Ausgangslage

Jede Änderung des Betriebszustands führt zu Druckschwankungen im Trinkwassernetz der Stadt Basel. Sind diese Druckschwankungen zu gross, so können erhebliche Schäden an den Anlagen entstehen. Bei Unterdruck ist die Trinkwasserhygiene beeinträchtigt, bei hohem Druck ist die Zerstörung von Rohrleitungen oder Armaturen möglich. Die Druckschwankungen sollen sich deshalb innerhalb vorgegebener Grenzen bewegen.

Druckstoss kann durch folgende Vorgänge ausgelöst werden:

  • Pumpenausfall und Pumpenstart
  • Schliessende oder öffnende Armaturen
  • Drehzahländerung
  • Rohrleitungsbruch

Auftrag

Im Rahmen des Neubaus der Pumpstation Lange Erlen mit einer Förderkapazität von 1'200 l/s wurden Massnahmen zur Eingrenzung von Druckstössen untersucht. Ein Windkessel mit gelochter Rückschlagklappe bringt einen effektiven Schutz des Rohrleitungsnetzes vor Beschädigung durch Druckschwankungen.

Für die Simulation von Druckstössen setzen wir das seit über 30 Jahren etablierte Produkt SIR 3S ein. Die stationären und instationären Vorgänge in Rohrleitungssystemen (Versorgungsnetze Gas/Wasser/Wärme, Anlagen und Pipelines) werden dabei auf Basis gut validierter Berechnungsmethoden detailliert untersucht. Die Simulation berücksichtigt neben der Charakteristik der Pumpen und der weiteren Installationen im neuen Pumpwerk das gesamte Netz der Trinkwasserversorgung Basel.

Resultat

Aufgrund der hochfrequenten Simulationsrechnungen von Hydraulik und Druckstoss formulierten wir Empfehlungen für Massnahmen zur Minderung der Druckstösse. Die Massnahmen werden mit detaillierten konstruktiven Vorgaben für die Ausführung dimensioniert.