Modifizierte rationale Methode

Die modifizierte rationale Methode ist eine in den USA geläufige Abflussmethode, mit der Volumenströme anstelle eines vollständigen Hyetografen generiert werden. Diese Methode profitiert von der einfachen Bestätigung der Ergebnisse von Hand. Die Methode darf nicht mit der modifizierten rationalen Methode aus Großbritannien verwechselt werden, die zum Generieren von Spitzenvolumenströmen während des Netzentwurfs eingesetzt wird.

Aufgrund ihrer statischen Eigenschaft erfordert diese Abflussmethode keinen dynamischen Niederschlag, und es können eine oder mehrere IDF-Tabellen verwendet werden. Die meisten Entwurfsabflüsse lassen sich ebenfalls nutzen, da sie IDF-Tabellen intern enthalten oder generieren können. Benutzerdefinierter Niederschlag oder Nicht-IDF-Niederschlagstypen (z. B. SCS, langfristig oder beobachtet) stehen für statische Analysen nicht zur Verfügung.

Um eine Dimensionierungsanalyse mit der modifizierten rationalen Methode durchzuführen, müssen zwei Bedingungen erfüllt sein:

• Jeder Zufluss in den zu analysierenden Phasen muss die modifizierte rationale Abflussmethode verwenden.
• Die Analysekriterien müssen auf die statische Methode eingestellt sein, und ein geeigneter Niederschlag muss ausgewählt werden.

Bei dieser Methode wird davon ausgegangen, dass der Durchschnittszeitraum für die Niederschlagsintensität der tatsächlichen Niederschlagsdauer entspricht. Das bedeutet, dass Niederschläge und Abflüsse, die vor und nach dem Durchschnittszeitraum für den jeweiligen Niederschlag auftreten, nicht berücksichtigt werden. Daher wird das erforderliche Speichervolumen für ein bestimmtes Niederschlagsereignis von der modifizierten rationalen Methode möglicherweise unterschätzt.

Anmerkung: Die modifizierte rationale Methode sollte normalerweise in homogenen Entwässerungsgebieten von weniger als 20 Morgen mit einer Konzentrationszeit von unter 20 Minuten genutzt werden.

Anmerkung: Diese Methode ist für Ihre Region möglicherweise nicht verfügbar. Weitere Informationen finden Sie im Thema Regionalisierung.

Multiplikator für fallendes Glied: Die Zeit, die benötigt wird, um nach der Dauer des Ereignisses von der Spitze auf null zurückzufallen. Dieser Wert wird vorgabemäßig auf 1 gesetzt, um eine dreieckige Kurve zu erhalten, kann jedoch erhöht werden, um eine längere Entleerung zu erzielen. In der Regel wird ein Wert von 1.5 verwendet, da er den SCS-Abfluss besser wiedergibt.

Oberflächenversiegelung: Damit wird die undurchlässige Fläche um den angegebenen Wert skaliert. Diese Option kann verwendet werden, um die Vergrößerung städtischer Gebiete oder andere Faktoren zu berücksichtigen. Der Wert wird nur aktiviert (und eingesetzt), wenn die Versiegelung für die Analyse in den Analysekriterien auf die Nutzung von Einzugsgebieten eingestellt ist.

Analyse

Ausführlichere Informationen zu den Berechnungen finden Sie im Dokument Norfolk, Virginia Engineering Calculations (Seiten 5-12 bis 5-17).

Bei diesem Verfahren wird die standardmäßige Gleichung der rationalen Methode verwendet, um einen Spitzenvolumenstrom zu generieren, der dann mit der folgenden Formel in eine Zufluss-Ganglinie umgewandelt wird:

Dabei gilt:

Q = Volumenstrom

Cf = Abflusskoeffizient (Anpassungsfaktor): Berücksichtigt die Reduzierung von Versickerung und anderen Verlusten bei starken Niederschlägen.

C = Abflusskoeffizient

I = Niederschlagsintensität: Ausgewählt aus einer IDF-Tabelle basierend auf der Dauer.

A = Fläche

Die Ganglinie wird dann mithilfe des Multiplikators für das fallende Glied erstellt, und darüber hinaus die Dauer der Spitze oder der Durchschnittszeitraum des Niederschlags (T_d), d. h. die Dauer des Niederschlags vor Beginn des fallenden Glieds (Entleerung). Dieser Wert muss größer oder gleich der Konzentrationszeit sein. Bei gleichem Wert ist die Kurve eine dreieckige Ganglinie.

Die Kurve beginnt bei 0.0 und steigt anschließend bis zum Spitzenvolumenstrom (Wert T_c). Sie verbleibt dann bei dieser Volumenstromrate bis T_d und fällt anschließend basierend auf dem Multiplikator für das fallende Glied * T_c wieder auf null zurück.

Diese Methode zeigt das genaue Verhalten der rationalen Methode, wenn die Dauer der Spitze der Konzentrationszeit entspricht. Wenn Sie die modifizierte rationale Methode nutzen und sie mit dem Abflusstyp Statisch ausführen, erhalten Sie Folgendes:

• Eine dreieckige Ganglinie, wenn die Dauer der Spitze der Konzentrationszeit entspricht.
• Eine trapezförmige Ganglinie, wenn die Dauer der Spitze größer als die Konzentrationszeit ist.

Bilder aus Norfolk, Virginia Engineering Calculations, Abbildung 5-5