wie ie abfallende Kurve zeigt.
Ue3/17: Wahl der Regenhäufigkeit
  • Häufigkeit der Bemessungsregen wird in (1-mal-in "n" Jahren) angegeben
  • für Bemessungsregen dürfen keine Überlastungen auftreten
Ue3/18: Maßgebende kürzeste Regendauer D
  • Zeitbeiwertverfahren (nachschlagen)
  • alles im Bereich: 5-15min, Werte außerhalb dieser Zeit sind für die Kanalbemessung nicht relevant
Ue3/19: Ermittlung der Regenspende nach Reinhold
  • klausurrelevant !!!
  • in den 1940er Jahren hat Reinhold viele Regenereignisse untersucht
Ue3/20: Regenspendelinien
  • Reinhold´sche Regenspendelinien
Ue3/21: Zeitbeiwert psi
  • brauche eine Liste, auf der alle notwendigen Sonderzeichen
Ue3/22: Ermittlung der Bemessungsregenspende
  • klausurrelevant !!!
  • nach Reinhold berechnen oder von Tabellen ablesen
Ue3/23: Zeitbeiwert psi
  • z.B. Regendauer (20min) => Zeitbeiwert (1.075)
Ue3/24: Vergleich Reinhold - neuere Auswertung
  • s. auch: Wasserversorgung vom 1. Semester
  • viele Entsorgungsingenieure werden später im Umweltbereich für Abwassertechnik arbeiten
  • Reinhold vs. Kostra-Atlas: letzterer ist aktueller, neuer
  • Eingeständnis vom Doc: "es gibt manchmal so spannende Diskussionen, wie letztes mal, die ich besucht habe. Da bin ich mehrmals rübergeklappt (= eingeschlafen)"
  • Beispiel: Aachen => nach Reinhold: 90 [l/s*ha)] aber nach KOSTRA-Atlas: 97,2 [l/s*ha)]
Ue3/25: Kostra-Atlas des DWD
  • an dem Beispiel von Aachen soll gezeigt werden, wie sich die berechneten Niederschlagswerte von Reinhold und Kostra-Atlas unterscheiden
  • nach Reinhold => 90 l (s*ha)
  • nach Kostra-Atlas => 97,2 l (s*ha)
  • Fazit: enorme Abweichung, die der Ing. bei seinen Berechnungen berücksichtigen muss
Ue3/26: Kostra-Atlas
  • Frage: warum unterscheidet sich der Wert in der Tabelle mit dem letzten Wert der drei fettgedruckten Zeilen => Niederschlagsspende: 153,4 l/ (s*ha) ungleich 153,9 l (s*ha)
  • wahrscheinlich wieder ein Druckfehler ?!
Ue3/27: Wahl der Niederschlagsbelastung
  • für die Berechnung "tun wir so", als sei jeder Regen ein "Blockregen" mit einer konstanten Regenspende und einer vorgegebenen Regenhäufigkeit
  • Modellregen
  • Modellregengruppen
Ue3/28: Wahl der Niedeschlagsbelastung
  • Starkregenserien: Starkegenereignis innerhalb 30 Jahren unter Berücksichtung von Mindestintensität, Regenpause etc. => Ereignisse dieser Art sind erst relevant, wenn ein Schacht oder Kanal "überstaut" oder überflutet ist.
  • Niederschlagskontinua: Erfassung von Niederschlags- und Trockenwetterzeiten
Ue3/29: Abflusswirksamer Niederschlag (Effektivniederschlag)
  • klausurrelevant !
  • Art der Flächenbefestigung: z.B. => je schiefer => desto höher die Abflussgeschwindigkeit
Ue3/30: Praktische Berechnung des Regenabflusses
  • nächstes Semester
  • Zeitbeiwertverfahren: gute Methode, führt zu brauchbaren Ergebnissen
Ue3/31: Berechnung des Regenabflusses
  • Berechnung nach dem Zeitbeiwertverfahren
  • Ermittlung durch starke Vereinfachung des Abflussgeschehens
Ue3/32: Berechnung des Regenabflusses
  • Annahme für die Ermittlung des größten Regenabflusses
  • setzt sich aus dem Produkt von Regendauer * Spitzenabflussbeiwert * Fläche des Kanalgebiets zusammen
Ue3/33: Spitzenabflussbeiwert
  • dient der Berechnung von Maximalabflüssen für die Kanalnetzberechnug gemäß ATV-A 118 (1999)
  • es sind empirische Größen und beruhen somit auf Erfahrungswerten
  • Fließzeit - Spitzenwert - Vernachlässigung
Ue3/34: Abflussbeiwert
  • für intensive Regen in ersterer Näherung
  • Spitzenabflussbeiwert
  • mittlerer Abflussbeiwert
Ue3/35: Spitzenabflussbeiwerte
  • Tabelle für Befestigungsgrade <1%>10%
  • Befestigungsgrade
Ue3/36: Mischwasserabfluss in der Mischkanalisation
  • bitte Fläche = 12ha hinzufügen, wurde vergessen !
Ue3/37: Wahl der Regenhäufigkeit (Entwurf)
  • Häufigkeit der Bemessungsregen
  • Ort
  • Überflutungshäufigkeit
  • 3. Zeile: 1 in 2 (n = 0,5) bedeutet => alle zwei Jahre
Ue3/38: Spezifischer Schmutzwasseranteil
  • Anschlussgröße EW in [E]
  • Häuslicher Schmutzwasseranfall Ws,d in [l/(w*d]
  • Divisor Tagesspitze Xqmax in [h/d]
  • Divisor Tagesstundenmittel [h/d]
  • Divisor Nachtstundenmittel [h/d]
  • Beispiel: Eine Kläranlage hat eine Anschlussgröße von 8.000 E. Berechnen sie den täglichen Schmutzwasseranfall aus den Haushalten => Qh,d = 8000 * 0,180 = 1.440 m³ / d
Ue3/39: Bemessung von Abwässerkanälen
  • häusliches Abwasser
  • betriebliches Abwasser
  • Schmutzwasser
  • Fremdwasser
  • Mittlerer Abfluss bei Trockenwetter
  • Maximaler Trockenwetterabfluss
  • einfach Schritt für Schritt vorgehen !!!
Ue3/40: Ermittlung des Mischwasserabflusses
  • Berechnung nach Reinhold
  • in Zeitbeiwertformel: 1.Klammer (=Dauer), 2. Klammer (=Häufigkeit)
  • in Gesamtabflussformel: 1. Summand (für Trockenwetter), 2. Summand (für Regenwetter)
  • für den Gesamtabfluss ist natürlich der Trockenwetteranteil geschwindend gering
  • für Rohrtabellen: Querschnitt und Gefälle berücksichtigen
Ue3/41: Zeitbeiwert
  • aus der Tabelle sind zu entnehmen
  • Regendauer = 5 min
  • n=0,5
  • => ablesen: Zeitbeiwert => 1,642
Ue3/42: Kostra-Atlas
  • T = Wiederkehrzeit in [a]
  • D = Niederschlagsdauer einschließlich Unterbrechung in [h], [min]
  • hn = Niederschlagshöhe in [mm]
  • rn = Niederschlagspende in [l / (s*ha)]
Ue3/43: Abflussbeiwert
  • Sammelsprechstunde: verlegen auf´s nächste mal! Offiziell Fragen formulieren
Ue3/44: Berechnung des Abflussbeiwerts
  • Aufschlüsselung nach Einzuggebiet
  • Flächenart und -größe
Ue3/45: Ansatz des Abflussbeiwerts
  • 10 Kategorien vo Oberflächenarten
  • Einzeabflusswerte von 0,95 - 0,1
Ue3/46:Berechnung des Abflussbeiwertes
  • Lösung für Mittleren Abflussbeiwert von Teilgebiet 1
Ue3/47: Bestimmung des Spitzenabflussbeiwertes
  • Beispielaufgabe
  • geg: Gesamtentwässerungsfläche + befestigte Fläche + Bemesssungsregenspende
  • ges: Spitzenabflussbeiwerte für unterschiedliche Geländeneigung + Änderung, wenn Häufigkeit sich ändert.
Ue3/48: Bestimmung des Spitzenabflussbeiwertes
  • Mittlere Geländeneigung
  • Befestigungsgrad Bf
  • Häufigkeit
Ue3/49: Spitzenabflussbeiwert
  • 7. Zeile von oben bei einem Befestigungsgrad von 60 % betrachten
Ue3/50: Zeitbeiwert
  • 6. + 7. Zeile von oben bei einer Regendauer von 14 bzw 16 min betrachten
Ue3/51: Spitzenabflussbeiwert
  • vier Diagramme für befestigte Flächen
Ue3/52: Bestimmung der Regenabflussspende
  • Beispielaufgabe
  • geg: Geländegefälle + Anteil der befestigten Fläche + Regenspende + allgemeines Wohngebiet
  • ges: Regenabflussspende qr [l/(s*ha)
  • Interpolation
Ue3/53: Zeitbeiwert
  • 6. und 7. Zeilen anschauen
Ue3/54: Spitzenbeiflussbeiwerte
  • 5. ud 6. Zeile betrachten

Fragensammlung für Sammelsprechstunde

SiWaWi - Vorlesung 6 - 3.6.08 - Grundlagen Siedlungsentwässerung

... muss überarbeitet werden ...

Notizen von der Vorlesung vom 3.6´08

V6/ 1: Grundlagen
  • "Sie haben wenigstens schon mal wahrgenommen, dass ich da bin"
  • "Ich werde in den Kolloquien nichts Unmögliches verlangen"
  • nächste Woche Gruppentermine eintragen
V6/ 2: Ziele der Lehrveranstaltung
  • Trockenwetterabfluss = Bruchteil von Regenwasser
  • Hydraulik, Durchmesser abhängig auch von Schmutz etc.
  • Effektivniederschlag (=Oberwasser)
  • empirisch: Schmutzwasserabflussberechnung
  • Regenwasser: schon komplexere Niederschlagsberechung => z.B. in der Eifel muss auch Schnee und Tauwetter berücksichtigen
  • Russischetastatur
V6/ 3: Ziele der Siedlungsentwässerung
  • Im Vergleich zu den meisten anderen Staaten dieser Welt hat Deutschland einen Entwässerungskomfort, der Seinesgleichen auf dieser Welt sucht => ist aber auch teuer und wartungaufwändig => ansonsten würden wir regelmäßig "absaufen"
  • Gewässerschutz ist generationenübergreifend => auch das müssen erst viele andere Staaten begreifen, dass der Schutz der Gewässer zum Wohl ihrer Kinder und Nachkommen dient (Sicherung und Förderung der Lebensqualität) => die Nachkommen dienen wiederum dem Schutz der älteren Menschen !!! Zitat: "An vielen Orten dieser Welt sieht man Scheiße auf dem Wasser schwimmen"
  • 50 Milliarden Euro Baukosten des Kanalnetzes + 200 Mio Euro Sanierungskosten
V6/ 4: Länge der Abwasserkanäle und -leitungen
  • Regenwasser => nicht alles gelangt in die Kanaliation, sechs mal mehr als Trockenwettermenge => Rest gelangt in die Vorfluter oder in den Bach oder Fluß, der an der Kläranlage in unmittelbarer Nähe liegt
  • 1.Spülstoß (Regen) --> Regenüberlaufbecken --> Bach, Fluss,
  • deutsche Abwässerkanäle (öffentlich) => 515.000 km + (privat) => 1.500.000 km
  • vgl. Erdradius => 6.371 km + Erdumfang: 44.000 km
  • Zeichnung => to do
V6/ 5: Bild vom privaten Haushalt
  • Rückstausicherung + Rückstauebene + Schacht
  • Mischwasserkanal ist maximal 4-5 m breit
  • nicht jedes Kanalnetz, aber manchmal laufen U-Bahn oder eine Siedlung voll

V6/ 6: Begriffe für Privathaushalt
  • Dichtheitsprüfung => Schieber, Druckprüfung bis 2015 (NRW), ansonsten Zwangsprüfung
  • Kanalstrecke zwischen zwei Schächten
V6/ 7: Elemente der Siedlungsentwässerung
  • Schacht - Versickerung im nächsten Semester
  • Mischwasserkanal = 6 mal Trockenwetter
  • ARA = Abwassereinigungsanlage
  • RÜB = Regenüberlaufbecken
V6/ 8. Mischsystem
  • undeutliche Fotos: links -> Häuser + rechts -> Industrie/Gewerbe
V6/ 9

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V6/ 58

V6/ 59

V6/ 60


Check up:
  • Ziele der Siedlungsentwässerung
  • Grundstücksentwässerung
  • Elemente der Siedlungsentwässerung
  • Entwässerungssysteme (Trenn- und Mischsystem)
  • Aufgaben der Kanalnetzberechnung
  • Unterscheidung zwischen Einstau, Überstau, Überlastung und Überflutung
  • Ermittlung des Abflusses in Kanälen
  • Abfluss bei Trockenwetter
  • Abfluss bei Regenwetter
  • Begriffsdefinionen z. B. Regenintensität, Regenspende
  • Ermittlung des Niederschlags
  • Auswertung von Niederschlagsdaten
  • Ermittlung des Effektivniederschlags
  • Faktoren, die den Effektivniederschlag beeinflussen
  • Ermittlung der Regenspende nach Reinhold und nach DWD (Kosta-Atlas)
  • Modelle zu Beschreibung des Niederschlag-Abflussgeschehens
  • Konventionelle Berechnungsmethoden-Zeitbeiwertverfahren
  • Vereinfachungen des Abflussgeschehens beim Zeitbeiwertverfahren

SiWaWi - Übung 2 - 27.5.08 - Berechnung von Pumpwerken

... muss bearbeitet werden ...

SiWaWi - Vorlesung 5 - 20.5.08 - Pumpwerke in der Wasserver- und Abwasserentsorgung

... muss bearbeitet werden ...

Check up:
  • Anforderungen an Pumpen
  • Pumpentypen
  • Bau- und Wirkungsweise von Pumpen
  • Aufstellung von Pumpen
  • Betriebswerte von Pumpen
  • Manometrische Förderhöhe
  • Rohrkennlinien und Pumpenkennlinien
  • Betriebspunkt einer Pumpe ermitteln
  • Aufgaben von Pumpenanlagen
  • Berechnung des Leistungsbedarfs von Pumpenanlagen
  • Parallel- und Hintereinanderschaltung von Pumpen
  • Drehzahländerung bei Pumpen

SiWaWi - Übung 1 - 6.5.08 - Bemessung von Trinkwasserleitungen

... muss bearbeitet werden ...

SiWaWi - Vorlesung 4 - 29.4.08 - Grundlagen der Wasser- und Abwasserhydraulik

... muss bearbeitet werden ...

Check up:

Vereinfachende Annahmen, die bei der Berechnung und Bemessung von Wasser- und Abwasserleitungen getroffen werden

Kontinuitätsgleichung

Benoulligleichung (Höhengleichung)

Energieverluste in Rohrleitungen

Hydraulischer Radius

Reynolszahl

Strömungszustände im turbulenten Bereich

Moody-Diagramm

Abflussformel

Abfluss bei Vollfüllung und Teilfüllung

Abfluss in offenen Gerinnen (Berechnung nach Manning-Strickler)

Wandschubspannung

SiWaWi - Vorlesung 3 - 22.4.08 - Wasser- Abwasser- und Abfallparameter

... muss bearbeitet werden ...

1) Deckblatt

2) Ziele der Lehrveranstaltung
  • Bedeutung verschiedener Wasser-, Abwasser- und Abfallinhaltsstoffe verstehen,
  • Parameter zur Beschreibung von Wasser-, Abwasser- und Abfallinhaltsstoffen kennen lernen,
  • Einfache Analysenmethoden kennen lernen und verstehen,
  • Grössenordnung der Frachten (Massenströme) und Konzentrationen in kommunalem Abwasser kennen lernen,
  • Grössenordnung der Konzentrationen im gereinigten Abwasser (Einleitungsbedingungen) kennen lernen

  • Parameter: charakterisierende Eigenschaft, Kenngröße eines Stoffes

3) Wasser-, Abwasser- und Abfallparameter

Trinkwasser (TrinkwV 2001):
  • Trinkwasser ist so beschaffen, dass bei lebenslangem Genuss die menschliche Gesundheit nicht beeinträchtigt wird. (Landwirte würden hier auch noch die Nutztiere mit einbeziehen wollen, denn was nützt die Milch einer Kuh, wenn durch mit Schwermetallen belastetes Wasser, sie nicht verkauft werden kann)
Abwasser (DIN 4045):
  • Durch Gebrauch verändertes abfließendes Wasser und jedes in die Kanalisation gelangende Wasser.
Abfall (KrW-/AbfG):
  • Abfall ist eine bewegliche Sache, die für ihren Besitzer wertlos oder gar gefährlich geworden ist, so dass er sich ihrer entledigen will.

4) Beispiel einer Parameterliste

Bestimmungen für
  • Grundwasser
  • Sickerwasser
  • Oberflächenwasser
  • Trinkwasser
  • Abwasser
Parameter

1. Organoleptisch
  • Geschmack
  • Geruch, Färbung, Trübung
2. Physikalisch, chemisch
  • Temperatur, ph-Wert
  • Leitfähigkeit
  • Redoxpotential
3. Gruppen- und Summenparameter
  • Trockenrückstand, Glührückstand
  • Absetzbare Stoffe
  • Oxidierbarkeit
  • chemischer Sauerstoffbedarf (CSB)
  • biochemischer Sauerstoff bedarf (BSB)
  • org. gebundener Kohlenstoff (DOC, TOC)
  • Phenol-Index
  • Härte

5) Beispiel einer Parameterliste

4. Kationen, Anionen, undissoziierte Stoffe
  • Natrium, Kalium
  • Ammonium, Nitrit, Nitrat
  • Calcium, Magnesium
  • Eisen, Mangan
  • Hydrocarbonat
  • Chlorid, Fluorid, Sulfat
  • Sulfid
  • Cyanid
  • Phophat
  • Kieselsäure
  • Sauerstoff
  • Kalkaggressive Kohlensäure

6) Beispiel einer Parameterliste

5. Anorgansische Spurenstoffe
  • Arsen, Antimon, Selen
  • Blei, Barium, Bor
  • Cadmium, Chrom, Quecksilber
  • Kupfer, Nickel, Zink
  • Schwermetalle nach Abwasserherkunft
6. Organische Spurenstoffe
  • AOX
  • Flüchtige Halogenkohlenwasserstoffe
  • Mineralöl- Kohlenwasserstoffe
  • PCB, PCT, PSM
  • PAK
  • Tenside
7. Biologische Parameter


8. Welcher Parameter bei welchem Stoff ?

Beispiel: Einordnung von abwasserbelastetem Flusswasser

Einordnung nach dem physikalischen Verhalten
  • absetzbare Schwebstoffe; gemessen nach 2 Std.
  • nicht absetzbare Schwebstoffe
  • gelöste Stoffe
Einordnung nach dem chemischen Verhalten
  • pH-Wert (potentiometrisch, Farbindikatoren)
  • Gesamt-Stickstoff
  • Ammonium-Stickstoff (NH4-N)
  • Gesamt-Phosphor
  • PAK-Wert (polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe)
  • CSB (chemischer Sauerstoffbedarf)
  • Sauerstoffgehalt [mg/l, % der Sättigung]
Einordnung nach mikrobiologischen Kriterien
  • BSB (biochemischer Sauerstoffbedarf)
  • Coliforme Mikroorganismen / MO
Quelle: Frimmel, "Wasser und Gewässer"

8) Parameter und Parametergrenzwert

Beispiele gesetzlicher und technischer Regelungen im Bereich Wasser und Abwasser
s.a. Hierarchietabelle EU-Recht bis technische Regelwerke


9) Hirarchie der Abfallgesetzgebung

Beispiele gesetzlicher und technischer Regelungen im Bereich Abfall
s.a. Hierarchietabelle der EU-Recht bis technische Regelwerke für


10) Probennahme

Stichprobe:
  • Eine oder mehrere Einheiten, die aus einer Grundgesamtheit oder einer Teilgesamtheit entnommen werden. Eine Stichprobe im Sinne der Norm ist eine oder sind mehrere Einzelproben zur Beurteilung des momentanen Zustandes.
Stichwörter:
  • Probenschöpfer
  • Probennahme
  • Abfüllen der Stichprobe in Probenflaschen

11) Probenahme

Qualifizierte Stichprobe:
  • Eine aus mindestens fünf Stichproben bestehende Mischprobe, die in einem Zeitraum von höchstens zwei Stunden im Abstand von nicht weniger als zwei Minuten entnommen und gemischt wird.
2-Stunden-Mischprobe (24-Stunden-Mischprobe):
  • Zeitproportionale Probenahme: Bei dieser Probenahme werden in gleichen Zeitabständen gleiche Volumina entnommen.

Durchflussproportionale Probenahme:

Bei der durchflussproportionalen Probennahme wird mittels eines Messsignals des Durchflusses eine diskontinuierliche Probenahme aus dem Abwasserstrom vorgenommen.

Dabei werden:
  • 1. in gleichen Zeitabständen variable, dem jeweiligen durchflussproportionale Volumina entnommen,
  • 2. in variablen, dem Durchfluss proportionalen Zeitabständen, gleicheVolumina entnommen werden.
Quelle: LUA -Merkblätter Nr.31, Leitfaden zur Durchführung der Abwasserprobennahme in NRW


12) Untersuchungsmethoden

Bestimmung von Summenparametern:
  • Ein Summenparameter erfasst eine Teilmenge gleichartiger Schmutzstoffe in einem Abwasser. Die erfasste Teilmenge ist abhängig vom Ziel der Analytik und von den Analyseverfahren.
Beispiele: CSB, BSB5, AOX

Bestimmung von Einzelparametern:
  • Ein Einzelstoff ist ein Element der Menge der Schmutzstoffe.

Beispiele:
  • Anionen (SO4 2-, Cl-, NO3-,NO2-, PO4 3-)
  • oder
  • Kationen (Fe2+, Fe3+, Ca2+, Mg2+,Hg+, Cd+, NH4+)
Durch die Bestimmung von Einzelstoffen und Summenparameter kann der Zustand eines Mediums (Wasser, Abwasser, Abfall) sowie das davon ausgehende Gefährdungspotential für einen Organismus und seine Umgebung eingeordnet werden kann.


13) Einteilung der Parameter

physikalisch-chemische Parameter
  • Temperatur,
  • pH-Wert,
  • Leitfähigkeit,
  • Puffervermögen (Säurekapazität)
  • Feststoffe TS
  • Glühverlust GV,
  • Glührückstand GR
  • Stickstoffverbindungen
  • Phosphorverbindungen
Summenparameter
  • Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB)
  • Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB5)
  • Kohlenstoffverbindungen (TOC, DOC)
  • organische Schadstoffe (z. B. AOX, PCB)
  • anorganische Schadstoffe (z. B. Schwermetalle)
Biologische Parameter
  • Keimzahl, Bakterien, Viren
  • Testverfahren z. B. Fischtest
  • biologische Gewässergüte


14) Temperatur
  • Temperatur [° C]: Bestimmt die Löslichkeit von Gasen (Sauerstoff) und die Aktivität und Leistungsfähigkeit der Bakterien.
  • Je tiefer die Temperatur, desto langsamer ist im allgemeinen deren Aktivität.
  • Dies gilt besonders für die Nitrifikanten bei der biologischen Entfernung des Ammonium-Stickstoff.
  • Temperaturbereich für Trinkwasser (TWVO): Tmax = 25 °C
  • Temperaturbereich kommunalen Abwassers: T = 10 bis 20 °C

Wachstumrate ymax der Nitrifikanten [d^-1]
  • von 4 bis 16 °c aufsteigend nimmt die Aktivität zu

15) Temperatur und Sauerstofflöslichkeit

Sauerstoffkonzentration in mg/l Wasser (Luftdruck 1013,25 hPa)
  • im Bereich von 0 bis 40°C nimmt sie von ca. 14 mg/l auf ca. 6,7 mg/l ab

16) ph-Wert
  • pH-Wert [ - ]: Negativer dekadischer Logarithmus der Wasserstoffionenkonzentration.
  • Beeinflusst u. a.
  • die Löslichkeit von Salzen,
  • die Aktivität von Mikroorganismen,
  • Reaktionsgeschwindigkeiten
  • Fällungsreaktionen
  • pH-Wert-Bereich Trinkwasser (TWVO): pH = 6,5 bis 9,5 [ - ]
  • pH-Wert-Bereich kommunalen Abwassers: pH = 6,5 bis 8,5 [ - ]
  • (warum ist der Toleranzbereich für TW höher als bei komm. Abwasser ?)
  • Neutralwert: pH = 7
  • saures Abwasser: pH <>
  • alkalisches Abwasser: pH > 7
Beispiel für die pH-Wert-Abhängigkeit chemischer Reaktionen:
  • Das Ammonium-Ammoniak-Gleichgewicht verschiebt sich mit abnehmendem pH-Wert auf die Seite des toxischen Ammoniaks (NH3). (=> qualitative Aussage => hat Ähnlichkeiten mit der Hysteresekurve der Sauerstoffaufnahmefähigkeit des Hämoglobins bei verändertem ph-Wert !!!)

17) Leitfähigkeit

Leitfähigkeit L [S/cm]:
  • Ist als Summenparameter ein Maß für die Ionenkonzentration einer Lösung.
  • Dabei handelt es sich im Wesentlichen um anorganische Stoffe wie z. B. Salze.
  • Nach IMHOFF (2007) wird die elektrische Leitfähigkeit von a μS/cm von einem Salzgehalt von ca. a mg/l verursacht.
Leitfähigkeit von Trinkwasser:
  • Lmax = 2.500 μS/cm bei 20 °C (TWVO)
Leitfähigkeit von kommunalem Abwasser:
  • L = 500 bis 1.500 μS/cm

Leitfähigkeitsbereiche wässriger Lösungen [yS/cm] => aufsteigend von 0,1 bis 1000
  • Hochdruck-Kesselspeisewasser
  • Vollentsalzung Ionenaustauscher
  • einfachere Entsalzung
  • Trinkwasser
  • Abwasser
  • Oberflächenwasser
  • Brackwasser, Meerwasser
  • industrieelle Prozesswasser
  • konzentrierte Lösungen und Laugen
Bildquelle: WTW


18) Definition des Begriffes Abwasser

Definition gemäß § 51 Abs. 1 LWG NRW:
  • Abwasser im Sinne des Gesetzes sind das durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften veränderte und das bei Trockenwetter damit zusammen abfließende Wasser (Schmutzwasser) sowie das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Flächen abfließende und gesammelte Wasser (Niederschlagswasser).
Definition nach DIN 4045:
  • Abwasser: Durch Gebrauch verändertes abfließendes Wasser und jedes in die Kanalisation gelangende Wasser.

Definition nach ATV-Arbeitsblatt A 118:
  • Abwasser: In einer Abwasserleitung oder einem Abwasserkanal abgeleitetes Schmutz und / oder Regenwasser.

19) Abwasserarten (nach ATV - A 118)

Betriebliches (gewerbliches) Schmutzwasser QG
  • Schmutzwasser aus Industriebetrieben, Gewerbebetrieben
Fremdwasser QF
  • Unerwünschter Abfluss in einem Entwässerungssystem
Niederschlagswasser (Regenwasser) QR
  • Niederschlagswasser, das auf einer Oberfläche in ein Entwässerungssystem oder einen Vorfluter abfließt.
  • behandlungsbedürftiges Niederschlagswasser (Straßen, Parkplätze) nicht behandlungsbedürftiges Niederschlagswasser (Dach- und Hofflächen, Wohnstraßen, Fußwege)
  • behandlungsbedürftig: Verschmutzung höher als geforderter Ablauf der Kläranlage

20) Aufteilung der Abwassermengen (ohne Kühlwasser)

Skizze:

Quelle: Statistisches Bundesamt (2006)


21) Abwasseranfall in Deutschland (2004)

Abwasserart [% / Mrd.m³/a]

  • Kommunales Abwasser: 59,9 / 7,016
  • Regenwasserabfluss aus kanalisiertem Gebiet: 20,4 /2,394
  • Industrieabwasser: 19,7 / 2,302
  • behandeltes Industrieabwasser: 1,082
  • davon in kommunalen Kläranlagen behandelt: 0,865
  • unbehandeltes Industrieabwasser (ink.Abwasser, das mit einfachen Verfahren behandelt wurde: 1,220
  • davon Produktionswasser: 0,682
  • davon sonstiges Abwasser: 0,538
Gesamtabwasseranfall: 100 / 11,712


22) Abwasseranfall in Deutschland (2004)

23) Abwasserinhaltsstoffe

24) Einteilung de Abwasserinhaltsstoffe

25)
Einteilung de Abwasserinhaltsstoffe

26)
Einteilung de Abwasserinhaltsstoffe

28)
Einteilung de Abwasserinhaltsstoffe

29)
Einteilung de Abwasserinhaltsstoffe

30)
Verfahrensschema einer Kläranlage

31) Verfahren der Abwasserreinigung

32) Veränderungen des Abwassers in Kläranlagen

33) Indizes zum Ort und Zweck der Probennahme

34) Probenahmestellen

35) Dispersität

36) Auftrennen von gelösten und suspendierten Stoffen

37) Feststoffe im Abwasser

38) Absetzbare (AS) und abfiltrierbare Stoffe (AFS)

39) Abwasserinhaltsstoffe

40) Absetzversuche mit Abwasser und Schlamm

41) Trockenrückstand und Wassergehalt

42) Bestimmung des Trockenrückstandes

43) Glühverlust und Glührückstand

44) Bestimmung des Glühverlustes

45) Biochemischer Sauerstoff BSB5 [mg / l]

46) Verlauf des BSB in Abhängigkeit von der Temperatur

47) Biochemischer Sauerstoffbedarf BSB in der 1.Stufe

48) BSB5-Bestimmung

49) Chemischer Sauerstoffbedarf CSB [mg O2/l]

50) CSB-Bestimmung

51) Organisch gebundener Kohlenstoff TOC [mg/l]

52) Stickstoffverbindungen

53) Anorganische Stickstoffverbindungen

54) Phosphorverbindungen

55) Bestimmung des Schlammindex

56) Bestimmung des Schlammindex

57) Konzentration verschiedener Parameter

58) Ausgangsgrößen für die Bemessung

59) Anforderungen an die Abwasserreinigung

60) Bakterien

61) Eliminationsgrade (Größenklasse 5)

62) Bestimmung von Krankheitserregern im Wasser

63) Bestimmung der Koloniezahl

64) Mesophile Keime auf Endo Agar

65) Bestimmung der Coliformen

66) Coliforme Keime auf Endo Agar

67) Bestimmung von Escherichia Coli


Check up:
  • Möglichkeiten der Probenahme.
  • Begriffe Stichprobe, qualifizierte Mischprobe, zeit- und mengenproportionale Mischprobe erläutern.
  • Indices zum Ort und Zweck der Probenahme.
  • Einteilung der Abwasserinhaltsstoffe.
  • Entfernung der Abwasserinhaltsstoffe.
  • Herkunft der Verschmutzung im häuslichen Abwasser.
  • Bestimmung der gelösten und ungelösten Stoffen des Abwassers.
  • Bestimmungsmethode für die absetzbaren Stoffe (AS).
  • Erläuterung des Begriffes „Summenparameter“ anhand des BSB.
  • Definition BSB und CSB.Bestimmungsmethoden BSB5 und CSB erläutern.
  • Verhältnis CSB/BSB5.
  • Zusammensetzung des TKN im Zufluss einer kommunalen Kläranlage.
  • Anteile des Gesamtstickstoffs im Zu- und Abfluss einer Kommunalen Kläranlage.
  • Wirkung der anorganische Stickstoffkomponenten auf die Umwelt und auf den Menschen.
  • Trockenrückstand (Trockensubstanz) und Glühverlust.
  • Schlammvolumen und Schlammindex bestimmen. Typische spezifische Massenströme in g/(E * d) und Konzentrationen in mg/l des BSB5, CSB, AFS, TKN und P in unbehandeltem Rohabwasser bei einem Abwasseranfall von 200 l/(E * d).

SiWaWi - Vorlesung 2 - 15.4.08 - Grundlagen der Wasserversorgung 2

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1) Grundlagen der Wasserversorgung Teil 2

2) Inhalte der Vorlesung
  • Zusammenfassung der letzten Veranstaltung
  • Lernziele dieser Veranstaltung
  • Wassergewinnung
  • aus Grundwasser
  • aus Oberflächenwasser
  • Vorgaben für die Qualität von Trinkwasser
  • Trinkwasserrichtlinie und Trinkwasserverordnung
  • Untergesetzliche Regelungen (DIN 2000)
  • Bemessungswassermengen für Bauwerke der Wasserversorgung
  • Folgeveranstaltungen im Bereich WASSER

3) W-Elemente des Wasserkreislaufs
  • s. V1/13
  • Verdunstung: Evaporation + Transpiration
  • Versickerung => sie führt zu einem unterirdischen Abfluss
  • oberirdischer Abfluss (Flüsse, Seen)

4) Wasserhaushalt in Deutschland
  • s. V1/14
  • die Gesamtsumme des Niederschlags verteilt sich auf den Abfluss + Verdunstung
  • der Abfluss wiederum verteilt sich auf einen oberirdischen und einen unterirdischen Anteil
  • die Verdunstung besteht aus Evaporation (Oberflächen) und Transpiration (Pflanzen)

5) Wasserhaushaltsgleichung
  • s. V1/15
  • auch Aufgabengebiet der Hydrologie
  • Wasserhaushaltsgleichung für lange und kurze Zeiträume berechnen können

6) Wasservolumen des Planeten Erde
  • s. V1/23
  • Das weltweite Trinkwasservolumen macht nur 0,3% des Gesamtwasservolumens der Erde aus

7) W-Situation in Deutschland
  • s. V1/44
  • in Deutschland ist die Quantität ausreichend, aber die Qualität nimmt ab
  • Belastungen der Trinkwasserressourcen durch Industrie, Landwirtschaft, private Haushalte und weitere Schadstoffeinträge
  • es gibt ca. 188 Mrd m³/a Trinkwasser, die folgende Vewendung finden
  • ungenutzt: 152, 4 (81%)
  • Wärmekraftwerke: 22,5 (12%)
  • Bergbau und verarbeitendes Gewerbe: 7,5 (4,0%)
  • Öffentliche Wasserversorgung: 5,4 (2,9%)
  • Landwirtschaft 0,2 (0,1%)

8) W-Luxus Trinkwasser
  • s. V1/32
  • 1,2 Milliarden Menschen haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser
  • "Zugang" wird noch näher definiert
  • 2,0 Milliarden Menschen haben Wassermangel
  • "Wassermangel" wird noch näher definiert

9) Ziele der Lehrveranstaltung
  • Möglichkeiten der Wassergewinnung kennen,
  • Verfahren der Grundwasseranreicherung kennen,
  • Rechtliche Grundlagen der Trinkwasserversorgung kennen,
  • Wasserschutzgebiete kennen,
  • Bemessungswassermengen für Bauwerke der Wasserversorgung berechnen können.

10) Herkunft des Wassers
  • s. V1/45
  • Wasserarten wie WVU, Grund- und Quellwasser, Uferfiltrat und Obferflächenwasser
  • alle Bundesländer von Deutschland

11) Rohwasserarten
  • s. V1/46
  • unterirdisches Wasser: echtes GW + angereichertes GW
  • oberirdisches Wasser: Talsperrenw. + Flussw. + Seewasserw.

12) Bedeutung des Rohwassers
  • s.V1/47
  • Definitionen von GW, Flussw., Seew. und Talsperrenw. kennen !!!

13) Wasser im Boden

Nennen Sie die vier Bodenzonen und charakterisieren Sie sie !
  • belebte Bodenzone => biologische Tätigkeit durch Mikro- bis Makroorganismen
  • unbelebte Bodenzone => sie besteht aus Sand und Kies, es kommen physikalisch und chemische Wirkungen zum Tragen
  • Grundwasserzone => hier sammelt sich das Grundwasser
  • undurchlässige Schicht => sie besteht aus Ton und Lehm, es handelt sich um bindige Böden
14) Grundwasser

Benennen Sie und charakterisieren sie die Bodenzonen, durch die das Niederschlagswasser versickert
  • Boden => belebt durch Mikro- und Makroorganismen
  • Kapillarsaum =>die Höhe des durch Kapillarkräfte aufsteigenden Grundwassers nennt man Kapillarsaum.
  • Sickerwasser-Zone =>
  • es handelt sich hier um eine ungesättigte Zone
  • hier kann Wasser noch weiter versickern
  • durch physikalische Filtration (Kies und Sand) und chemische Wirkung werden Stoffe wie Mg, Ca, Fe und Mn gelöst
  • GW-Zone =>
  • es handelt sich hier um eine gesättigte Zone
  • Wasser kann nicht mehr weiter versickern
  • der Ca-Gehalt bestimmt den Härtegrad des Wassers
  • undurchlässige Ton- und Lehmschicht
Info: Beschaffenheit des Grundwassers ist abhängig von den geologischen Verhältnissen


15) Definition Grundwasser

Definieren Sie Grundwasser
  • es handelt sich um unterirdisches, stehendes oder bewegtes fließendes Wasser
  • es füllt die Hohlräume der Erdrinde aus
  • beim Durchfließen von Gestein löst das Wasser Mineralien wie Alkalien, Sulfate und Chloride aus
  • deshalb hat jedes Grundwasser je nach geologischem Einzugsgebiet eine andere Beschaffenheit

16) Wasserformen des Wassers

Nennen Sie die verschiedenen Wasserformen

Durch ein Beobachtungsrohr kann man folgende Wasserformen erkennen:
  • verteilt sich gleichmäßig durch alle wasserleitenden Boden- und Gesteinsschichten
  • wandert durch die Schwerkraft nach unten, bis es auf eine wasserführende Schicht trifft
  • trifft es auf eine wasserundurchlässige Schicht nennt man es Schichtenwasser
  • es kommt zu Verklumpungen
  • Grundluft mit Wasserdampf gesättigt
  • es folgt ein Drei-Phasen-Gemisch
  • besteht aus Häutchen- und Porenwinkelwasser
  • sind die Poren kleiner als 10ym kann es durch die Oberflächenspannung entgegen der Schwerkraft gehalten werden
  • Pflanzen nutzen dieses in Trockenzeiten

17) Wasserformen des Bodens

Nennen und charakterisieren sie die vier Wasserformen des Bodens

Sickerwasser
bewegt sich durch die Schwerkraft nach unten bis es auf Grundwasser stößt

Haftwasser
zwischennmolekulare Kräfte halten es gegen die Schwerkraft => adhäsiv

Adsorptionswasser
der Anteil des Haftwassers, der als Wasserfilm (Häutchenwasser) an den Oberflächen der Mineralteilchen des Boden adsorbiert wird.

Kapillarwasser
der Anteil des Haftwassers, der durch Menisken, die sich an den Berührungspunkten der Mineralteilchen bilden, im Boden gehalten wird


18) Gespanntes und ungespanntes Wasser

durch ein Beobachtungsrohr können wir erkennen:

ungespanntes GW:
  • hier wird der Grundwasserstand vor allem durch die Wasserstands-Veränderungen beeinflusst
gespanntes GW:
  • Wenn der Grundwasserleiter von einer wenig oder un-durchlässigen Deckschicht (z.B. aus Feinsand, Schluff oder Lösslehm) überdeckt ist, kann der Grundwasserspiegel bei steigenden Wasserständen nur bis zu dieser Deckschicht ansteigen; ab dieser Höhe liegt dann »gespanntes Grundwasser« vor
  • s.a. Arthesischer Brunnen

19) Grundwasserstockwerke/Bezeichnungen

Zeichnen und benennen Sie die einzelnen GW-Stockwerke

Lehm
  • GW-Nichtleiter
  • oben: Geländeoberfläche
  • unten: GW-Schirmfläche
Sand/Kies
  • GW-Leiter
  • 1. GW-Stockwerk
  • oben: GW-Oberfläche
  • unten: GW-Sohle
Ton
  • GW-Nichtleiter
  • mittig: GW-Druckfläche
Sand
  • GW-Leiter
  • 2.GW-Stockwerk
  • oben: GW-Deckfläche
Ton
  • GW-Nichtleiter
  • GW-Sohle

20) Grundwasserstockwerke
  • Durch die abwechselnden Schichten von Sand und Ton ergeben sich die verschiedenen GW-Stockwerke. Anhand von Bohrungen kann man die Schichten untersuchen.
  • Zwischen Grundwasseroberflächen/-sohlen und Grundwasserdeckflächen entstehen Grundwasserdruckflächen
  • Wasserquellen entstehen durch wasserundurchlässige Tonschichten

21) Eigenschaften des Grundwassers

Nennen Sie fünf Eigenschaften des Grundwassers

Wasserspiegel
  • hat großes Verharrungsvermögen
  • ist träge und hat kaum Schwankungen
bei Entnahme entstehen Absenkungsflächen

kleine Geschwindigkeiten
  • bis 1m/d
  • > Bach und Fluss
  • <>
geringe Schwankungen
  • des Wasserspiegels
  • der Ergiebigkeit
  • der Temperatur
  • optimal für Grundwasserbrunnen
Kaum Schwebstoffe und sonstige Beimengungen
  • s. Bangladesch: giftige, geogene Schwermetalle im Brunnen

22) Echtes und unechtes Grundwasser
  • echtes GW ist nur Sickerwasser
  • unechtes GW ist Sickerwasser + Uferfiltrat

23) Belastungsquellen für Boden und Grundwasser

Nennen Sie sechs Belastungsquellen
  • Deponien => defekte Abdeckungsschichten
  • Unfälle
  • Undichte Kanäle
  • Landwirtschaft => Düngungsmittel und Nährstoffe
  • Kleinkläranlagen => mangelnde Technik, Überlauf
  • Industrie => alte Standorte und Altlasten

24) Gefährdung der Rohwasserressourcen

Nennen und geben Sie Beispiele für die Gefährdung für unterirdisches Wasser

Land- und Forstwirtschaft
  • Düngung
  • Pflanzenschutzmittel/Pestizide
  • Silagebehälter
  • Gülleablagerung
Verkehr
  • Straßen
  • Bahnstrecken
  • Tankstellen
  • Flugplätze
Abwasser
  • Kanalisation
  • Hauskläranlagen
  • Versickerung von Niederschlags- und Abwasser
Deponien/Altlasten
  • alle Arten von Deponien
  • kontaminierte Betriebsflächen
Umgang mit wassergefährdenden Stoffen
  • Lagerung
  • Umschlag
  • Transport
  • Herstellung und Verwendung
Bauwirtschaft
  • Grundwasserhaltungen
  • Bodenverfestigungsmittel
  • Auskiesungen
Oberflächengewässer
  • Infiltration belasteter Oberflächenwässer
  • Staustufen

25) Oberflächenwasser

Abb: Brücke


26) Bedeutung der Rohwasserarten

Geben Sie die Rohwasserarten nach absteigender Qualität an

Grundwasser
  • ist für Trinkwassergewinnung am besten geeignet
  • durch filternde Wirkung der porigen Böden (Sande, Kiese) wird es gereinigt
  • mit zunehmender Klüftung nimmt Reinigungsgrad ab
  • bei langen Fließwegen nimmt es mittlere Bodentemperatur an
  • keimfrei
Talsperren
  • künstliche Sperrung von Tälern
  • Trinkwassertalsperren dienen der Trinkwasserversorgung
  • Rückhaltebecken dienen der Regulierung von Abflussschwankungen von Flüssen
  • Rückhaltebecken dienen als Wasserspeicher für Wasserkraftanlagen
  • Wasserqualität ist wie bei Seen von der Qualität von den Zuflüssen abhängig + Schutzwassermaßnahmen
  • s. Rursee + Talsperren
Seewassergewinnung
  • es eignen sich besonders tiefe nährstoffarme Seen
  • ab 40m Tiefe erfolgt Temperaturausgleich
  • Qualität hängt von den Verunreinigungen aus den Zuflüssen und Uferbereichen ab
  • Nutzung des Sees (Freizeit, gewerblich)
  • nutzbar ist die mittlere jährliche Zufluss abzüglich der Verluste
Flusswasser
  • ist am wenigsten geeignet, da es am stärksten verunreinigt ist

27) Stoffeinträge in Oberflächengewässer

Listen Sie die Belastungsquellen + der Stoffwege, über die sie zu den Oberflächengewässern gelangen !

Worin unterscheiden sie sich im Wesentlichen ?

Es gibt Punktquellen => direkte Messung möglich !

Bei diffusen Quellen => schwer erfassbar !

Punktquellen
  • Kommunale Kläranlagen => Kläranlagenabläufe
  • Industrie (direkt) => industrielle Direkteinträge
  • Bergbaulasten => Direkteinträge
Diffuse Quellen

Landwirtschaft
  • => Hofabläufe
  • => über den Boden

Forstwirtschaft
  • => Boden
Atmosphärische Deposition
  • => atmosphärische Deposition
  • => Boden
  • => befestigte urbane Fläche
Verkehr und Baumaterialien
  • => befestigte urbane Flächen => Trennsysteme
Industrie (indirekt)
  • => befestigte urbane Flächen => Mischsystem
  • => direkt zu Mischsystemen
Haushalte
  • => nicht angeschlossene Haushalte
  • => Mischsysteme
Geogene Flächen => Grundwasser


Schiffahrt => Direkteinträge

***

vom Boden aus:
  • => Erosion
  • => Abschwemmung
  • => Drainagen
  • => Grundwasser
vom Trennsystem aus:
  • => Regenwasserkanäle
  • => unbehandeltes Schmutzwasser (an Kanalisation aber nicht an einer Kläranlage angeschlossen)
vom Mischsystem:
  • => Mischwasserüberlauf
  • => unbehandeltes Mischwasser (an Kanalisation aber nicht an einer Kläranlage angeschlossen)
Quelle: S.Fuchs, U.Scherer (2202)


28) Gefährdung der Rohwasserressourcen

Nennen Sie sieben Gefährdungsquellen für oberirdisches Wasser !

unzureichend gereinigtes Abwasser jeglicher Art

wassergefährdende Stoffe von
  • Umschlag
  • Transport
  • Lagerung
Abfalldeponien
  • Auslaugung
  • oberirdischer Abfluss
Regenwassereintrag von
  • dicht besiedelten Gebieten
  • Straßenflächen
Mischwasserentlastung
=>


Land- und forstwirtschaftliche Gebiete
  • Abschwemmung
  • Anschwemmung
  • Einleitung von Drainwasser
Verunreinigung aus der Luft
  • sauerer Regen
  • Radioaktivität

29) Flusswasserinfiltration und Uferfiltration

Was ist Flusswasserinfiltration und Uferfiltration, und wie wird es gewonnen ?

Schaubild:
  • Das das GW für die Trinkwasserversorgung nicht vollständig ausreicht, wird Flusswasser aufbereitet.
  • Flusswasser stellt somit das Bindeglied zwischen Oberflächen- und Grundwasser dar.
  • Infiltriertes Wasser wird durch Vorklärung von Flusswasser gewonnen.
  • Uferfiltriertes Wasser (=Uferfiltratwasser) ist durch Lehm / Sand / /Kies und Schotter gefiltertes Flusswasser.
  • Beide gelangen durch unterirdische Sammelgalerien zu Horizontalfilterbrunnen.
  • Dort werden sie über ein Wasserwerk zu Hochbehältern hochgepumpt.
  • Durch den kurzen Weg ist es mit unerwünschten org. Spurenstoffen angereichert.

30) Uferfiltratgewinnung

Schaubild:
  • Flusswasser gelangt in den Grundwasserspiegel und fließt ein einer Sollstrecke von größer als 50 Tagen zu einem Bohrbrunnen.
  • Für Sand kann die Strecke kurz sein. von Ton sollte sie länger sein.

31) Angereichertes Gundwasser (= infiltriertes Wasser)

Erklären Sie die Anreicherung von GW
  • Flusswasser gelangt direkt in den Grundwasserpiegel
  • Flusswasser gelangt indirekt über evtl. Vorbehandlung in ein Versickerungsbecken und von dort aus in den Grundwasserspiegel.
  • Ist die weitere Strecke zu den Sammelgalerien/Brunnen zu kurz befinden sich im angereicherten GW nicht abbaubare Toxen und organisches Material.
  • Das gewonne Rohwasser stellt hier unechtes GW dar => unechtes GW ist also angereichertes GW bzw. infiltriertes Wasser

32) Durchlässigkeitsbeiwert

a) In welcher Formel wird der Durchlässigkeitsbeiwert genutzt ?

b) Erklären Sie die einzelnen Komponenten der Formel !

c) Listen Sie möglichst viele Durchlässigkeitsbeiwerte für die verschiedenen Sande und Gesteine auf ! (aufsteigend)


a)
  • der Durchlässigkeitsbeiwert wird im Filtergesetz nach Darcy genutzt !
  • vF = Kf * I
b)
  • vF = Filtergeschwindigkeit [m/s]
  • Kf = Durchlässigkeitsbeiwert [m/s]
  • I = Grundwassergefälle [-] => treibende Kraft
c)
  • schluffige Feinsande => Kf: 10^-5 bis 10^-6
  • sehr feine Sande => Kf: 10^-4
  • Flusssand => Kf: 0,0088
  • feiner Kies => 0,03
  • Mittelkies => 0,0351
Die Filtergeschwindigkeit ist direkt proportional zum Durchlässigkeitswert und dem Grundwassergefälle.


33) Oberflächenversickerung über Becken

Abbildung:

Versickerungsbecken unter Berücksichtigung von vier Schichten
  • Versickerungsbecken
  • B = Beckenbreite
  • ü = Überstauhöhe
  • durchlässige ungesättigte Schicht
  • Sickerkörper mit Luft und Wasser gefüllt
  • ls = Sickerstrecke gekennzeichnet durch Sickerstriche
  • Kf/2
  • Grundwasserspiegel
  • H = Höhe des Grundwasserleiters
  • Kf
  • undurchlässige Schicht

34) Oberflächenversickerung

Geben Sie die Formel für die Oberflächenversickerung an und benennen Sie die einzelnen Komponenten

aus S (=Q) = vF * A und S = vF * I

ergibt sich

S = Kf/2 * I * A

bzw.

S = Kf/2 * (ls + ü) / ls * B * L
  • S (=Q) = Versickerungsmenge
  • Kf = Durchlässigkeitsbeiwert des GW-Leiters [m/s]
  • I = Gefälle [I]
  • A = Filterfläche an der Beckensohle [m²]
  • Is = Länge der Sickerstrecke [m]
  • ü = Überstauhöhe [m]
  • B = Beckenbreite an der Sohle [m]
  • L = Beckenlänge [m]

35) Vergleich von Uferfiltrat und Grundwasser

Nennen Sie fünf Nachteile von Uferfiltrat !

Nennen Sie fünf Vorteile von echtem Grundwasser !

Uferfiltrat
  • Schwankung des Grundwasserspiegels
  • Absenkung verändert sich bei gleichbleibender Entnahme z.B. infolge einer Flussbettverschlammung oder bei Niedrigwasser
  • große zeitliche Temperaturschwankung
  • chemische Beschaffenheit wechselnd
  • bakteriologische Beschaffenheit wechseln, Keimzahl zeitweise hoch
echtes Grundwasser
  • schwankt wenig
  • konstante Höhe bei gleichbleibender Entnahme
  • konstante Temperatur (Bodentemperatur) => keine Jahresschwankungen
  • gleiche Temperatur (na ja, doppelt gemoppelt ;-)
  • nur langfristige Veränderung
  • Keimzahl gering und gleichbleibend

36) Schadstoffe und Krankheitserreger

Nennen Sie fünf negative Folgen von Schadstoffen und Krankheitserregern

aktut toxisch
  • chronisch toxisch
  • kanzerogen (krebserregend)
  • mutagen (erbgutschädigend)
  • teratogen (fruchtschädigend)
  • infektiös
In welche drei große Gruppen werden die human- und ökotoxologischen Schadstoffe eingeteilt ?

organische Stoffe

PAK
  • Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe
  • unvollständige Verbrennung
THM:
  • Trihalomethane
  • Trinkwasserchlorung
  • toxisch und kanzerogen
LHK:
  • leichtflüchtige HalogenKohlenwasserstoffe
  • Lösemittel
PSM:
  • Pflanzenschutzmittel
  • Insektizide
  • Herbizide
  • Fungizide
  • Triazine
  • Harnstoffderivate
  • Organochloropestizide
  • Carbamate
  • Phenoxicarbonsäuren
Anorganische Stoffe

Arsen
  • geogen,
  • toxisch
Blei
  • Hausinstallationen
  • chronisch toxisch
Cadium
  • geogen
  • Industrie
Rauchen
  • chronisch toxisch
Chrom
  • Industrie
  • toxisch
Quecksilber
  • Industrie
  • toxisch
Cyanide
  • Industrie
  • toxisch
Nitrat
  • Landwirtschaft
  • akut und chronisch toxisch

Krankheitserreger

pathogene Bakterien:
  • E.coli (Enteritis, Colitis)
  • Salmonella typhi (Typhus)
  • Shigella (Ruhr)
  • Vibrio cholerae (Cholera)
  • Legionella pneumophila (Pontiac-Fieber und Legionellose)
Viren
  • Enteroviren (Hepatitis)
  • Rotaviren (Colitis bei Säuglingen)
Protozoen (einzellige Tiere)

37) Wesentliche Rohwasser-Qualitätsprobleme

Listen Sie mindestens 10 Gefahren, Belastungen und Verunreinigungen für die Rohwasserqualität auf !
  • Krankheitserreger, bakterielle Inhaltsstoffe
  • organische Inhaltsstoffe, gelöste organische Verbindungen
  • Pflanzenbehandlungs- und Schädlingsbekämpfungsmittel
  • städtische, industrielle und gewerbliche Abwässer
  • hohe Halogenwasserstoff-Konzentration
  • Rückstände von Arzneimitteln
  • Trübstoffe, Algen, Mikroorganismen
  • zu wenig Sauerstoff
  • zuviel Kohlensäure
  • zuviel Stickstoff, Schwefelwasserstoff u.ä. Gase
  • zuviel Eisen und Mangan
  • zuviel Nitrat
Cave: Gefahr durch Krankheitserreger ist immer gegeben !


38) Hirarchie der Wassergesetzgebung

Stellen Sie Wassergesetzgebung von der höchsten Kompetenz absteigend mit Beispielen gesetzlicher und technischer Regelungen
  • EU-Recht:
  1. Wasserrahmenrichtlinie,
  2. Trinkwasserrichtlinie
  • Bundesrecht:
  • Wasserhaushaltsgesetz,
  • Trinkwasserverordnung,
  • Abwasserverordnung
  • Landesrecht:
  • Landeswassergesetz,
  • Landesbauordnungen,
  • Eigenkontroll- und Selbstüberwachungsverordnungen
  • Kommunalrecht:
  • Entwässerungssatzungen
  • Technische Regelwerke:
  • ATV-Regelwerke (Arbeits- und Merkblätter),
  • DIN (EN),
  • VDI/VDE Richtlinien

39) Vorgaben für die Beschaffenheit von Trinkwasser
  • EG-Trinkwasserrichtlinie
  • Richtlinie des Rates der Europäischen Gemeinschaft über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch
  • Trinkwasserverordnung
  • Verordnung über Trinkwasser und über Brauchwasser für Lebensmittelbetriebe
  • DIN 2000 (Zentrale Trinkwasserverordnung)
  • Leitsätze für Anforderung an Trinkwasser sowie den Bau und Betrieb von Anlagen zur
  • Wasseraufbereitung

40) EU-Trinkwasserrichtlinie

Richtlinie 98/83/EG des Rates über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch (98/83/EG) vom 3.November 1998 zuletzt geändert am 29.September 2003
  • Anhang I: Grenzwerte für verschiedene Parameter
  • Anhang II: Überwachung: Häufigkeit der Untersuchungen
  • Anhang III: Qualität der Analysen

41) EU-Trinkwasserrichtlinie

Anhang I: Grenzwerte für verschiedene Parameter

Bakteriologische Parameter

Parameter / Parameterwert (Anzahl / 100ml)
  • Escherichia coli (E.coli) / 0
  • Enterokokken / 0
Für Wasser, das in Flaschen oder sonstigen Behältnissen zum Verkauf angeboten wird, gilt folgendes:
  • E.coli / 0 auf 250ml
  • Enterokokken 0 auf 250ml
  • Pseudomonas aerguinosa 0 auf 250 ml
  • Pseudomonas aerogunisa 0 auf 250 ml
  • Koloniezahl bei 22°C 100 auf 1 ml
  • Koloniezahl bie 37°C 20 auf 1ml ??? warum weniger wenn Temperatur höher ist ???

42) EU-Trinkwasserrichtlinie

Chemie Parameter - Teil I

Parameter -Wert - Einheit (yg/l) - Anmerkung

Acrylamid
Antimon
Arsen
Benzol
Benzo-(a)-pyren
Bor
Bromat
Cadmium
Chrom
Kupfer
Cyanid
1,2-Dichlorethan
Epichloryhdrin
Fluorid - 1,5 - mg/l -


43) EU-Trinkwasserrichtlinie

Chemie Parameter - Teil I

Parameter -Wert - Einheit (yg/l) - Anmerkung


44) Trinkwasserverordnung

Verordnung über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch
TrinkwV 2001) vom 21.5.2001 zuletzt geändert am 21.10.2006

Zweck der Verordnung ist es, die menschliche Gesundheit vor den nachteiligen Einflüssen, die sich aus der Verunreinigung von Wasser ergeben, das für den menschlichen Gebrauch bestimmt ist, durch Gewährleistung seiner Genusstauglichkeit und Reinheit nach Maßgabe der folgenden Vorschriften zu schützen.


45) Anlagen zur Trinkwasserverordnung
  • Anlage 1: Mikrobiologische Parameter
  • Anlage 2: Grenzwerte für chemische Stoffe
  • => Teil I: Chemische Parameter, deren Konzentration sich im Verteilungsnetz einschließlich der Hausinstallation in der Regel nicht mehr erhöht
  • => Teil II: Chemische Parameter, deren Konzentration sich im Verteilungsnetz einschließlich der Hausinstallation ansteigen kann
  • Anlage 3: Indikatorparameter
  • Anlage 4: Umfang und Häufigkeit der Untersuchungen
  • Anlage 5: Spezifikationen für Analyse der Parameter
  • Anlage 6: Mittel für die Aufbereitung in besonderen Fällen

46) Mikrobiologische Parameter

Lfd.Nr. - Parameter - Grenzwert (Anzahl /100ml)
  • 1 - E.coli - 0
  • 2. - Enterokokken - 0
  • 3. Coliforme Bakterien - 0

47) Grenzwerte für chemische Stoffe: Teil I

Lfd.Nr - Parameter - Grenzwert mg/l - Bemerkungen
  • 1 Acrylamid - 0,0001 - Hinweise zum Grenzwert
  • 2 Benzol
  • 3 Bor
  • 4 Bromat
  • 5 Chrom
  • 6 Cyanid
  • 7 1,2 Dichlorethan
  • 8 Fluorid
  • 9 Nitrat
  • 10 Pflanzenschutmittel
  • 11 Pflanzenschutzmittel un Biozidprodukte insgesamt
  • 12 Quecksilber
  • 13 Selen
  • 14 Tetrachlorethen und Trichlorethen

48) Grenzwerte für chemische Stoffe: Teil II

Lfd.Nr - Parameter - Grenzwert mg/l - Bemerkungen
  1. Antimon - 0,005
  2. Arsen
  3. Benzo-(a)-pyren
  4. Blei
  5. Cadmium
  6. Epichlorydrin
  7. Kupfer
  8. Nickel
  9. Nitrit
  10. Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe
  11. Trihalogenmethane
  12. Vinylchlorid

49) DIN 200- Zentrale Trinkwasserversorgung

Anforderungen an Trinkwasserversorgungsanlagen

  1. Geltungsbereich und Zweck
  2. Allgemeines
  3. Anforderung an Trinkwasser
  4. Planung von Trinkwasserversorgungsanlagen
  5. Bau von Trinkwasserversorgungsanlagen
  6. Betrieb von zentralen Trinkwasserversorgungsanlagen
  7. Werkseitige Überwachung von zentralen Trinkwasserversorgungsanlagen

50) Richtlinien und Arbeitsbätter

Rohwasserüberwachungsrichtlinie für NRW verbindlich

DVGW W 251

  • Anforderungen an Rohwasser

DVGW W 254

  • Grundsätze für Rohwasseruntersuchungen

51) Welches Gesetz, welche Richtlinie und Verordnung deckt was ab ?

Zeilen
  • Talsperren
  • Seen
  • Fließgewässer
  • Quellwasser
  • Grundwasser
  • Uferfiltrat
  • angereichertes Grundwasser
Spalten
  • Schutzgebiete
  • Anforderungen an Rohwasser
  • Grundsätze für Untersuchungen von Rohwasser
  • Anforderungen an TW-Versorgungsanlagen
  • Anforderungen an Trinkwasser
Gesetze
  • DGW W101
  • DGW W 102
  • DGW W 103
  • DGW W 254
  • EG Richtlinie 75/440/EWG
  • Rohwasserüberwachungslinie
  • QOTV
  • DIN 2000 Zentrale Trinkwasserverordnung
  • EU-Richtlinie 98/83/EG
  • Trinkwasserverordnung

52) Wasserschutzgebiete

§ 19 Wasserschutzgebiete (WHG)

(1) Soweit es das Wohl der Allgemeinheit erfordert,
  • 1. Gewässer im Interesse der derzeit bestehenden oder künftigen öffentlichen Wasserversorgung vor nachteiligen Einwirkungen zu schützen
oder
  • 2. das Grundwasser anzureichern
oder
  • 3. das schädliche Abfließen von Niederschlagswasser sowie das Abschwemmen und den Eintrag von Bodenbestandteilen, Dünge- oder Pflanzenbehandlungsmitteln in Gewässer zu verhüten, können Wasserschutzgebiete festgesetzt werden.
(2) In den Wasserschutzgebieten können
  • 1. bestimmte Handlungen verboten oder für nur beschränkt zulässig erklärt werden
und
  • 2. die Eigentümer und Nutzungsberechtigten von Grundstücken zur Duldung bestimmter Maßnahmen verpflichtet werden. Dazu gehören auch Maßnahmen zur Beobachtung des Gewässers und des Bodens.

53) Schutzgebietszonen

Einteilung eines Wasserschutzgebietes
  • Das Wasserschutzgebiet umfaßt die unmittelbare Umgebung der Fassungs bzw. Entnahmeanlage und das Einzugsgebiet.
  • Bei Errichtung eines Wasserschutzgebietes kann nicht schematisch vorgegangen werden, weil kaum ein Fall dem anderen gleicht.
  • Der unterschiedlichen Auswirkung der Gefahrenherde nach Art und Ort muß durch eine entsprechende Gliederung des Wasserschutzgebietes in Schutzzonen und durch entsprechende Maßnahmen Rechnung getragen werden.

Einteilung eines Wasserschutzgebietes in Zonen (nimmt zu):

Fassungs- bzw. Entnahmebereich: Zone I

Engere Schutzzone: Zone II

Weitere Schutzzone: Zone III


57) Schutzzonen für eine Trinkwassertalsperre

Zone I
  • Talsperre
  • Horizontalprojektion 100m
Zone II
  • Zuflussgebiet
  • Horizontalprojektion min. 100m
Zone III
  • Siedlung
  • Regenwassergrenze

58) Elemente der Wasserversorgung

Start: Wassergewinnung
  • => Wasseraufbereitung
  • => Wasserspeicherung (f. Druck, Mengenausgleich)
  • => Wasserverteilung auf
  • Haushalte
  • Industrie

59) Jährlicher Wasserverbrauch einer Großstadt

Tagesmittel: 100 * 1000m³/d
Spitzenverbrauch: Tagesmittel + 40%

Qd,max: fs (d) * Qd,mittel = fs(d) * Qy/365

Qd,max: 1,4 * Qd,mittel = 1,4 * Qa/365


60) Tagesspitzenfaktor fs(d)

fs(d) wird von einem logarithmischen Koordinatensystem abgelesen
  • Ordinate: 0-2,5
  • Abzisse: Einwohner von 100 - 10*10^7 Einwohner [E]

65) Bemessungswassermenge

Jahreszeitliche Bedarfschwankungen:
  • Qd,max = fs(d) * Qd,mittel = 1,40 * Qd,mittel (Beispiel)
  • fs(d) = Spitzenfaktor für den maximalen Tagesverbrauch
  • Qd,max = Wasserverbrauch am Spitzentag
  • Qd,mittel = mittlerer Wasserverbrauch im Jahr

Tageszeitliche Bedarfschwankungen
  • Qh,max = fs(h) * Qd,max/24 = 0,095 * Qd,max (Beispiel)
  • fs(h) = Spitzenfaktor für den maximalen Stundenverbrauch
  • Qh,max = Wasserverbrauch in der Spitzenstunde

66) Leitungsbemessung = Quellfassung (Gewinnungsgebiet)

Skizze:

Start: Quellfassung (Gewinnungsgebiet)

=> Rohrleitungen bis zum Speicher => Bemessungen mit Qd,max

=> Rohrleitungen (Weiterleitung) bis zum Versorgungsgebiet => Bemessung mit Qh,max


67) Gesamtsystem der Siedlungswasserwirtschaft

Skizze:

Wir haben vier Quellen:

a) Quelle => direkte Entnahme

b) See => Aufbereitung

c) Uferfiltrat => Aufbereittung

d) Grundwasser => Pumpe

a) bis d) gelangen zum Speicher

von dort aus zu folgenden Orte mit abschließender Rückführung in die Natur

Siedlung
  • Versickerung
  • Regenwasser in die Vorflut
Industrie
  • Regenbecken => Vorflut
  • Regenbecken => Kläranlage => Vorflut
  • Regenbecken => Kläranlage => Schlammbehandlung => Landwirtschaft
  • Regenbecken => Kläranlage => Schlammbehandlung => Verbrennung => Deponie

68) Folgeveranstaltung WASSER

Lehrveranstaltungen
  • Wasserversorgung 1
  • Wasserversorgung 2
  • Naturwissenschaftliche Grundlagen der Wassergütewirtschaft
  • Grundlagen und Umsetzung de EU-WRR
  • Paktikum Gewässergütewirtschaft
  • Organisation der Wassergütewirtschaft
Studiengänge
  • Bau: Studiengang Bauingenieurwesen
  • Ent: Studiengang Entsorgungsingenieurwesen
  • Wirt: Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen
  • AnGeo: Studiengang Angewandte Geographie
  • n.n.b.: noch nicht bestimmt

Check up:
  • Bedeutung der Rohwasserarten,
  • Wasserformen des Bodens,
  • Begriffe aus der Grundwassergewinnung (z. B. Deckfläche, Schirmfläche, Sohle, Nichtleiter u. a.),
  • Eigenschaften des Grundwassers (z. B. kleine Geschwindigkeiten),
  • Unterschiede echtes und unechtes Grundwasser (Skizze anfertigen),
  • Belastungsquellen für Boden und Grundwasser,
  • Schema einer Uferfiltration erläutern und skizzieren
  • Schema einer Grundwasseranreicherung mit Oberflächenwasser erläutern und skizzieren,
  • Vergleich der Eigenschaften von Uferfiltrat und Grundwasser,
  • Wirkungen von Schadstoffen und Krankheitserregern auf den Menschen (z. B. toxisch, mutagen),
  • Beispiele für Stoffeinträge in Oberflächengewässer aus diffusen Quellen und aus Punktquellen,
  • Wesentliche Rohwasser-Qualitätsprobleme,
  • Hierarchie der Wassergesetzgebung,
  • Wasserschutzgebiete, rechtliche Grundlagen, Einteilung,
  • Wasserschutzgebiete bei Grundwasseranlagen und Talsperren