DE2506126B2 - Regenueberlaufbauwerk - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Regenüberlaufbauwerk, insbesondere in MischkanaSisationsnetzen. mit Zulauf, Regenüberlaufschwclle und gedrosseltem Schmutzwasserablauf.

Um in Mischkanalisationsnetzen einen wirtschaftlichen und für den verhältnismäßig geringen Schmutzwasseranteil bei Trockenwetter fließtechnisch günstigen Kanalquerschnitt zu erreichen, werden Regenüberlaufbauwerke angeordnet, die das Kanalnetz und die an dieses angeschlossene Kläranlage entlasten sollen, indem sie einen Teil des Mischwassers ;n einen als Vorfluter dienenden Fluß oder Bach ab'eiten. Der Kläranlage wird dann nur eine so große Wassermenge zugeführt, wie sie verarbeiten kann.

Es ist ein Regenüberlaufbauwerk der eingangs genannten Art bekannt (»Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik«, Band 1,2. Aufl., 1973, S. 446 und 447), dessen Regenüberlaufschwelle von einem einseitigen Streichwehr gebildet wird. Durch die Drosselung des Schmutzwasserablaufes wird der kritische Mischwasserabfluß aufgestaut, so daß die Wehrkrone erhöht und hierdurch ein zusätzlicher Speicherraum in der vor dem Überlauf liegenden Kanalstrecke geschaffen werden kann. Beim Erreichen der kritischen Mischwassermenge wird das Wehr jedoch wie beim Freispiegelabfluß frei überströmt. Dies hat den Nachteil, daß nicht nur die im Mischwasser schwebenden, sondern vor allem auch alle aufschwimmenden Schmutzstoffe, wie öl und Fett, beim Ansprechen des Regenüberlaufes nicht mehr in die Kläranlage gelangen, sondern unmittelbar in den Vorfluter geleitet werden. Da die Höhe der Wehr-Schwelle bei dem bekannten Regenüberlaufbauwerk unveränderbar ist, kann der vorhandene Speicherraum nicht immer voll ausgenutzt werden, da die Überlaufschwelle bereits Mischwasser in den Vorfluter abführt, sobald der Wassersland die Wehrkrone erreicht. Um eine genügend hohe Leistung zu erzielen, muß die Wehrschwelle im Überlaufbatiwerk auch verhältnismäßig lang sein, oder es muß ein zweiseitiges Streichwehr eingebaut werden, wodurch die Kosten für das Regenüberlaufbauwerk erheblich steigen. Außerdem besteht die Gefahr, daß die Wehrschwelle bei Hochwasser im Vorfluter vom Hochwasser überströmt wird und ein Rückstau im Kanalnetz eintritt, wenn das Gelände es nicht erlaubt, die Wehrschwelle genügend hoch über dem höchsten Hochwasserspiegel anzuordnen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Regenüberlauf so auszubilden, daß auch im Entlastungsfall aufschwimmende Schmutzstoffe nicht in den Vorfluter gelangen können, daß der vor dem Überlauf liegende Stauraumi im Kanalnetz voll ausgenutzt werden kann und daß Wasserspiegelschwankungen oberhalb der Dross;elstrecke im Überlaufbauwerk und indem sich davor bildenden Speicherraum vermindert werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein über der Regenüberlaufschwelle angeordnetes, im Bereich seines oberen Randes gelagertes und an seinem unteren Rand unterstromseitig an der Regenüberlaufschwelle anliegendes, in Abhängigkeit vom oberstromseitigen Wasserstand sich öffnendes und schließendes bewegliches Wehr gelöst.

Diese Ausbildung des Regenüberlaufs hat der Vorteil, daß an der Wasseroberfläche schwimmende Schmutzstoffe, wie öl, Felt, Treibgut od. dgl. zurückgehalten werden, da das oben gelagerte Wehr wie eine Tauchwand wirkt. Bevor sich das bewegliche Wein öffnet, wird der vor dem Regenüberlaufbauwerk befindliche Speicherraum im Kanalnetz unabhängig vom Zufluß voll eingestaut. Bei Erreichen des Stauziele: wird dann das Üherschußwasser unterhalb des Wasser spiegeis im Regenüberlaufbauwerk in den Vorflute abgeschlagen, wenn sich der untere Rand des bewegii chen Wehres von seiner Schließkante abhebt.

Bei Hochwasser im Vorfluter verhindert der bewegii

e;;e Teil des Wehres den Überstau des Kanalneizes. Ferner ist mit hohen beweglichen Wehren, die eine große AbfluBleistung haben, ein hohe.· Stau im Regenüberlaufbauwerk möglich, so dab dieses gegenüber einem Regenüberlaufbauwerk mit fester Überlaufschwelle wesentlich kurzer ausgeführt werden kann. Die beim Regenüberlaufbauwerk aus wirtschaftlichen Gründen zugelassene Überströmungshöhe der festen Wehrschwelle und die Wasserspiegelschwankung oberhalb der Drosselstrecke wird durch den Einbau des beweglichen Wehres erheblich vermindert. Hierdurch wird die durch die Drosselstrecke abgeleitete zusätzliche Wassermenge entsprechend verringert.

Wenn oberhalb des beweglichen Wehres im Überlaufbauwerk nur wenig Platz zur Verfügung steht, ist es zweckmäßig, wenn das bewegliche Wehr an seinem oberen Rand mit Rollen in Schienen quer verschiebbar geführt und mit einem oberstromseitig angeordneten Schließgewicht über Zugmittel verbunden ist. Das Wehr kann sich dann beim offen und Schließen parallel zu sich selbst verschieben, wobei das Schließgewicht dem Wasserdruck auf das bewegliche Wehr entgegenwirkt.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das bewegliche Wehr eine um eine in der Nähe ihres oberen Randes und oberhalb des höchstmöglichen Wasserspiegels verlaufende Schwenkachse schwenkbare Wehrklappe sein. Die Lagerung der Wehrklappe oberhalb des höchsten Wasserspiegels hat den Vorteil, daß die Wartung erleichtert und der Verschleiß der bewegten Teile reduziert wird. Soll die Wehrklappe ohne Fremdenergie selbsttätig arbeiten, ist es vorteilhaft, die Schwenkachse nach Oberstrom im Abstand von der Schließkante zwischen Wehrklappe und Regenüberlaufschwelle anzuordnen, oder die Wehrklappe bzw. das bewegliche Wehr in Schließstellung schräg verlaufen zu lassen. Es ist zweckmäßig, wenn die Schwenkachse der Wehrklappe etwa lotrecht oberhalb der Schließkante verläuft und die Wehrklappe mit einem im Abstand von ihrer Außenfläche angreifenden Schließgewicht versehen ist, welches die Wehrklappe entgegen dem Wasserdruck in ihre Schließstellung drängt.

Um die Öffnungsbewegung des beweglichen Wehres zu unterstützten und dieses auch in seiner Offenstellung wirksam zu stabilisieren, ist es zweckmäßig, a.c Wehrklappe mit einem Schwimmer zu verbinden, der sich mit dem oberstromseitigen Wasserspiegel hebt und senkt. Hierbei kann der Schwimmer mit Hebelarmen an einer Schwimmerwelle gelagert und mit der Wehrklappe über Zahnradsegmente verbunden sein; es ist aber auch möglich, Wehrklappe und Schwimmer nebeneinander an der gemeinsamen Schwenkachse zu lagern.

Anstelle oder zusätzlich zu der Betätigung durch Eigengewicht, Wasserdruck, Schließgewichte oder Schwimmer kann das bewegliche Wehr einen schwimmergesteuerten elektrischen Antrieb aufweisen.

Durch den Einbau der oben über dem höchsten Wasserspiegel gelagerten Wehrklappe kann der in Fließrichtung vor dem Überlaufbauwerk angeordnete Speicherraum unabhängig vom Zufluß voll eingestaut werden, bevor sich die Wehrklappe öffnet und unter Einhaltung des Stauzieles das mechanisch gereinigte Mischwasser aus der durch die Klappenhöhe bestimmten Tiefenzone in den Vorfluter abschlägt. Die Wehrklappe wirkt hierbei durch ihr Eigengewicht und gegebenenfalls ihre außermittige Lagerung dem Wasserdruck entgegen. Erst bei Überschreitung des eingestellten Wasserspiegels wird die Wehrklappe automatisch durch den Wasserdruck geöffnet. Hierbei kann durch Gewichtsveränderung der Wehrklappe und/oder des Klappenhebelarmes jede gewünschte Einstiuhöhe erreicht werden. Durch den Einbau eines Schwimmers wird die jeweilige Klappenstellung sowohl

s beim öffnen als auch beim Schließen zusätzlich angetrieben bzw. stabilisiert.

Die Erfindung wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt bzw. zeigen

Fig. 1 ein Regenüberlaufbecken mit nachgeschaltetem Regenüberlaufbauwerk im Längsschnitt, F i g. 2 den Gegenstand der Fig. I im Grundriß, Fig. 3 einen Teilquerschnitt durch die Regenüberlaufschwelle und das bewegliche Wehr in schematischer Darstellung,

F i g. 4 den Gegenstand der F i g. 3 im Grundriß, Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel in einer der F i g. 3 entsprechenden Darstellung, F i g. 6 den Gegenstand der F i g. 5 im Grundriß, F i g. 7 bis 10 in einem Teilschnitt vier weitere Ausführungsformen einer Regenüberlaufschwelle mit beweglichem Wehr.

In den Figuren ist mit 33 ein Regenüberlaufbecken bezeichnet, das unterirdisch in einem Mischkanalisa-

>5 tionsnetz im Bereich der Kanaltrasse angeordnet ist. Das Regenüberlaufbecken besteht aus einem unterhalb der Geländeoberfläche 30 angeordneten, an den Hauptsammler 32 des Mischkanalisationsnetzes angeschlossenen Speicherbecken 12 und aus dem Regenbö Überlaufbauwerk 14, welches sich Unterstrom an das Speicherbecken 12 anschließt.

Das Regenüberluufbauwerk 14 ist ebenso wie das Speicherbecken 12 unterirdisch im Bereich der Kanaltrasse angeordnet und hat einen Durchströmraum 15, dessen Zulauföffnung 16 an das Speicherbecken 12 angeschlossen ist und dort eine Tauchwand 34 aufweist.

Auf der der Zulauföffnung 16 gegenüberliegenden

Seite des Regenüberlaufbauwerkes ist eine Sehmuizwasserablaufleitung 36 angeschlossen, deren Einlauf durch einen Schieber oder eine Klappe 35 gedrosselt werden kann und die zu der hier nicht dargestellten Kläranlage führt.

Der Durchströmraum 15 des Regenüberlaufbauwerkes 14 wird an einer Seite durch einen Regenüberlauf begrenzt, welcher den Durchströmraum 15 von einem Entlastungskanal 39 trennt, der zu einem hier nicht dargestellten Vorfluter führt. Der Regenüberlauf besteht aus einer festen Regenüberlaufschwelle 37 und einem oberhalb dieser Überlaufschwelle angeordneten beweglichen Wehr.

Bei dem in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das bewegliche Wehr eine im Bereich ihres oberen Randes gelagerte Wehrklappe 38, die im geschlossenen Zustand im wesentlichen senk-

recht steht und mit ihrem unteren Rand unterstromseitig an der Regenüberlaufschwelle 37 anliegt. Am oberen Rand der Wehrklappe 38 sind zwei Arme 17 und 18 angeordnet, mit denen die Wehrklappe 38 außermittig an einer Schwenkachse 52 gelagert ist, welche sich oberhalb des höchsten Wasserspiegels 71 befindet. Neben der Wehrklappe 38 ist an der gleichen Schwenkachse 52 mit Hebelarmen 19 und 20 ein Schwimmer 53 befestigt, der sich mit dem oberstromseitigen Wasserspiegel H hebt und senkt und beim

<i«i Überschreiten des Stauzieles die Wehrklappe 38 öffnet und bei absinkendem Wasserspiegel schließt, indem er als Schließgewicht wirkt, welches den unteren Rand der Wehrklappe 38 gegen die Regenüberlaufschwelle 37

drückt.

Bei dem in den Fig. 5 und b dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Schwimmer 55 mit seinen Hebelarmen 21 und 22 an einer besonderen Schwimmerwelle 54 gelagert und mit Zahnradsegmenten 56 versehen, welche mit entsprechenden Zahnradsegmenten 56 kämmen, welche an Armen 23 und 24 der Wehrklappc 38 angeordnet sind. Die Wehrklappe 38 und der Schwimmer 55 liegen hierbei auf entgegengesetzten Seiten der Schwenkachse 52.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.7 ist das bewegliche Wehr 59 nicht schwenkbar, sondern parallel zu sich selbst verschiebbar. Das obere Ende der Wehrplatte läuft mit Rollen 58 in Schienen 57 und ist über Zugmittel mit einem oberstromseitig angeordneten Schließgewicht 72 verbunden, welches das Wehr 59 bei fallendem Wasserstand in seine Schließlage zieht, in welcher es am unterstromseitigen Rand der Überlaufschwelle 37 anliegt.

Die in den F i g. 8,9 und 10 dargestellten beweglichen Wehre haben einfache Wehrklappen 60 bzw. 61 bzw. 62, die exzentrisch gelagert (F i g. 9 und 10) oder mit einem exzentrisch angeordneten Schließgewicht 72 versehen sind. Die Wehrklappen 60 und 62 verlaufen in Schließstellung schräg und schließen sich unter der Wirkung ihres Eigengewichtes. Die Wehrklappc 61 (Fig.8) verläuft in Schließstellung annähernd lotrecht, wobei ihre Schwenkachse 52 etwa oberhalb der Schließkante angeordnet ist. Die Wehrklappe 61 wird von dem im Abstand von ihrer Außenfläche angreifenden Schließgewicht 72 geschlossen gehalten und ebenso wie die schräg liegenden Wehrklappen 60 und 62 bei steigendem Wasserspiegel von dem von innen auf sie wirkenden Wasserdruck geöffnet. Die Schwenkachsen 52 der Wehrklappen 60,61 und 62 befinden sich ebenso

< wie die Führungsschiene 57 und die Rollen 58 bei dem in F i g. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel oberhalb des höchsten Wasserspiegels 71 im Regenüberlaufbauwerk 14.

Bei einer hier nicht näher dargestellten Ausführungsform kann jede der verschiedenen Wehrklappenarten auch durch einen besonderen Antrieb, beispielsweise durch einen Elektromotor, angetrieben werden, der von einem Schwimmer je nach Wasserstand ein- und ausgeschaltet wird.

is Alle dargestellten und beschriebenen Arten des beweglichen Wehres lassen nur geringfügige Überschreitungen des Slauzieles zu, das in den Zeichnungen mit dem Wasserspiegel 31 angedeutet ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß der bewegliche Teil des Wehres im

Überlaufbauwerk nie überströmt wird und auch die an der Oberfläche schwimmenden Schmutzstoffe der Kläranlage zugeleitet werden. Außerdem gewährleistet die Konstruktion der erfindungsgemäßen Wehre ein rechtzeitiges Schließen, so daß an der Wasseroberfläche schwimmende Verunreinigungen auch bei absinkendem Wasserspiegel nicht in den Vorfluter gelangen können.

Das Regenüberlaufbauwerk kann natürlich auch ir

Verbindung mit Regenrückhaltebecken oder bei ande ren Wasserbauwerken eingesetzt werden, wo es darau ankommt, einen zeitweilig größeren Wasseranfall ir eine Entlastungsanlage abzuleiten.

Hierzu 3 Blntt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Regenüberlaufbauwerk, insbesondere in Mischkanalisationsnetzen, mit Zulauf, Regenüberlaufschwelle und gedrosseltem Schmutzwasserablauf, gekennzeichnet durch ein über der Regenüberlaufschwelle (37) angeordnetes, im Bereich seines oberen Randes gelagertes und an seinem unteren Rand unterstromseitig an der Regenüberlaufschwelle (37) anliegendes, in Abhängigkeit vom oberstromseitigen Wasserstand sich öffnendes und schließendes bewegliches Wehr.

2. Regenüberlaufbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Wehr (59) an seinem oberen Rand mit Rollen (58) in Schienen (57) quer verschiebbar geführt ist und mit einem oberstromseitig angeordneten Schließgewicht (72) über Zugmittel verbunden ist.

3. Regenüberlaufbauwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Wehr eine um eine in der Nähe ihres oberen Randes und oberhalb des höchstmöglichen Wasserspiegels (71) verlaufende Schwenkachse (52) schwenkbare Wehrklappe (38 bzw. 60 bzw. 61 bzw. 62) ist.

4. Regenüberlaufbauwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (52) nach Oberstrom im Abstand von der Schließkante zwischen Wehrklappe (38 bzw. 60 bzw. 62) und Regenüberlaufschwelle (37) angeordnet ist.

5. Regenüberlaufbauwerk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wehrklappe (60 bzw. 62) bzw. das bewegliche Wehr (59) in Schließstellung schräg verläuft.

6. Regenüberlaufbauwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (52) der Wehrklappe (61) etwa lotrecht oberhalb der Schließkante verläuft und daß die Wehrklappe (61) mit einem im Abstand von ihrer Außenfläche angreifenden Schließgewicht (72) versehen ist.

7. Regenüberlaufbauwerk nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wehrklappe (38) mit einem Schwimmer (53 bzw. 55) verbunden ist, der sich mit dem oberstromseitigen Wasserspiegel hebt und senkt.

8. Regenüberlaufbauwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (55) mit Hebelarmen an einer Schwimmerwelle (54) gelagert und mit der Wehrklappe (38) über Zahnradsegmente (56) verbunden ist.

9. Regenüberlaufbauwerk nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Wehrklappe (38) und Schwimmer (53) nebeneinander an der gemeinsamen Schwenkachse (52) gelagert sind.

10. Regenüberlaufbauwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Wehr einen schwimmergesteuerten elektrischen Antrieb aufweist.