Kanalzustandsprognose nach Markov-Ketten

Eine stochastische Kanalzustandsprognose für eine Kanalisation nach homogener Markov-Kette wird vorgestellt. Die Ergebnisse der Prognose zeigen, dass die untersuchten Leitungen ca. 33 Jahre ohne Sanierungsmaßnahmen betrieben werden und eine Lebensdauer von 70 – 75 Jahren erreichen können.

Die zivile Infrastruktur besteht aus Straßen, Autobahnen, Brücken, Abwasser- und Wassersystemen und hat einen entscheidenden Einfluss auf die wirtschaftlich-soziale Entwicklung von Städten und Gemeinden. Die Abwasserkanalnetze mit ihren diversen Bestandsteilen sind unter den infrastrukturellen Anlagen am teuersten und schwierigsten zu renovieren. Jede infrastrukturelle Komponente unterliegt einem Alterungsprozess, der durch Reduzierung des Anlagenrestwertes andauernd begleitet wird. Die Anlagenalterung ist mit solchen Problemen wie Beeinträchtigung oder Verlust der Funktions- und Standsicherheit sowie Dichtheit gebunden. Unbehandelte Rohrbrüche und starke Scherbenbildungen können unter bestimmten Bedingungen zu Baukatastrophen mit gefährlichen Auswirkungen für die Menschen und Umwelt führen. Undichte Abwasserkanäle verursachen Grundwasser- und Bodenverunreinigungen, die rechtliche Konsequenzen haben. Unter Berücksichtigung der technisch-betrieblichen Aspekte müssen die Abwassernetze rechtzeitig renoviert werden, um diese destruktiven Alterungsprozesse zu verlangsamen oder für gewisse Zeiträume zu stoppen. Nachdem die Renovierungsmaßnahmen hohe Kosten hervorrufen und die Kanalnetzbetreiber in der Regel über ein mäßiges Budget verfügen, sollten die Sanierungsplanungen optimiert werden. Für diese Optimierungszwecke stehen viele Kanalzustandsprognosen zur Verfügung, die auf verschiedenen mathematischen Modellen aufbauen. Zu den populärsten mathematischen Instrumenten gehören: Regressionsanalyse, neuronale Analyse, Markov-Ketten oder diverse Verteilungen in Verbindung mit mathematischen Simulationen nach Monte-Carlo Methode. Im Folgenden wird eine Kanalzustandsprognose für Abwasserleitungen aus Steinzeug nach dem Markov-Modell präsentiert. Sie lehnt sich an die Ergebnisse einer optischen Inspektion und daraus resultierende Schadens- und Zustandsklassifikation nach dem Merkblatt ATV M-149 [1] an. Dieses Regelwerk sieht, analog wie die internationalen Standards, fünf Zustandsklassen von der besten Klasse (4) bis zu der schlechtesten (0) vor. Um einen direkten Vergleich mit Ergebnissen von anderen Untersuchungen zu ermöglichen, werden die Zustandsklassen von (5) bis (1) eingeführt. Auf Basis des Markov-Modells können die Änderungen des technischen Kanalzustands abhängig von der Zeit stochastisch prognostiziert werden.Die untersuchten Kanäle aus Steinzeug funktionieren in der bayerischen Gemeinde – Unterhaching, oberhalb des Grundwasserspiegels. Diese Objekte formieren eine repräsentative Stichprobe, die aus 1.200 Kanalhaltungen mit der Gesamtlänge von 40.000m besteht.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasser und Abfall 2017 11 (November 2017)
Seiten: 4
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Dr.-Ing. habil. Andreas Raganowicz

Artikel weiterleiten In den Warenkorb legen Artikel kommentieren


Diese Fachartikel könnten Sie auch interessieren:

Dürre und die öffentliche Wasserversorgung in Baden-Württemberg: Folgen, Umgang und Wahrnehmung
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (11/2020)
In der jüngsten Vergangenheit gab es eine Vielzahl von Dürrefolgen. Auch die öffentliche Trinkwasserversorgung in Deutschland war betroffen. Im Zuge zweier Online-Umfragen beantworteten über 370 Wasserversorger in Baden-Württemberg Fragen zu den Folgen durch Dürre, den Umgang damit sowie die generelle Wahrnehmung von Dürre. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wasserversorgung bisher überwiegend gut aufgestellt war. Die Intensivierung hydrologischer Extreme drängt jedoch zum Erarbeiten lang- und kurzfristiger Maßnahmen für ein Dürremanagement.

Gerechte Verteilung limitierter Wasserressourcen in Entwicklungs- und Schwellenländern
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2020)
In vielen strukturschwachen Regionen der Welt führen limitierte Wasserressourcen zu einer defizitären Wasserversorgung. Da herkömmliche Verteilsysteme für einen bedarfsdeckenden Betrieb konzipiert sind, führt ein nicht bedarfsdeckender Betrieb zu einer hydraulisch bedingten ungerechten Wasserverteilung. Dieser Beitrag beschreibt ein Verteilsystem, das auf Basis einfacher Lösungen auch bei einem nicht bedarfsdeckenden Betrieb eine gerechte Wasserverteilung ermöglicht. Die Umsetzung und Evaluierung erfolgte in einer Karstregion im Norden Vietnams.

Die Havarie am historischen Oberen Schalker Teichdamm im Harz
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2020)
Talsperrenbauwerke müssen bei ihrer Stilllegung ordnungsgemäß zurückgebaut werden, so dass von ihnen keine Gefahr mehr ausgehen kann. In früheren Jahrhunderten wurde diese Sicherheitsmaßnahme nicht immer konsequent durchgeführt. Während des Hochwassers am nordwestlichen Harzrand am 27. Juli 2017 kam es an einem vor über 150 Jahren stillgelegten Dammbauwerk zu einem ungeplanten Anstau. Daraus resultierten ein Dammbruch und nachfolgend eine Flutwelle, die glücklicherweise nur geringe Sachschäden verursacht haben.

Dezentrale Grauwasseraufbereitung mit schwerkraftbetriebenen Membransystemen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (7/2020)
Der Einsatz Neuartiger Sanitärsysteme (NASS) ermöglicht die Verwendung innovativer Aufbereitungstechnologien zur Abwasserbewirtschaftung im urbanen und peripheren Raum. Vorgestellt werden Untersuchungen an einem Membranbioreaktor zur Grauwasserbehandlung mit etwa 700 Einwohnerwerten.

Entwicklung eines multifunktionalen Living-Wall-Systems zur Reinigung und Nutzung von Grauwasser
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (7/2020)
Die Verfügbarkeit von Niederschlagswasser ist nicht vorhersehbar. Grauwasser als Ressource für die Bewässerung bietet sich an. Die Vorteile von Living-Wall-Elementen, Kühlung, Beschattung und Biodiversität können so genutzt werden.

Name:

Passwort:

 Angemeldet bleiben

Passwort vergessen?

Der ASK Wissenspool
 
Mit Klick auf die jüngste Ausgabe des Content -Partners zeigt sich das gesamte Angebot des Partners
 

Selbst Partner werden?
 
Dann interessiert Sie sicher das ASK win - win Prinzip:
 
ASK stellt kostenlos die Abwicklungs- und Marketingplattform - die Partner stellen den Content.
 
Umsätze werden im Verhältnis 30 zu 70 (70% für den Content Partner) geteilt.
 

Neu in ASK? Dann gleich registrieren und Vorteile nutzen...