Neuer Gesamtentwässerungsplan für Münchner Kanalnetz

„Die Ergebnisse der Berechnungen sind nur so gut, wie die Eingangsdaten, auf denen sie basieren“, erklärt Tobias Knödlseder. „Daher haben wir uns entschieden, eine Niederschlag-Abfluss-Schmutzfracht-Messkampagne durchführen zu lassen, die in erster Linie der Kalibrierung des Kanalnetzmodells dient. So können wir die Berechnungsergebnisse an die Messdaten anpassen und erhalten auf diese Weise möglichst realistische Berechnungsergebnisse.“ Durch die Messkampagne lassen sich somit wichtige Eingangsdaten absichern, z.B. Versiegelungs- und Anschlussgrade, die hydraulische Funktion der Regenentlastungen sowie Schmutz- und Fremdwasserkennwerte.

Vor der Durchführung der Messkampagne wurde MSE-intern zusammen mit Prof. Dieter Sitzmann (Wissenschaftliche Beratung für Wasser und Umwelt) zunächst ein Messkonzept entwickelt, das die Größe und Komplexität des Münchner Kanalnetzes berücksichtigt. „Das Kanalnetz der Stadt München ist größtenteils als Mischsystem ausgestaltet“, so Knödlseder. „Es umfasst eine kanalisierte Fläche von etwa 18.000 ha und weist eine Gesamtlänge von ca. 2.400 km auf. Aufgrund einer Vielzahl an netzinternen Überleitungen, Sonderbauwerken und Dükern ist es sehr komplex und vermascht.“ Die Zielsetzung des Konzeptes war, trotz dieser Komplexität ein qualitativ sehr hochwertiges Kanalnetzmodell aufzustellen und möglichst genaue Kenntnisse über die Einzugsgebiete zu erhalten. Dieses Vorhaben konnte nur mit einem Messnetz mit ca. 180 zusätzlichen mobilen Durchfluss-, ca. 50 weiteren Wasserstands- und ca. zehn temporären Niederschlagsmessstellen erreicht werden. Sie sollten die vielen, bereits von der MSE dauerhaft betriebenen Messstellen ergänzen.

Im Rahmen eines europaweiten Vergabeverfahrens für die Niederschlag-Abfluss Schmutzfracht-Messkampagne entschied sich die MSE für die NIVUS GmbH. Diese hatte sich in Bietergemeinschaft mit dem Ingenieurbüro IGM Messen GmbH beworben.

Für die Entscheidung waren wesentlich:

• die Expertise des eingesetzten Personals,
• die Qualität und Verfügbarkeit der Messgeräte (qualitativ hochwertige Niederschlags-, Abfluss- und Wasserstandsmessgeräte in ausreichender Stückzahl),
• die Analyse der Aufgabenstellung (z.B. hinsichtlich der praktischen Abwicklung und der Aufteilung der Projektrollen),
• das Bearbeitungs- bzw. Qualitätssicherungskonzept (Abwicklung von Ein- und Ausbau sowie Betrieb, Wartung und Validierung der Messgeräte, Vorprüfung der Daten auf deren Vollständigkeit, Datenübermittlung, Erstellung von Berichten) und
• die Qualitätssicherung und weitergehende Aufbereitung der Daten durch das Ingenieurbüro.

Nach der Beauftragung führte das NIVUS-Team für Stadthydrologische Messungen zunächst eine ober- und unterirdische Ortsbegehung durch. Die Messorte wurden auf hydraulische Eignung geprüft und für die Messstellen die optimale Sensorik ausgewählt.

Darüber hinaus übernahm NIVUS die folgenden wesentlichen Leistungen:

• Aufstellung eines detaillierten Zeitplans für den Ablauf der Messkampagne, mit einem die gesamte Kampagne begleitenden Soll-Ist-Vergleich in Zusammenarbeit mit dem Ingenieurbüro IGM Messen
• Einbau und Betrieb der Messtellen
• Qualitätssicherung während des Einbaus der Messtellen und bei der Durchführung der Messungen (durch umfangreiche Verifizierungs- und Validierungsmessungen)
• tägliche Datenübermittlung per Funk zum schnellen Erkennen von etwaigen Störungen
• tägliche Vorprüfung der Daten auf Vollständigkeit und Plausibilität vor der Übergabe an den Ingenieurdienstleister
• Zwischendokumentationen (v.a. zur Datenverfügbarkeit) und Abschlussbericht

Für die autarke Durchflussmessung in teilgefüllten Kanälen verbaute NIVUS die Durchflussmessumformer NivuFlow Mobile 750. „Bei vollgefüllten Rohren haben wir für die berührungslose Messung Umformer vom Typ NivuFlow Mobile 600 eingesetzt“, erläutert Holger Hansen, der bei NIVUS für die Durchführung der Messkampagne verantwortlich zeichnete. „Dabei werden die Sensoren von außen auf das Rohr geschnallt.“

Außerdem wurden eingesetzt:

• NivuLevel Mobile, ein Gateway zur Datenübertragung für die berührungslosen und hydrostatischen Füllstandsmessungen
• Niederschlagschreiber inklusive Datenüberwachung

Neben den Messdienstleistungen übernahm NIVUS zudem die Verkehrssicherung. Dazu verwendet der Dienstleister vollausgestattete Einsatzfahrzeuge inklusive Sicherheitstechnik für Verkehr und Arbeitsschutz. Die Überwachung aller Sensoren und Daten erfolgte rund um die Uhr über das Nivus WebPortal und NIVUS lieferte ausführliche Berichte, deren Daten zuvor von eigenen Datenanalysten verifiziert wurden.

Eine wesentliche Herausforderung bei diesem Auftrag an NIVUS bestand darin, die Messgeräte entsprechend dem Messkonzept im Kanalnetz einzubauen und anschließend den Messstellenbetrieb und die stetige Übermittlung der Messdaten in hoher Qualität sicherzustellen. Aufgrund der Größe und Komplexität des Kanalnetzes sowie des sehr ambitionierten Zeitplans waren diese Aufgaben besonders anspruchsvoll. „Wir konnten jedoch von unserem großen Gerätebestand profitieren – und von unserem sehr eingespielten Team mit langjähriger Erfahrung in Messdienstleistungen“, so Thorsten Bayer, Leiter der Abteilung für Stadthydrologische Messungen bei NIVUS. Auch die automatische Datenübertragung und der Fernzugriff auf die Messtechnik waren für das Team von NIVUS von Vorteil.

„Die teils schwierigen Bedingungen im Kanalnetz erforderten von NIVUS nicht nur eine hohe Expertise beim Fachpersonal vor Ort, sondern auch den Aufbau einer sehr guten Kommunikationsstruktur nach außen. Das betraf insbesondere das Betriebspersonal der Münchner Stadtentwässerung aber auch weitere städtische Dienststellen, wie z.B. das Kreisverwaltungsreferat“, ergänzt Tobias Knödlseder von der MSE. Es war notwendig, auf Störungen und Unvorhergesehenes zeitnah zu reagieren und somit Ausfallzeiten bei den Messungen zu minimieren. Dabei war ein hohes Maß an Flexibilität verbunden mit kurzen Reaktionszeiten gefordert. Auch diese Herausforderungen meisterte NIVUS durch die Kombination aus erfahrenem Fachpersonal und flexiblen Web-Lösungen.

Die Messkampagne lieferte präzise Ergebnisse für die zusätzlichen Durchfluss-, Wasserstands- und Niederschlagsmessstellen. Einige der Messstellen wurden zudem zur Gewinnung von Fremdwasserkennwerten über die gesamte Dauer der Kampagne betrieben. Darüber hinaus wurden an ausgewählten Messstellen im Kanalnetz und den Kläranlagenzuläufen durch die Firma Blasy + Mader GmbH Abwasserproben bei Trockenwetter entnommen und damit Schmutzfrachten berechnet. Das Teilprojekt Niederschlag-Abfluss-Schmutzfracht-Messkampagne konnte somit erfolgreich abgeschlossen werden.

Die gewonnenen Messergebnisse lieferten der MSE die geforderten genaueren Erkenntnisse zu Durchflüssen, Wasserständen und Niederschlägen im Stadtgebiet. Sie bilden die Hauptgrundlage für die anstehende Kalibrierung des neuen Kanalnetzmodells.