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Die Erfindung betrifft ein Entwässerungssystem und eine Rigole.
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Durch das Versiegeln von Flächen wird der Grundwasserhaushalt maßgeblich beeinträchtigt. Darüber hinaus muss das abfließende Oberflächen- bzw. Regenwasser abgeleitet und Kläranlagen zugeführt werden. Eine besondere Herausforderung stellt sich bei Starkregenereignissen, die zu Überschwemmungen mit großen Schäden im städtischen Bereich führen können. Gerade in solchen Extremsituationen muss gewährleistet sein, dass Oberflächen- bzw. Regenwasser sicher abgeleitet werden kann.
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Es ist bekannt, Versickerungseinrichtungen zu verwenden, die das Oberflächen- bzw. Regenwasser in den Boden versickern lassen. Versickerungseinrichtungen, zum Beispiel Rigolen, werden in den Boden eingebaut und können große Volumina von Oberflächenwasser aufnehmen, das dann in den Boden ablaufen kann.
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Aus der
EP 1 764 446 A1 ist bekannt, Regenwasser durch eine unterirdisch zu verlegende Speicherrigole hindurchzuleiten. Zusätzlich soll unterhalb der Speicherrigole eine flüssigkeitsdurchlässige Verteilereinrichtung vorgesehen sein, deren flächige Ausdehnung größer ist als eine Grundfläche der Speicherrigole. Es soll dadurch gewährleistet werden, dass das von der Speicherrigole aufgenommene Wasser über eine große Fläche verteilt wird. Somit wird die Leistung der Speicherrigole erhöht.
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Die vorstehend beschriebene Lösung hat jedoch den Nachteil, dass zum Einbringen der Verteilereinrichtung ein großes Gebiet bautechnisch bearbeitet werden muss. Darüber hinaus ist auch die Leistung der Verteilereinrichtung begrenzt, sodass bei sehr starken Regenfällen Überschwemmungen auftreten können. Darüber hinaus kann die Verteilereinrichtung beim Einbau beschädigt werden, wobei Schäden nicht einfach erkannt werden können und eine Wartung aufwendig ist.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Überschwemmungen bei Starkregenereignissen wirksam vorzubeugen. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, die Wirksamkeit von Versickerungseinrichtungen zu erhöhen. Es ist weiter insbesondere Aufgabe der Erfindung, die Wartung von Entwässerungssystemen zu vereinfachen und zu verbessern. Insbesondere soll es möglich sein, Probleme im Entwässerungssystem frühzeitig zu erkennen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Entwässerungssystem nach Anspruch 1 und eine Rigole nach Anspruch 15.
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Insbesondere wird die Aufgabe gelöst durch ein Entwässerungssystem, Folgendes aufweisend:
- - mindestens eine Versickerungseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Fluid aufzunehmen;
- - eine in Fluidverbindung mit der mindestens einen Versickerungseinrichtung stehende Sammeleinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Fluid der mindestens einen Versickerungseinrichtung aufzunehmen und an ein Fluidsystem abzugeben,
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Dabei ist eine Gatewayeinrichtung vorgesehen, die dazu ausgebildet ist, Sensordaten zu empfangen und an eine Empfangseinheit, insbesondere eine Servereinrichtung, zu senden.
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Ferner ist mindestens ein kommunikativ mit der Gatewayeinrichtung verbundener Sensor, insbesondere ein Umweltsensor, zur Abgabe von Sensordaten vorgesehen.
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Ein Kern der Erfindung ist, dass ein mehrstufiges Entwässerungssystem angegeben wird, bei dem Fluid an eine Sammeleinrichtung weiterleitbar ist, wenn eine Versickerungseinrichtung ausgelastet ist. Ein weiterer Kern der Erfindung ist, dass bei einem solchen mehrstufigen Entwässerungssystem Sensordaten erfasst werden und an eine Empfangseinrichtung bzw. eine Servereinrichtung gesendet werden. Somit können jederzeit die Eigenschaften des Entwässerungssystems überwacht werden.
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Ein Sensor, z.B. ein Umweltsensor, kann beispielsweise als ein Temperatursensor, ein Sedimentsensor, ein Durchflusssensor, ein Wasserstandsensor, ein Salzgehaltsensor, ein Regenmengensensor und/oder als ein Feuchtigkeitssensor ausgebildet sein. Umweltsensoren im Sinne der Erfindung können auch weitere Sensoren sein, z.B. Sensoren zur Bestimmung von Lage, Position, Spannung bzw. Sensoren zur Datenkopplung, etc. Es ist denkbar, verschiedenste Arten von Sensoren zu verwenden.
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Es ist also möglich, eine Vielzahl verschiedener Sensordaten zu erfassen, um eine umfangreiche Überwachung des Entwässerungssystems zu gewährleisten. Insbesondere kann mit den aufgezeichneten Sensordaten ein Regenhotspot erkannt werden, d. h. ein Gebiet in dem besonders viel Regen fällt. Auch ist es möglich, zu erkennen, an welchen Stellen im System sich besonders viel Wasser sammelt. Somit wird es möglich gemacht, gezielte Maßnahmen einzuleiten, um den Systemstatus zu verbessern.
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In einer Ausführungsform kann der mindestens eine Sensor dazu ausgebildet sein, die Sensordaten mit einer im Wesentlichen konstanten Frequenz zu bestimmen und/oder abzugeben.
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Eine im Wesentlichen konstante Frequenz bezeichnet im Rahmen dieser Anmeldung eine Frequenz, die abzüglich einer Messungenauigkeit konstant ist. Eine Messungenauigkeit kann weniger als 10 Prozent, bevorzugt weniger als 5 Prozent und besonders bevorzugt weniger als 1 Prozent des zugrundeliegenden Zeitintervalls umfassen.
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Der mindestens eine Sensor kann somit dazu ausgebildet sein, in gleichmäßigen Zeitintervallen Sensordaten zu bestimmen. Beispielsweise kann das Zeitintervall kleiner gleich ein Tag, kleiner gleich ein halber Tag, kleiner gleich eine Stunde, kleiner gleich 30 Minuten, kleiner gleich eine Minute, kleiner gleich 30 Sekunden oder kleiner gleich 1 Sekund umfassen.
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Dadurch ist es möglich, den mindestens einen Sensor besonders energieeffizient zu betreiben. Die Wahl der Frequenz kann dabei sensorspezifisch sein, da sich verschiedene Umwelteinflüsse langsamer und andere Umwelteinflüsse sich schneller ändern. D.h. die Frequenz mit der Sensordaten durch den mindestens einen Sensor bestimmt und/oder abgegeben werden kann unter Berücksichtigung von Umwelteinflüssen bestimmt sein.
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In einer Ausführungsform kann der mindestens eine Sensor dazu ausgebildet sein, zwischen einer Ruhephase und einer Aktivphase zu schalten, wobei das Bestimmen und/oder Abgeben nur in der Aktivphase ausgeführt werden kann.
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Durch das Umschalten zwischen einer Ruhephase und einer Aktivphase kann weiter Energie eingespart werden und die Dauer zwischen einem Batteriewechsel reduziert werden. Es ist ferner möglich, dass nur jede zweite Aktivphase oder jede dritte Aktivphase Sensordaten abgegeben werden. Zur Zwischenspeicherung kann der mindestens eine Sensor eine Speichereinrichtung aufweisen. Somit kann weiter Energie eingespart werden, da das Abgeben der Sensordaten energieintensiv ist. In einer Ausführungsform kann der mindestens eine Sensor mit der Gatewayeinrichtung über eine drahtlose Verbindung kommunikativ verbunden sein. Beispielsweise können die Gatewayeinrichtung und der mindestens eine Sensor über eine NarrowBand-IoT, eine Bluetooth Low Energy Verbindung oder eine Long Range Wide Area Network Verbindung miteinander kommunikativ verbunden sein. In einer Ausführungsform kann der mindestens eine Sensor mit der Gatewayeinrichtung über eine kabelgebundene Verbindung verbunden sein. Beispielsweise kann eine Ethernet Verbindung vorgesehen sein.
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Der mindestens eine Sensor und die Gatewayeinrichtung können in einer sternförmigen Netzwerktopologie angeordnet sein. Die Gatewayeinrichtung kann in einer Ausführungsform eine SIM-Karte und/oder ein SIM-Modul zur Kommunikation mit der Servereinrichtung umfassen.
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Der mindestens eine Sensor bzw. Umweltsensor kann für das Abgeben der Sensordaten eine Kommunikationseinrichtung aufweisen, die zur drahtlosen und/oder drahtgebundenen Übertragung der Sensordaten ausgebildet sein kann.
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In einer Ausführungsform kann der mindestens eine Sensor in der mindestens einen Versickerungseinrichtung und/oder in der Sammeleinrichtung angeordnet sein, insbesondere zumindest teilweise in einem Wartungsschacht der mindestens einen Versickerungseinrichtung und/oder der Sammeleinrichtung.
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Mit der beschriebenen Ausführungsform wird es möglich, das Innenleben der Versickerungseinrichtung und/oder der Sammeleinrichtung zu überwachen. Somit kann beispielsweise festgestellt werden, ob Wasser nicht mehr abfließt oder ob kein Wasser mehr eintreten kann.
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In einer Ausführungsform kann die mindestens eine Versickerungseinrichtung einen ersten Temperatursensor und die Sammeleinrichtung einen zweiten Temperatursensor aufweisen, wobei die Versickerungseinrichtung und die Sammeleinrichtung bezüglich einer Bodenebene auf unterschiedlichen Tiefenniveaus angeordnet sein können.
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Durch die beschriebene Ausführungsform kann die Bodentemperatur an verschiedenen Tiefenniveaus gemessen werden. Darüber hinaus ist es möglich, die Temperatur von Wasser in unterschiedlichen Tiefenniveaus zu messen. Dies ist insbesondere im Winter vorteilhaft, da bestimmt werden kann, wie tief Bodenfrost reicht.
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In einer Ausführungsform kann der mindestens eine Sensor als ein Sedimentsensor, insbesondere als ein Ultraschallsensor, zur Detektion von Ablagerungen in der mindestens einen Versickerungseinrichtung ausgebildet sein.
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Durch das Vorsehen eines Sedimentsensors zur Detektion von Ablagerungen in der mindestens einen Versickerungseinrichtung kann festgestellt werden, wenn die Versickerungseinrichtung ihre Funktion nicht mehr erfüllen kann. Dadurch kann auf einfache Art und Weise einem Techniker mitgeteilt werden, dass die Versickerungseinrichtung gespült werden sollte. Die Wartung der Versickerungseinrichtung wird dadurch vereinfacht.
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In einer Ausführungsform kann der Sedimentsensor in einem Zugangsschacht der mindestens einen Versickerungseinrichtung angeordnet sein.
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Durch das Vorsehen des Sedimentsensors in einem Zugangsschacht ist eine besonderes einfache Wartbarkeit des Sedimentsensors gewährleistet. Darüber hinaus wird eine Installation vereinfacht. Ferner ist die Anordnung in einem Zugangsschacht vorteilhaft, da von dort aus die gesamte Versickerungseinrichtung überwacht werden kann. Zum Beispiel kann ein Ultraschallsensor das gesamte Innenleben der Versickerungseinrichtung detektieren.
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In einer Ausführungsform kann das Entwässerungssystem mindestens ein Rückstauventil in der Sammeleinrichtung und/oder in einem Fluidsystem, insbesondere einem Abwassersystem, zum Blockieren von rückstauendem Fluid, insbesondere von Abwasser umfassen.
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Bei sehr starken Niederschlägen kann es vorkommen, dass durch eine Überlastung des Fluidsystems ein Rückstau entsteht, sodass Fluid bzw. Abwasser in die Versickerungseinrichtung oder die Sammeleinrichtung eindringen kann. Dies wird effektiv durch ein Rückstauventil in der Sammeleinrichtung oder in einem Fluidsystem verhindert.
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In einer Ausführungsform kann das Entwässerungssystem mindestens eine Entwässerungseinrichtung zum Ableiten von Oberflächen- und/oder Regenwasser umfassen, die in Fluidverbindung mit der mindestens einen Versickerungseinrichtung stehen kann.
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Eine Entwässerungseinrichtung kann insbesondere an der Erdoberfläche vorgesehen sein. Zum Beispiel kann die mindestens eine Entwässerungseinrichtung als eine wasserdurchlässige Bodenplatte oder als ein Entwässerungselement ausgebildet sein, wobei die Bodenplatte und/oder das Entwässerungselement dazu ausgebildet sein kann, an ihrer erdabgewandten Oberfläche mindestens einen Sensor, insbesondere einen Umweltsensor, aufzunehmen.
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Das Entwässerungselement kann derart ausgebildet sein, dass eine Linien- und/oder Punktentwässerung bereitgestellt wird. Hierzu können punktförmige und/oder linienförmige Durchlässe durch das Entwässerungselement vorgesehen sein. Durch diese Durchlässe kann Regenwasser hindurchtreten und somit eine Entwässerung bereitstellen. In einer Ausführungsform können die punkt- bzw. linienförmigen Durchlässe quer zu einer Bodenebene durch das Entwässerungselement verlaufen.
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Eine wasserdurchlässige Bodenplatte bzw. das Entwässerungselement hat den Vorteil, dass Regenwasser effektiv zu der Versickerungseinrichtung geleitet werden kann. Auch bleibt kein stehendes Regenwasser auf der Erdoberfläche zurück. Besonders vorteilhaft ist, wenn ein Sensor, z.B. ein Umweltsensor an der Bodenplatte bzw. an dem Entwässerungselement angebracht werden kann, sodass weitere Informationen, beispielsweise hinsichtlich eines Niederschlags durch Sensordaten erfasst und an die Gatewayeinrichtung übertragen werden können.
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In einer Ausführungsform kann die Bodenplatte und/oder das Entwässerungselement eine Sensoraufnahme umfassen, insbesondere eine Durchgangsbohrung zur Aufnahme eines Sensors und/oder eines Umweltsensors.
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Das Vorsehen einer Durchgangsbohrung in der Bodenplatte ist eine besonders einfache und konstruktiv schnell zu bewerkstelligen Sensoraufnahme. Hierdurch werden die Herstellungskosten gesenkt.
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In einer Ausführungsform kann das Entwässerungssystem eine Servereinrichtung umfassen, die kommunikativ mit der Gatewayeinrichtung verbunden sein kann und dazu ausgebildet sein kann, die Sensordaten zu empfangen.
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Unter einer Servereinrichtung kann auch eine Vielzahl unterschiedlicher Server verstanden werden, die beispielsweise in einem Rechenzentrum angeordnet sein können. Die Kommunikation zwischen Gatewayeinrichtung und Servereinrichtung kann über eine drahtlose Verbindung, zum Beispiel Long Range Wide Area Network, ausgeführt werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass eine drahtgebundene Kommunikation verwendet wird. Hierzu können die Gatewayeinrichtung und die Servereinrichtung entsprechende Kommunikationseinrichtungen aufweisen. Als drahtlose Übertragungsschnittstellen kommen auch unterschiedliche Luftschnittstellen wie LTE, UMTS oder GSM in Betracht.
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In einer Ausführungsform kann die Servereinrichtung eine Recheneinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet sein kann, ein Simulationsmodell unter Verwendung der Sensordaten zu parametrieren und/oder ein Simulationsmodell zu lernen.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn die Servereinrichtung ein Simulationsmodell parametriert bzw. lernt, sodass das Verhalten einer und/oder einer Vielzahl bzw. aller Komponenten des Entwässerungssystems, insbesondere der mindestens einen Versickerungseinrichtung und/oder der Sammeleinrichtung bestimmt bzw. vorhergesagt werden kann. Dabei kann eine Wassermenge pro Zeiteinheit als Eingabeparameter für das Simulationsmodell dienen. Die in der Versickerungseinrichtung vorliegende Wassermenge kann die Ausgabe des Simulationsmodells darstellen. Es ist jedoch auch denkbar, weitere Parameter der Versickerungseinrichtung bzw. der Sammeleinrichtung als Eingabe bzw. als Ausgabe des Simulationsmodells zu bestimmen.
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In einer Ausführungsform kann das Simulationsmodell einen Wasserstand in der mindestens einen Versickerungseinrichtung und/oder in der Sammeleinrichtung in Abhängigkeit von einer Menge von eingeleitetem Fluid, insbesondere von Abwasser angeben.
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Die Aufgabe wird des Weiteren insbesondere gelöst durch eine Rigole zur Verwendung in einem Entwässerungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend
- - ein unteres Rigolenelement;
- - ein oberes Rigolenelement;
- - Abstandselemente, über die das untere und das obere Rigolenelement miteinander verbindbar sind;
wobei mindestens ein am unteren und/oder am oberen Rigolenelement angeordneter Sensor zur Abgabe von Sensordaten vorgesehen ist, insbesondere ein Umweltsensor.
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Die vorstehend beschriebene modular aufgebaute Rigole hat den Vorteil, dass ein Sensor direkt in sie integriert werden kann. Die Herstellung wird durch den modularen Aufbau erleichtert, da der Sensor somit leicht an der Rigole angebracht werden kann. Im Übrigen ergibt sich eine stabile Konstruktion, die besonders geeignet ist, in dem Entwässerungssystem, wie es vorstehend beschrieben wurde, verwendet zu werden.
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Weitere Ausführungsform ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1: ein Entwässerungssystem in einer schematischen Darstellung;
- 2: eine perspektivische Darstellung einer Vielzahl von Rigolenelementen;
- 3: eine Schnittansicht eines Rigolenelements.
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Im Folgenden werden für gleiche oder gleichwirkende Teile dieselben Bezugsziffern verwendet.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Entwässerungssystems 1. Bei Niederschlag wird Regenwasser durch eine Regenrinne 21 aufgenommen und über ein Regenwassersammelrohr 20 an ein Rigolenkörper 10 weitergeleitet. In dem Regenwassersammelrohr 20 ist ein Durchflusssensor 6 angeordnet, der dazu ausgebildet ist, die Menge an durchfließendem Wasser zu bestimmen.
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Der Durchflusssensor 6 ist über eine drahtlose Verbindung mit einer Gatewayeinrichtung 51 verbunden, die an einem Antennenmast 50 angeordnet ist. Zur Übertragung von Sensordaten des Durchflusssensor 6 an die Gatewayeinrichtung 51 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Bluetooth low energy eingesetzt. Der Durchflusssensor 6 ist dazu ausgebildet, in einen Aktivzustand zu schalten, wenn Regenwasser durch das Regenwassersammelrohr 20 fließt. Wenn kein Regenwasser durch das Regenwassersammelrohr 20 fließt, schaltet der Durchflusssensor 6 in einen Passivzustand, in dem keine Sensordaten bestimmt und abgegeben werden. Der Durchflusssensor 6 ist also dazu ausgebildet, einen Volumenstrom anzugeben, d.h. das Volumen von Wasser pro Zeitspanne, welches durch den Querschnitt des Regenwassersammelrohrs 20 fließt.
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Der Rigolenkörper 10 ist mit seiner Oberseite ca. 80 cm unterhalb einer Bodenebene 2 angeordnet. Der Rigolenkörper 10 umfasst Temperatursensoren 11, 11', einen Salzgehaltsensor 12 und einen Sedimentsensor 14. Die Temperatursensoren 11, 11' sind in unterschiedlichen Höhen des Rigolenkörpers 10 an der Innenseite einer seitlichen Wand angeordnet. Somit kann eine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Temperatursensoren 11, 11' bestimmt werden. Der Salzgehaltsensor 12 ist dazu ausgebildet, den Salzgehalt des Wassers, welches durch den Rigolenkörper 10 aufgenommen wird, zu bestimmen.
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Der Rigolenkörper 10 ist über einen Rigolenwartungszugang 13 von oberhalb der Bodenebene 2 erreichbar. Wenn sich in dem Rigolenkörper 10 Schmutzteilchen ablagern, d.h. sich Sedimente bilden, dann kann der Rigolenkörper 10 über den Rigolenwartungszugang 13 gespült werden. Zum Feststellen, ob in dem Rigolenkörper 10 Ablagerungen vorhanden sind, ist in den Rigolenwartungszugang 13 ein Sedimentsensor 14 vorgesehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Sedimentsensor 14 als ein Ultraschallsensor 14 ausgebildet. Der Ultraschallsensor 14 kann z.B. messen, ob ein den Rigolenkörper 10 umgebenes Schutzelement, das vor eindringendem Erdreich schützt, zugesetzt oder noch wasserdurchlässig ist.
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Sämtliche Sensoren 11, 11', 12 und 14 des Rigolenkörpers 10 sind dazu ausgebildet, Sensordaten an die Gatewayeinrichtung 51 abzugeben.
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Wenn der Rigolenkörper 10 mit Wasser gefüllt ist, dann läuft überlaufendes Wasser durch die Verbindungsleitung 5 in eine Sammeleinrichtung 30. In der Verbindungsleitung 5 ist ein weiterer Durchflusssensor 6' angeordnet, der Sensordaten bezüglich der durchfließenden Wassermenge an die Gatewayeinrichtung 51 sendet.
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In der Sammeleinrichtung 30 wird nicht nur überlaufendes Wasser des Rigolenkörpers 10 sondern auch eines Rigolenkörpers 40 gesammelt. Der Rigolenkörper 40 ist mit seiner Oberseite ca. 40 cm unterhalb der Bodenebene 2 angeordnet. Oberhalb des Rigolenkörpers 40 ist eine Bodenplatte 9 vorgesehen, die wasserdurchlässig ausgestaltet ist. Von oben durch die Bodenplatte 9 durchdringendes Regenwasser wird von dem Rigolenkörper 40 aufgenommen. Der Rigolenkörper 40 umfasst ebenfalls einen Temperatursensor 41 und einen Salzgehaltsensor 42. Ferner verfügt der Rigolenkörper 40 über einen Sedimentsensor 44, der in einen Rigolenwartungszugang 43 angeordnet ist. Darüber hinaus verfügt der Rigolenkörper 40 über ein Wasserstandsensor 45, der einen aktuellen Wasserstand in dem Rigolenkörper bestimmt und als Sensordaten an die Gatewayeinrichtung 51 überträgt.
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Das Vorsehen eines Salzgehaltsensor 42 in dem Rigolenkörper 40 ist vorteilhaft, da im Winter Gehwege häufig mit Salz schneefrei gehalten werden und dadurch das Abwasser einen erhöhten Salzgehalt aufweist. Um eine Überlastung des Grundwassers mit Salz zu vermeiden, muss der Salzgehalt des Wassers, welches in den Boden eingeleitet wird, regelmäßig gemessen werden.
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Überlaufendes Wasser des Rigolenkörpers 40 wird über eine Verbindungsleitung 5" an die Sammeleinrichtung 30 geleitet. In dem Verbindungsrohr 5" ist ein weiterer Durchflusssensor 6" vorgesehen, der eine Durchflussmenge an Wasser durch das Verbindungsrohr 5" bestimmt und als Sensordaten an die Gatewayeinrichtung 51 sendet.
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Die Sammeleinrichtung 30 umfasst einen ersten Temperatursensor 31 und einen zweiten Temperatursensor 31', die an unterschiedlichen Höhen an der Seitenwand der Sammeleinrichtung 30 angeordnet sind. Darüber hinaus ist ein Salzgehaltsensor 32 vorgesehen, der zur Bestimmung des Salzgehalts des in der Sammeleinrichtung 30 gesammelten Abwassers vorgesehen ist. Darüber hinaus ist ein Wasserstandsensor 33 vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, den Wasserstand in der Sammeleinrichtung 30 zu bestimmen.
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Überlaufendes Abwasser der Sammeleinrichtung 30 wird über ein Verbindungsrohr 5' an eine Abwasserleitung 4 weitergeleitet und somit beispielsweise einem öffentlichen Abwassersystem zugeführt.
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Um zu verhindern, dass bei starken Regenfällen ein Rückstau in dem Abwassersystem bzw. in der Abwasserleitung 4 zu einem Eindringen von Fäkalien und anderen Abwasser in das Grundwasser führt, ist in der Sammeleinrichtung 30 ein Rückstauventil 34 an der Öffnung des Verbindungsrohes 5' vorgesehen, welches dazu ausgebildet ist, bei einem Rückstau in dem Verbindungsrohr 5' zu schließen, sodass kein Abwasser aus der Abwasserleitung 4 in die Sammeleinrichtung 30 eindringen kann. Um die Sicherheit vor rückstauendem Abwasser zu erhöhen, ist ebenfalls an dem Ende des Abwasserrohrs 5', welches die Verbindung zur Abwasserleitung 4 erstellt, eine weiteres Rückstauventil 8 vorgesehen.
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Die Sammeleinrichtung 30 umfasst ferner eine Bodenbefeuchtungseinheit 35, über die Abwasser an größere Pflanzen, wie beispielsweise ein Baum 3, abgegeben werden kann. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls ein Feuchtigkeitssensor 7 in der Nähe des Baums 3 vorgesehen, der eine Bodenfeuchte bestimmt und als Sensordaten an die Gatewayeinrichtung 51 überträgt. In einem Ausführungsbeispiel kann es möglich sein, die Bodenbefeuchtungseinheit 35 zu sperren, wenn der Boden um den Baum 3 bereits sehr feucht ist. Hierzu kann ein Sperrventil vorgesehen sein, welches über einen Aktuator steuerbar ist.
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An dem Antennenmast 50 ist neben der Gatewayeinrichtung 51 und einer Antenne 52 ein Wassermengensensor 53 vorgesehen, der dazu ausgebildet ist, eine Niederschlagsmenge zu bestimmen. Die Gatewayeinrichtung 51 ist kommunikativ mit der Antenne 52 verbunden, um die Sensordaten an die Servereinrichtung 60 zu übertragen.
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Die Servereinrichtung 60 umfasst eine Kommunikationseinrichtung zum Empfang der Sensordaten. Darüber hinaus verfügt die Servereinrichtung 60 über eine Recheneinrichtung, mit der die Sensordaten analysiert und verarbeitet werden können. So ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass die Sensordaten verwendet werden, um Simulationsmodelle zu parametrieren bzw. zu trainieren/lernen. Ein Simulationsmodell kann beispielsweise für jedes der Elemente, wie den Rigolenkörpern 10, 40 sowie der Sammeleinrichtung 30 vorgesehen sein.
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Ein Simulationsmodell kann in einem Ausführungsbeispiel als eine einfache Funktion, wie beispielsweise ein Polynom ausgebildet sein, wobei unter Verwendung der Simulationsdaten die Parameter der Funktion, z.B. der Grad des Polynoms und/oder die Koeffizienten des Polynoms, bestimmt werden. In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann es sich bei einem Simulationsmodell um ein künstliches neuronales Netzwerk oder einen anderen Klassifikator handeln.
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Es ist ferner möglich, genaue Angaben über die Funktionsfähigkeit des Entwässerungssystems 1 zu erhalten. Beispielsweise kann unter Verwendung der Wasserstandsensoren 33, 45 festgestellt werden, ob einzelne Elemente des Entwässerungssystems überlastet sind. Auch kann bestimmt werden, wie viel Wasser noch aufnehmbar ist. Dabei können auch die Sensordaten der Sedimentsensoren 14, 44 berücksichtigt werden, da bei Vorhandensein von Ablagerungen in der Sammeleinrichtung 30 oder den Rigolenkörpern 10, 40 die aufzunehmende Menge an Wasser reduziert ist.
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Die Simulationsdaten und/oder die Ergebnisse der Simulationsmodelle können über eine Kommunikationseinrichtung an ein mobiles Endgerät 61 übertragen werden. Hierzu kann auf dem Server 60 ein Webserver ausgeführt werden, über den das mobile Endgerät 61 auf die Sensordaten bzw. die Daten des Simulationsmodells zugreifen kann. Bei dem mobilen Endgerät 61 kann es sich um ein Smartphone oder auch um einen PC, Laptop oder ein Tablett handeln. Es ist ebenso vorgesehen, dass auf dem mobilen Endgerät 61 eine Applikation ausgeführt wird, die über eine API auf die auf dem Server 60 gespeicherten Daten zugreift.
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So ist es möglich, dass ein Servicetechniker mit seinem Smartphone 61 aktuelle und prognostizierte Daten über das Entwässerungssystem 1 empfangen kann und demnach entsprechende Wartungsmaßnahmen einleiten kann. Hierfür können die Sensordaten in einem Dashboard dargestellt werde, das eine übersichtliche Darstellung der wichtigsten Kennzahlen umfasst. Darüber hinaus ist es möglich, dass sich Bürger einer Stadt über mögliche Überschwemmungen in einem bestimmten Gebiet informieren können. Es ist ferner möglich, dass der Server 60 Warnmeldungen in Form von Push Nachrichten, zum Beispiel einer E-Mail, einer SMS oder einer sonstigen Nachricht an Nutzer mobiler Endgeräte 61 sendet.
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Die 2 zeigt ein möglichen Rigolenkörper 10. Der Rigolenkörper 10 umfasst in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein oberes Rigolenelement 18 und ein unteres Rigolenelement 17. Die Rigolenelemente 17, 18 sind kegelstumpfartig ausgebildet und spiegelbildlich aufeinandergestapelt. Die Rigolenelemente 17, 18 sind über Abstandselemente 19 lösbar miteinander verbunden. Mehrere Rigolenelemente bilden zusammen einen Rigolenkörper 10 bzw. eine Rigole 10, der bzw. die u.a. durch Rigolenwandelemente 15 und Rigolendeckenelemente 16 begrenzt wird. Im eingesetzten Zustand, d. h. im eingebuddelten Zustand, ist um den Rigolenkörper 10 eine wasserdurchlässige Folie, zum Beispiel ein Fließ, gewickelt, um den Rigolenkörper vor eindringenden Erdreich zu schützen.
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Die 3 zeigt einen Rigolenkörper 10, der unterhalb einer Bodenplatte 70 angeordnet ist. Die Bodenplatte 70 ist wasserdurchlässig ausgebildet. Hierzu sind kleine Lochbohrungen durch die Bodenplatte 70 vorgesehen, die vertikal zur Bodenebene verlaufen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist in einer dieser Bohrungen ein Feuchtigkeitssensor 72 angeordnet. Der Feuchtigkeitssensor 72 ist ferner dazu ausgebildet, festzustellen, ob die Oberfläche der Bodenplatte 70 feucht ist. Der Feuchtigkeitssensor 72 ist dazu ausgebildet, Sensordaten an eine Gatewayeinrichtung, beispielsweise die Gatewayeinrichtung 51, zu übertragen.
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Neben den Bohrungen vertikal zur Bodenebene 2 weist die Bodenplatte 70 Längsbohrungen 71 auf, die parallel zur Bodenebene verlaufen und einen Durchmesser von ca. 2/3 der Höhe der Bodenplatte 70 aufweisen. Durch diese Längsbohrungen 71 können einerseits Kabel verlegt werden und andererseits kann Abwasser geleitet werden.
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Unterhalb der Bodenplatte 70 ist ein Rigolenkörper 10 angeordnet, der im Wesentlichen dem Rigolenkörper 10 der 1 und 2 entspricht. Der Rigolenkörper 10 der 3 weist einen Temperatursensor 11 und einen Salzgehaltsensor 12 auf. Der Temperatursensor 11 ist an der Unterseite des Rigolendeckenelements 16 lösbar befestigt, zum Beispiel unter Verwendung einer Clipverbindung. Der Salzgehaltsensor 12 ist auf der Oberseite eines Rigolenbodenelements 16' lösbar befestigt, insbesondere unter Verwendung einer Clipverbindung.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Entwässerungssystem
- 2
- Bodenebene
- 3
- Vegetation/Baum
- 4
- Abwasserleitung
- 5, 5', 5"
- Verbindungsleitung
- 6, 6', 6"
- Durchflusssensor
- 7
- Feuchtigkeitssensor
- 8
- Rückstauventil
- 9
- Bodenplatte
- 10
- Rigolenkörper
- 11, 11'
- Temperatursensor
- 12
- Salzgehaltsensor
- 13
- Rigolenwartungszugang
- 14
- Sedimentsensor
- 15
- Rigolenwandelement
- 16, 16'
- Rigolendeckenelement/Rigolenbodenelement
- 17
- unteres Rigolenelement
- 18
- oberes Rigolenelement
- 19
- Abstandselement
- 20
- Regenwassersammelrohr
- 21
- Regenrinne
- 30
- Sammeleinrichtung
- 31, 31'
- Temperatursensor
- 32
- Salzgehaltsensor
- 33
- Wasserstandsensor
- 34
- Rückstauventil
- 35
- Bodenbefeuchtungseinheit
- 40
- Rigolenkörper
- 41
- Temperatursensor
- 42
- Salzgehaltsensor
- 43
- Rigolenwartungszugang
- 44
- Sedimentsensor
- 45
- Wasserstandsensor
- 50
- Antennenmast
- 51
- Gateway
- 52
- Antenne
- 53
- Wassermengensensor
- 60
- Server
- 61
- mobiles Endgerät
- 70
- Bodenplatte
- 71
- Längsbohrung
- 72
- Feuchtigkeitssensor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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