Anwendungsbeispiel: Umsetzung eines Betriebsplans - Versionsgeschichte

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2020-11-17T11:02:14Z

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	Stauziel: 23.31 Mio. m³/s		Stauziel: 23.31 Mio. m³/s
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	Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird kein Regelabfluss mehr aufrechterhalten.		Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird kein Regelabfluss mehr aufrechterhalten.
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	! Bedingungen		! Bedingungen
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	Übersteigt der Zufluss 0.2 m³/s wird weiterhin eine Abgabe von 0.2 m³/s gefahren.		Übersteigt der Zufluss 0.2 m³/s wird weiterhin eine Abgabe von 0.2 m³/s gefahren.
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	Für einen ausgewählten Zeitpunkt und einem angenommenen Anfangsspeicherinhalt von S<sub>0</sub> = 23000 Tsd. m³ sind in [[:Bild:Theorie_Abb26.~~gif~~\|Abbildung 26]] alle Beziehungen aufgetragen. Zur Veranschaulichung wurde die Funktion für den Hochwasserschutz mit einem anderen y-Achsen Maßstab belegt.		Für einen ausgewählten Zeitpunkt und einem angenommenen Anfangsspeicherinhalt von S<sub>0</sub> = 23000 Tsd. m³ sind in [[:Bild:Theorie_Abb26.png\|Abbildung 26]] alle Beziehungen aufgetragen. Zur Veranschaulichung wurde die Funktion für den Hochwasserschutz mit einem anderen y-Achsen Maßstab belegt.

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	Reduzierung der Bedarfsdeckung auf 80% ab einem Speicherinhalt < 10 Mio. m³. Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird nichts mehr entnommen.		Reduzierung der Bedarfsdeckung auf 80% ab einem Speicherinhalt < 10 Mio. m³. Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird nichts mehr entnommen.
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	Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird kein Regelabfluss mehr aufrechterhalten.		Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird kein Regelabfluss mehr aufrechterhalten.
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	! Bedingungen		! Bedingungen
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	Übersteigt der Zufluss 0.2 m³/s wird weiterhin eine Abgabe von 0.2 m³/s gefahren.		Übersteigt der Zufluss 0.2 m³/s wird weiterhin eine Abgabe von 0.2 m³/s gefahren.
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	{{Navigation\|vorher=Berechungsschema/ Implementierung der Betriebsregeln\|hoch=Betriebsregelkonzept\|nachher=Begriffsdefinitionen}}		{{Navigation\|vorher=Berechungsschema/ Implementierung der Betriebsregeln\|hoch=Betriebsregelkonzept\|nachher=Begriffsdefinitionen}}
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	Am Beispiel der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wehebachtalsperre Wehebachtalsperre] soll die Umsetzung eines Betriebsplanes gemäß den beschriebenen Gesetzmäßigkeiten deutlich gemacht werden.		Am Beispiel der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wehebachtalsperre Wehebachtalsperre] soll die Umsetzung eines Betriebsplanes gemäß den beschriebenen Gesetzmäßigkeiten deutlich gemacht werden.

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	{{Navigation\|vorher=Berechungsschema/ Implementierung der Betriebsregeln\|hoch=Betriebsregelkonzept\|nachher=Begriffsdefinitionen}}		{{Navigation\|vorher=Berechungsschema/ Implementierung der Betriebsregeln\|hoch=Betriebsregelkonzept\|nachher=Begriffsdefinitionen}}
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	Am Beispiel der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wehebachtalsperre Wehebachtalsperre] soll die Umsetzung eines Betriebsplanes gemäß den beschriebenen Gesetzmäßigkeiten deutlich gemacht werden.		Am Beispiel der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wehebachtalsperre Wehebachtalsperre] soll die Umsetzung eines Betriebsplanes gemäß den beschriebenen Gesetzmäßigkeiten deutlich gemacht werden.

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	Reduzierung der Bedarfsdeckung auf 80% ab einem Speicherinhalt < 10 Mio. m³. Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird nichts mehr entnommen.		Reduzierung der Bedarfsdeckung auf 80% ab einem Speicherinhalt < 10 Mio. m³. Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird nichts mehr entnommen.
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	! Bedingungen !! Systemzustandsfunktionen		! Bedingungen !! Systemzustandsfunktionen
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	Rechenvorschrift: Multiplikation		Rechenvorschrift: Multiplikation
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	Rechenvorschrift: Multiplikation		Rechenvorschrift: Multiplikation
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	Stausziel: 22.56 Mio. m³		Stausziel: 22.56 Mio. m³
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	Stauziel: 23.31 Mio. m³/s		Stauziel: 23.31 Mio. m³/s
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	Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird kein Regelabfluss mehr aufrechterhalten.		Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird kein Regelabfluss mehr aufrechterhalten.
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	! Bedingungen		! Bedingungen
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	Übersteigt der Zufluss 0.2 m³/s wird weiterhin eine Abgabe von 0.2 m³/s gefahren.		Übersteigt der Zufluss 0.2 m³/s wird weiterhin eine Abgabe von 0.2 m³/s gefahren.
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	\| Entnahme Wasservers. seit 1.Jan. \|\| 0.750 Mio. m³ \|\| Entnahme Wasserversorgung		\| Entnahme Wasservers. seit 1.Jan. \|\| 0.750 Mio. m³ \|\| Entnahme Wasserversorgung
	\|}		\|}
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Christina am 22. Juli 2019 um 11:45 Uhr

2019-07-22T11:45:40Z

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			{{Navigation\|vorher=Berechungsschema/ Implementierung der Betriebsregeln\|hoch=Betriebsregelkonzept\|nachher=Begriffsdefinitionen}}
	Am Beispiel der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wehebachtalsperre Wehebachtalsperre] soll die Umsetzung eines Betriebsplanes gemäß den beschriebenen Gesetzmäßigkeiten deutlich gemacht werden.		Am Beispiel der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wehebachtalsperre Wehebachtalsperre] soll die Umsetzung eines Betriebsplanes gemäß den beschriebenen Gesetzmäßigkeiten deutlich gemacht werden.

Christina: Die Seite wurde neu angelegt: „Am Beispiel der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wehebachtalsperre Wehebachtalsperre] soll die Umsetzung eines Betriebsplanes gemäß den beschriebenen Gesetzmä…“

2019-06-07T07:42:42Z

Die Seite wurde neu angelegt: „Am Beispiel der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wehebachtalsperre Wehebachtalsperre] soll die Umsetzung eines Betriebsplanes gemäß den beschriebenen Gesetzmä…“

Neue Seite

Am Beispiel der [http://de.wikipedia.org/wiki/Wehebachtalsperre Wehebachtalsperre] soll die Umsetzung eines Betriebsplanes gemäß den beschriebenen Gesetzmäßigkeiten deutlich gemacht werden.

Die Wehebachtalsperre ist ein Mehrzweckspeicher mit den Nutzungen Wasserversorgung und Hochwasserschutz. Zusätzlich ist eine Regelabgabe von 100 l/s in den Unterlauf aufrecht zu halten. Betreiber der Talsperre ist der [http://www.wver.de Wasserverband Eifel-Rur], der weitestgehend für die Trinkwasserversorgung des Großraumes Aachen, der nördlichen Eifelregion und die Bereitstellung von Brauchwasser für mehrere Industriebetriebe verantwortlich ist. Das Einzugsgebiet der Talsperre ist 43,61 km² groß, der mittlere jährliche Zufluss liegt bei 21 Mio.m³, der Speicherausbaugrad beträgt 119,3%. Der Bau des als Steinschüttdamm errichteten Speichers wurde 1983 beendet.

Für die Wehebachtalsperre wurde folgender Betriebsplan aufgestellt:

* ''Kenngrößen der Talsperre:''

:max. Inhalt bis zur Krone: 27,1 Mio. m³
:Inhalt bis zur Hochwasserentlastung: 25,06 Mio.m³
:Stauziel (Normalstauhöhe): siehe Hochwasserschutzräume

* ''Abgabenmenge zur Wasserbereitstellung:''

:Aus der Talsperre erfolgt die Bereitstellung von Trinkwasser für zwei Wasserversorgungsunternehmen. Die Anforderungen der Unternehmen liegen in täglichen Bedarfswerten vor. Für die Wasserbereitstellung gilt, dass zu Trinkwasserzwecken jährlich bis zu 11 Mio.m³ bereitzustellen sind, von denen monatlich jedoch nicht mehr als 2,5 Mio.m³ abgeleitet werden dürfen.

* ''Regelabfluss:''

:Der Regelabfluss soll für eine Mindestwasserführung unterhalb der Talsperre sorgen und ist in Abhängigkeit des Zuflusses wie folgt festgelegt:

:{| cellspacing="0" cellpadding="5"
|   || Zufluss || ≥ 200 l/s || → || Regelabfluss || = || 200 l/s
|-
| 100 l/s ≤ || Zufluss || < 200 l/s || → || Regelabfluss || = || Zufluss
|-
|   || Zufluss || < 100 l/s || → || Regelabfluss || = || 100 l/s
|}

:In jedem Wasserwirtschaftsjahr sind bis spätestens Ende März über einen Zeitraum von 6 Stunden 4 m³/s als Spülwelle an das Unterwasser abzugeben.

* ''Hochwasserschutzräume:''

:Um ausreichenden Hochwasserschutz zu gewährleisten, ist eine zeitlich variable Hochwasserlamelle ausgewiesen. Die untere Grenze der Schutzräume ist als Stauziel definiert.

:{| cellspacing="0" cellpadding="5"
| 1.10. - 31.10. || HW-Schutzraum || = 1.0 Mio. m³ || Stauziel || = 24.06 Mio. m³
|-
| 1.11. - 30.11. || HW-Schutzraum || = 2.75 Mio. m³ || Stauziel || = 22.31 Mio. m³
|-
| 1.12. - 15.1. || HW-Schutzraum || = 4.5 Mio. m³ || Stauziel || = 20.56 Mio. m³
|-
| 16.1. - 31.3. || HW-Schutzraum || = 2.5 Mio. m³ || Stauziel || = 22.56 Mio. m³
|-
| 1.4. - 30.4. || HW-Schutzraum || = 1.75 Mio. m³ || Stauziel || = 23.31 Mio. m³
|-
| 1.5. - 30.9. || HW-Schutzraum || = 1.0 Mio. m³ || Stauziel || = 24.06 Mio. m³
|}

:Das Freimachen der Hochwasserschutzräume erfolgt mit dem zulässigen Höchstabfluss.

* ''Zulässiger Höchstabfluss:''

:Solange die Normalstauhöhe noch nicht erreicht ist, darf nicht mehr als 5 m³/s an das Unterwasser abgegeben werden.

:Wird die Normalstauhöhe überschritten und übersteigt der Zufluss den Höchstabfluss von 5 m³/s, so darf aus dem Grundablass nicht mehr als 5 m³/s abgegeben werden. Der übrige Zufluss ist über die Hochwasserentlastung abzugeben.

* ''Kennlinie der Hochwasserentlastung:''

:Die Kennlinie ist in Form einer X-Y Kurve mit Stützstellen angegeben.

:Die Umsetzung des Betriebsplanes in die oben beschriebene Terminologie verlangt zuerst die Identifikation aller Anforderungen und Nutzungen an die Talsperre und die Definition der ''Abgabenfunktionen''. Die folgenden Angaben dienen nur zur Veranschaulichung des Betriebsregelkonzeptes und erheben nicht den Anspruch auf Vollständigkeit oder genaue Wiedergabe der realen Bedingungen.

* '''''Nutzung:''' Wasserversorgung''

:{| cellspacing="0" cellpadding="5"
| colspan="2" | zeitliche Abhängigkeit: || konstante Abgabenfunktion über das Jahr, Bedarf variabel
|-
| colspan="2" | externe Abhängigkeiten: || ja
|-
|   || 1. aktueller Wasserbedarf [m³/s]: || Faktor1 (Rechenvorschrift: Multiplikation)
|-
|   || 2. Monatliche Bilanz der Entnahmen: || Faktor2 (Rechenvorschrift: Multiplikation)
|-
|   || 3. Jährliche Bilanz der Entnahmen: || Faktor3 (Rechenvorschrift: Multiplikation)
|-
| colspan="2" valign="top" | Abgabe je Zeitschritt: || Berechnung der Nutzung 'Wasserversorgung' durch: 
<code>Abgabe = Faktor1 × Faktor2 × Faktor3 × f(Speicherinhalt)</code>
|}

:{| class="wikitable" cellspacing="0" cellpadding="5" border="1"
|- style="background-color:#CCCCCC;"
! width="300" | Bedingungen
! width="200" | Abgabenfunktionen
|-
| Bedarfsdeckung [%]:

Gültigkeitsdauer: 1. Jan. - 31. Dez.

Erläuterung:

Reduzierung der Bedarfsdeckung auf 80% ab einem Speicherinhalt < 10 Mio. m³. Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird nichts mehr entnommen.
| align="center" | [[Bild:Theorie_Bsp01.gif|thumb|none]]
|- style="background-color:#CCCCCC;"
! Bedingungen !! Systemzustandsfunktionen
|-
| Aktueller Wasserbedarf [m³/s]:

(Faktor 1)

Zeitbezug: aktueller Wert

Rechenvorschrift: Multiplikation
| align="center" | keine Funktion nötig
|-
| Monatliche Bilanz der Entnahmen [-]:

(Faktor 2)

Zeitbezug: Monatliche Bilanz

Gültigkeitsdauer: 1. Jan. - 31. Dez.

Grenzwert: 2.5 Mio. m³

Rechenvorschrift: Multiplikation
| align="center" | [[Bild:Theorie_Bsp02.gif|thumb|none]]
|-
| Jährliche Bilanz der Entnahmen [-]:

(Faktor 3)

Zeitbezug: Jährliche Bilanz

Gültigkeitsdauer: 1. Jan. - 31. Dez.

Grenzwert: 11.0 Mio. m³

Rechenvorschrift: Multiplikation
| [[Bild:Theorie_Bsp03.gif|thumb|none]]
|}

* '''''Nutzung:''' Hochwasserschutz''

:{| cellspacing="0" cellpadding="5"
| zeitliche Abhängigkeit: || ja
|-
| externe Abhängigkeiten: || nein
|-
| valign="top" | Abgabe je Zeitschritt: || Die Abgabe 'Hochwasserschutz' ist in Abhängigkeit des Datums direkt gegeben 
<code>Abgabe = f(Speicherinhalt)</code>
|}

:{| class="wikitable" cellspacing="0" cellpadding="5" border="1"
|- style="background-color:#CCCCCC;"
! width="300" | Bedingungen
! width="200" | Abgabenfunktionen
|-
| Gültigkeitsdauer: 1. Dez. - 15. Jan.

zulässige Maximalabgabe: 5 m³/s

Stauziel: 20.56 Mio m³
| [[Bild:Theorie_Bsp04.gif|thumb|none]]
|-
|Gültigkeitsdauer: 16. Jan. - 31. März

zulässige Maximalabgabe: 5 m³/s

Stausziel: 22.56 Mio. m³
| [[Bild:Theorie_Bsp05.gif|thumb|none]]
|-
| Gültigkeitsdauer: 1. April - 30. April

zulässige Maximalabgabe: 5 m³/s

Stauziel: 23.31 Mio. m³/s
| [[Bild:Theorie_Bsp06.gif|thumb|none]]
|-
| colspan="2" | Für die restlichen Zeiträume ergeben sich die Abgabenfunktionen analog.
|}

* '''''Nutzung:''' Regelabfluss''

:{| cellspacing="0" cellpadding="5"
| colspan="2" | zeitliche Abhängigkeit: || ja
|-
| colspan="2" | externe Abhängigkeiten: || ja
|-
|   || 1. aktueller Zufluss {m³/s]: || Faktor 1 (Rechenvorschrift: Multiplikation)
|-
| colspan="2" valign="top" | Abgabe je Zeitschritt: || Berechnung der Nutzung 'Regelabfluss' durch: 
<code>Abgabe = Faktor × f(Speicherinhalt)</code>
|}

:{| class="wikitable" cellspacing="0" cellpadding="5" border="1"
|- style="background-color:#CCCCCC;"
! width="300" | Bedingungen
! width="200" | Abgabenfunktionen
|-
| Faktor Regelabfluss [-]:

Gültigkeitsdauer: 1. Jan. – 31. Dez.

Erläuterung:

Fällt der Speicherinhalt unter 2 Mio. m³ wird kein Regelabfluss mehr aufrechterhalten.
| [[Bild:Theorie_Bsp07.gif|thumb|none]]
|- style="background-color:#CCCCCC;"
! Bedingungen
! Systemszustandsfunktionen
|-
| Aktueller Zufluss [m³/s]:

(Faktor 1)

Gültigkeitsdauer: 1. Jan. - 31. Dez.

zulässige Maximalabgabe: 5 m³/s

Erläuterung:

Übersteigt der Zufluss 0.2 m³/s wird weiterhin eine Abgabe von 0.2 m³/s gefahren.
| [[Bild:Theorie_Bsp08.gif|thumb|none]]
|}

[[Bild:Theorie_Abb26.gif|thumb|Abbildung 26: Skalierte Abgabenfunktionen]]

Für einen ausgewählten Zeitpunkt und einem angenommenen Anfangsspeicherinhalt von S0 = 23000 Tsd. m³ sind in [[:Bild:Theorie_Abb26.gif|Abbildung 26]] alle Beziehungen aufgetragen. Zur Veranschaulichung wurde die Funktion für den Hochwasserschutz mit einem anderen y-Achsen Maßstab belegt.

{| class="wikitable" cellspacing="0" cellpadding="5" border="1"
|- style="background-color:#CCCCCC;"
! Parameter !! Vorgaben !! wirkt auf:
|-
| Zeitpunkt || 30. Januar || Hochwasserschutz, Wasservers. (Faktor1, Faktor2)
|-
| Anfangsspeicherinhalt || 23.000 Mio. m³ || alle Abgabenfunktionen
|-
| mittlerer Tageszufluss || 0.180 m³/s || Regelabgabe
|-
| mittlerer Wasserbedarf || 0.300 m³/s || Entnahme Wasserversorgung
|-
| Entnahme Wasservers. seit 1.Jan. || 0.750 Mio. m³ || Entnahme Wasserversorgung
|}