Auf der Registerkarte Überhöhung können Sie die Überhöhungsmethode und verschiedene Eigenschaften des Einzugsgebiets in Bezug auf die Entwässerung ändern.
Überhöhungsmethode
Gibt die Methode zur Bestimmung des Niederschlagsabflusses an. Die Auswahl zeigt verschiedene Eigenschaften für die Registerkarte an. Wählen Sie Zeitbereich, Soil Conservation Service (SCS), EPA-SWMM oder Santa Barbara Urban Hydrograph (SBUH) aus.
Anmerkung: Die auf dieser Registerkarte definierten Methoden, Parameter und Einstellungen werden nur für die Entwässerungsanalyse verwendet.
Zeitbereich
Eine Methode zur Abschätzung der Überhöhung durch Unterteilung des Einzugsgebiets in Teilflächen auf der Grundlage der Konzentrationszeit. Die Überhöhung aus den einzelnen Teilflächen wird berechnet und kombiniert, um die Gesamtüberhöhungsganglinie zu erstellen.
Einzugsgebiet-Eigenschaften
- Fläche: Zeigt die berechnete Fläche des Einzugsgebiets an.
- Konzentrationszeit: Zeigt die Summe der berechneten Fließzeitwerte an.
- Berechnungsmethode: Zeigt die Methode der Überhöhungsberechnung an.
- Überhöhungskoeffizient: Gibt den Überhöhungskoeffizienten für das Einzugsgebiet an. Gültige Werte liegen zwischen 0.01 und 1.00. Ein Überhöhungskoeffizient wird verwendet, wenn die Berechnung der Überhöhung mit rationalen Methoden erfolgt.
Soil Conservation Service (SCS)
Eine Methode des Natural Resources Conservation Service (NRCS), vormals Soil Conservation Service (SCS). Der SCS berechnet eine Überhöhungsganglinie durch Konvolution eines Niederschlagsüberschuss-Hyetografen mit einer Einheitsganglinie ohne Dimension. Der Niederschlagsüberschuss wird zunächst mithilfe der Überhöhungsgleichungen nach der SCS-Beiwertmethode für den gesamten Entwurfsabfluss bestimmt. Die Einheitsganglinie stellt eine einzelne Einheit des Niederschlagsüberschusses im Zeitverlauf basierend auf den Einzugsgebiet-Eigenschaften dar.
Einzugsgebiet-Eigenschaften
- Fläche: Zeigt die berechnete Fläche des Einzugsgebiets an.
- Konzentrationszeit: Zeigt die Summe der berechneten Fließzeitwerte an.
- Berechnungsmethode: Zeigt die Methode der Überhöhungsberechnung an.
Allgemeine SCS-Eigenschaften
- Formtypen: Gibt den Formtyp für die SCS-Berechnung an. Wählen Sie entweder Gekrümmt oder Dreieckig aus.
- Formfaktor: Gibt den Formfaktor oder Spitzendurchflussfaktor gemäß NEH-4, Kapitel 16 an. Der typische Wert für eine Ganglinie lautet 484, wobei das Volumen unter der fallenden Seite der dreieckigen Einheitsganglinie dem 1,67-fachen Volumen unter dem ansteigenden Glied der gekrümmten Einheitsganglinie entspricht.
- Anfänglicher Abstraktionstyp: Die anfängliche Abstraktion von der Niederschlagsmenge kann als die geringere Gesamtniederschlagstiefe oder als ein Bruchteil der Niederschlagsmenge dargestellt werden. Geben Sie entweder Tiefe oder Bruch an.
- Anfängliche Abstraktionstiefe: Stellt die geringere Niederschlagstiefe dar.
- Anfänglicher Abstraktionsanteil: Stellt den Anteil der Niederschlagsmenge dar (zwischen 0 und 1).
- Zusammengesetzter Beiwert: Der bei der Berechnung verwendete gewichtete Beiwert (CN). Er wird wie folgt berechnet: CN = (PIMP / 100 * 98) + ((1 - (PIMP / 100)) * PACN)
Dabei gilt:
- PIMP = Prozentsatz der undurchlässigen Fläche
- PACN= Durchlässigkeitsbeiwert
EPA-SWMM
Eine Methode der Environmental Protection Agency Storm Water Management Model (EPA-SWMM) zur Schätzung der Überhöhung, bei der das Einzugsgebiet anhand einer entsprechenden Breite als idealisierter rechteckiger Bereich modelliert wird. Sie modelliert die durchlässigen und undurchlässigen Bereiche separat und berücksichtigt Infiltration und Senkenspeicher.
Einzugsgebiet-Eigenschaften
- Fläche: Zeigt die berechnete Fläche des Einzugsgebiets an.
Allgemeine Überhöhungseigenschaften
- Prozentsatz der undurchlässigen Fläche: Gibt den Prozentsatz eines Einzugsgebiets von harten Oberflächen an, bei dem verhindert wird, dass Wasser in den Boden eindringt.
- Durchschnittliche Neigung (x1): Gibt die Höhe:Neigung im Einzugsgebiet an.
- Entsprechende Breite: Gibt die theoretische Breite eines entsprechenden rechteckigen Einzugsgebiets an.
- Internes Routing: Gibt an, wie der Abfluss zwischen durchlässigen und undurchlässigen Bereichen im Einzugsgebiet verläuft. Wählen Sie eine der folgenden Optionen.
- Zu Durchlässig: Ein bestimmter Teil des Abflusses aus der undurchlässigen Fläche wird in die durchlässige Fläche geleitet.
- Zu Undurchlässig: Ein bestimmter Teil des Abflusses aus dem durchlässigen Bereich kann in den undurchlässigen Bereich mit Senkenspeicher geleitet werden.
- Direkt: Kein internes Routing durch anderen Abdeckungstyp.
- Routing-Prozentsatz: Gibt den Prozentsatz der internen Routing-Methoden Zu Durchlässig und Zu Undurchlässig an.
Undurchlässige Fläche
- Fläche: Zeigt die berechnete undurchlässige Gesamtfläche an: Einzugsgebiet * (Prozentsatz undurchlässig/100).
- Tiefe Senkenspeicher: Gibt die Tiefe des Senkenspeichers im undurchlässigen Teil des Teileinzugsgebiets an. Dieser Wert berücksichtigt die Pfützenbildung nach Niederschlägen.
- n-Wert nach Manning: Gibt den Manning-Rauhigkeitskoeffizienten für den Oberflächenabfluss über den undurchlässigen Teil des Einzugsgebiets an.
- Keine Senke: Gibt den Prozentsatz der undurchlässigen Fläche an, die keinen Senkenspeicher hat.
Durchlässige Fläche
- Fläche: Zeigt die berechnete durchlässige Gesamtfläche an: Einzugsgebiet * ((100 - Prozentsatz undurchlässig)/100).
- Tiefe Senkenspeicher: Die Tiefe des Senkenspeichers im durchlässigen Teil des Einzugsgebiets. Dieser Wert berücksichtigt die Pfützenbildung nach Niederschlägen.
- n-Wert nach Manning: Gibt den Manning-Rauhigkeitskoeffizienten für den Oberflächenabfluss über den durchlässigen Teil des Einzugsgebiets an.
Infiltration
Definiert die Versickerungsmethoden für das Überhöhungsmodell. Wählen Sie Horton-, Green-Ampt- oder SCS-Beiwert.
- Horton
- Berechnungsmethode
- Standard: Basierend auf empirischen Beobachtungen, die zeigen, dass die Versickerung im Verlauf eines langen Niederschlagsereignisses exponentiell von einem anfänglich maximalen Wert auf einen minimalen Wert abnimmt. Zu den Eingabeparametern, die für diese Methode erforderlich sind, gehören die maximale und minimale Versickerungsrate, ein Abbaukoeffizient, der beschreibt, wie schnell die Rate im Laufe der Zeit abnimmt, und die Zeit, die ein vollständig gesättigter Boden benötigt, um komplett auszutrocknen.
- Geändert: Eine modifizierte Version der klassischen Horton-Methode, bei der die kumulative Versickerung, die über die Minimalrate hinausgeht, als Zustandsvariable verwendet wird (anstelle der Zeitdauer entlang der Horton-Kurve), um eine genauere Versickerungsschätzung bei niedrigen Niederschlagsintensitäten zu ermöglichen. Sie verwendet dieselben Eingabeparameter wie die herkömmliche Horton-Methode.
- Maximale Versickerungsrate: Gibt die Maximalrate für die Versickerung an.
- Minimale Versickerungsrate: Gibt die Minimalrate für die Versickerung an.
- Maximales Versickerungsvolumen: Legt die Tiefe fest, die zur Bestimmung des maximalen Versickerungsvolumens aus dem Bereich verwendet wird.
- Abbaukonstante: Gibt die Abbaukonstante an, die auf die Versickerungsrate angewendet wird.
- Trocknungszeit: Gibt die Zeit an, die das Einzugsgebiet zum Trocknen benötigt. Diese beträgt in der Regel 2 bis 14 Tage.
- Green-Ampt
- Berechnungsmethode
- Standard: Es wird davon ausgegangen, dass in der Bodensäule eine klare Benetzungsfront vorhanden ist, die den Boden mit einem anfänglichen Feuchtigkeitsgehalt unten vom gesättigten Boden oben trennt. Die benötigten Eingangsparameter sind das anfängliche Feuchtigkeitsdefizit des Bodens, die hydraulische Leitfähigkeit des Bodens und die Ansaughöhe an der Benetzungsfront. Der Wert zur Behebung des Feuchtigkeitsdefizits während Trockenperioden steht empirisch in Beziehung zur hydraulischen Leitfähigkeit.
- Geändert: Modifiziert das ursprüngliche Green-Ampt-Verfahren, indem das Feuchtigkeitsdefizit in der obersten Oberflächenschicht des Bodens während anfänglicher Perioden mit geringen Niederschlägen nicht abgebaut wird, wie dies bei der ursprünglichen Methode der Fall war. Diese Änderung kann zu einem realistischeren Versickerungsverhalten bei Regenereignissen mit langen Anfangsperioden führen, in denen die Niederschlagsintensität unter der gesättigten hydraulischen Leitfähigkeit des Bodens liegt.
- Ansaughöhe. Gibt die durchschnittliche kapillare Ansaugung des Bodens an.
- Leitfähigkeit: Gibt die gesättigte hydraulische Leitfähigkeit des Bodens an.
- Anfängliches Defizit: Gibt den Unterschied zwischen Bodenporosität und anfänglichem Feuchtigkeitsgehalt an.
- SCS-Beiwert
- Zusammengesetzter Beiwert: Gibt den Überhöhungsbeiwert für den durchlässigen Teil des Einzugsgebiets an, wie in NEH-4 Kapitel 9 beschrieben. Typische Werte variieren von 20 für Bereiche mit hohen Versickerungs- und Interzeptionskapazitäten bis 98 für undurchlässige Flächen. Es handelt sich um eine dimensionslose Zahl, die von der hydrologischen Bodengruppe, dem Überdeckungstyp, der Behandlung, den hydrologischen Bedingungen und den vorausgehenden Feuchtigkeitsbedingungen abhängt. Der gültige Bereich dieser Zahl liegt zwischen 0 und 100.
- Trocknungszeit: Gibt die Zeit an, die das Einzugsgebiet zum Trocknen benötigt. Diese beträgt in der Regel 2 bis 14 Tage.
Santa Barbara Urban Hydrograph (SBUH)
Eine Methode des Santa Barbara Flood Control and Water Conservation District in Kalifornien, mit der auf einfache Weise Überhöhungsganglinien erstellt werden können. Der inkrementelle Niederschlagsüberschuss wird mithilfe der Überhöhungsgleichungen nach der SCS-Beiwert-Methode berechnet. Anstatt bei der SCS-Methode den Einheitsganglinien-Ansatz zu verwenden, wird mit einer Gleichung direkt eine sofortige Ganglinie berechnet, die durch ein imaginäres Reservoir mit einer Zeitverzögerung geführt wird, die der Konzentrationszeit des Einzugsgebiets entspricht.
Allgemeine Eigenschaften
- Fläche: Zeigt die berechnete Fläche des Einzugsgebiets an.
- Konzentrationszeit: Zeigt die Summe der berechneten Fließzeitwerte an.
- Berechnungsmethode: Zeigt die Methode der Überhöhungsberechnung an.
Allgemeine Überhöhungseigenschaften
- Zusammengesetzter Beiwert: Gibt einen dimensionslosen Koeffizienten (zwischen 0 und 100) an, der im Allgemeinen die Abflussmenge mit der Niederschlagsmenge in Beziehung setzt. Dies ist eine Funktion der Bodenüberdeckung oder Landnutzung und basiert manchmal auch auf der Bodenart und der Neigung des Entwässerungsgebiets. Dies ist der durchschnittliche Beiwert für das gesamte Einzugsgebiet, wobei der zusammengesetzte Wert ein gewichteter Durchschnitt basierend auf den jeweiligen Flächen ist.
Rationale und modifiziert rationale Methode
Die rationalen Abflussmethoden werden häufig für die Schätzung des Regenwasserabflusses verwendet. Mit diesen wird der Spitzenabfluss basierend auf der Fläche des Einzugsgebiets, dem Abflusskoeffizienten und der Niederschlagsintensität berechnet, die aus IDF-Niederschlagsdaten (Intensity-Duration-Frequency) abgeleitet werden.
Wichtig: Um IDF-Niederschlagsdaten für die Entwässerungsanalyse zu verwenden, müssen alle Einzugsgebiete im Entwurf mit rationalen oder modifiziert rationalen Abflussmethoden angegeben werden. Wenn ein Einzugsgebiet dynamische Hyetografen-Abflussmethoden enthält, sind IDF-Niederschlagsdatensätze nicht für die Analyse verfügbar.
Allgemeine Eigenschaften
- Fläche: Zeigt die berechnete Fläche des Einzugsgebiets an.
- Konzentrationszeit: Zeigt die Summe der berechneten Fließzeitwerte an.
- Berechnungsmethode: Zeigt die Methode der Überhöhungsberechnung an.
- Überhöhungskoeffizient: Gibt den Überhöhungskoeffizienten für das Einzugsgebiet an. Gültige Werte liegen zwischen 0.01 und 1.00. Ein Überhöhungskoeffizient wird verwendet, wenn die Berechnung der Überhöhung mit rationalen Methoden erfolgt.
Allgemeine Überhöhungseigenschaften
- Berechnungsmethode: Gibt rationale oder modifiziert rationale Berechnungen an.
- Rational. Eine häufig verwendete Berechnung zur Schätzung der Spitzenabflussraten von Regenwasser. Dabei wird der Spitzenabfluss basierend auf der Fläche des Einzugsgebiets, dem Abflusskoeffizienten und der Niederschlagsintensität zum Zeitpunkt der Konzentration berechnet. Dadurch wird eine dreieckige Ganglinie generiert, bei der der Spitzendurchfluss zum Zeitpunkt der Konzentration auftritt und sich basierend auf einem Multiplikator für fallendes Glied darüber hinaus erstreckt.
- Modifiziert rational. Variante der rationalen Methode zur Dimensionierung von Regenwasserspeichern. Die Niederschlagsintensität, die den Spitzendurchfluss bestimmt, basiert auf der Dauer der Spitze. Dadurch wird eine trapezförmige Ganglinie generiert, die zum Zeitpunkt der Konzentration Spitzenwerte erreicht und sich über die Dauer der Spitze erstreckt, wodurch eine genauere Darstellung des Abflussvolumens ermöglicht wird.
- Multiplikator für fallendes Glied. Gibt einen numerischen Faktor an, der zur Bestimmung der Dauer des zurückgehenden Teils einer Niederschlagsganglinie verwendet wird.
- Dauer der Spitze (nur modifiziert rationale Methode). Gibt die maximale Abflussrate während des Ereignisses an. Dieser Wert muss größer oder gleich der Eigenschaft Konzentrationszeit sein.