MIKE URBAN+ Modulaufbau

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Mit MIKE URBAN+ lassen sich sowohl Wasserversorgungsnetze, als auch Kanalnetze im Trenn- oder Mischsystem modellieren. Die folgenden Module stehen zur Auswahl:

Der Modellmanager stellt als Basismodul die gesamte Benutzeroberfläche zur Verfügung. Mächtige Werkzeuge begleiten Sie durch den gesamten Modellaufbau bis hin zur Analyse und Präsentation der Ergebnisse.

Der Modellmanager kommt gleichermaßen mit den Modulen zur Trinkwasserversorgung und mit den Modulen zur Siedlungsentwässerung zum Einsatz.

• Datenmanagement für Regenwasser-, Schmutz- und Mischwasserkanäle, sowie für Wasserversorgungsnetze
• Flexible Import-Export-Schnittstelle mit vielen, bewährten Vorlagen
• Sofortige, interaktive Prüfung der eingegebenen Parameter
• Interpolationswerkzeug zur Vervollständigung von Modelldaten
• Reichhaltige GIS-Funktionalität zur Weiterverarbeitung der Ausgangsdaten und zur Visualisierung der Modellinhalte
• Abgrenzung von Verbrauchszonen oder Einzugsgebieten
• Netzbereinigung und Netzvereinfachung
• Effiziente Zeitserienverwaltung, Konvertierung aus Text und Excel
• Ergebnisdarstellung in animierten Lageplänen, Längsschnitten oder Zeitserien, entweder direkt in MIKE URBAN+, oder mit unserem kostenlosen Programms MIKE View
• Optionale Integration mit ArcGIS Pro von Esri

Die beiden Module zur Wasserversorgung basieren auf dem weltweit eingesetzten EPANET-Berechnungskern, welcher von DHI mit zusätzlichen Funktionen versehen worden ist.

Der Grundmodul erlaubt die Modellierung von Rohrnetzen unter stationären oder instationären Bedingungen, optional erweitert um Berechnung der Wasserqualität.

Bedarfszuordnung:

• Überlagerung verschiedener Bedarfskategorien (Haushalt, Gewerbe) in Knoten
• Geokodieren von Wasserzählern und Aggregieren der Verbrauchswerte
• mehrere Methoden zum Aufteilen von Einspeismengen auf die Knoten einer Verbrauchszone

Wasserqualität:

• Mischungsverhältnis aus verschiedenen Wasserquellen
• Entwicklung des Wasseralters
• Chlorabbau und Restchlor
• Ausbreitung von Verfärbungen oder Schadstoffen

Die meisten Zusatzwerkzeuge führen im Hintergrund iterativ Berechnungen durch und lassen so weitere Rückschlüsse auf das Verhalten des Versorgungsnetzes zu.

• flächendeckende Analyse der Löschwasserversorgung gemessen an den geltenden Anforderungen
• weitergehende Steuerungsmöglichkeiten wie PID-Regelung
• Berücksichtigung eines druckabhängigen Verbrauchs: bei stark eingeschränkter Versorgung infolge von Störungen oder Wartungsarbeiten, oder bei intermittierendem Betrieb in Gebieten mit Wassermangel
• Erstellung von Spülkonzepten und von Sperrkonzepten
• automatische Kalibrierung
• Vulnerabilitätsanalyse

Die folgenden Module verwenden alle den von DHI entwickelten Berechnungskern MIKE 1D, in den 40 Jahre Erfahrung bei der hydraulischen Modellierung von Kanalnetzen einfließen.

Dieser Grundmodul ist Voraussetzung für die Nutzung der im Folgenden beschriebenen Module.

Der Oberflächenabfluss zum Kanalnetz kann je nach Anforderung nach mehreren hydrologischen Ansätzen, wie Zeit-Flächen-Diagramm oder kinematische Welle, berechnet werden. Der sich über mehrere Tage und Wochen hinziehende Nachlauf nach größeren Regenfällen (slow response) lässt sich mit dem Bodenzonenmodell RDI abbilden.

Maßnahmen zur Regenwasserbewirtschaftung können ebenfalls in die Hydrologie einbezogen werden.

Ist die Schmutzfrachtmodellierung gefragt, steht ein Modell für Stoffakkumulation und -abtrag zur Verfügung.

Der hydrodynamische Abfluss im Kanalnetz bildet verschiedene Prozesse in der Kanalisation und in offenen Gerinnen mit einer Vielzahl an Modellelementen ab.

• Standardprofile, Sonderprofile, Schächte, Sicheranlagen, Wehre, Pumpen, Schieber, Straßeneinläufe
• strömender und schießender Abfluss, Freispiegel- und Druckabfluss, verschiedene Ansätze zur Behandlung von Überstau
• Langzeit-Seriensimulation zur Untersuchung mehrjähriger Zeiträume

Der Steuerungsmodul erlaubt es, übergeordnete (globale) Steuerungen mit mehreren Sensoren und verschachtelten Steueranweisungen an Pumpen, Wehre und Schieber abzubilden und auszutesten.

Der Stofftransport in MIKE URBAN wird nach physikalischen Gesetzmäßigkeiten berechnet, unter Berücksichtigung von Advektion und Dispersion, sowie von Sedimenttransport.

Treten im Kanalnetz neben dem Stofftransport auch Umbau- und Abbauprozesse auf, lassen sich diese mit unserer offenen Prozessbibliothek MIKE ECO Lab modellieren.

2D Overland wird stets mit einem Arbeitsplatz der Benutzeroberfläche MIKE Zero ausgeliefert. Der entsprechende Modul heißt MARINE PP, für "Marine Pre- and Postprocessing".

Betrachten Sie das zweidimensionalen Abflussgeschehen an der Oberfläche entweder für sich allein, oder gemeinsam mit dem Kanalnetz und mit Fließgewässern, und gewinnen Sie so einen besseren Einblick in:

• Auswirkung lokaler Starkregen innerhalb des Siedlungsgebiets
• Überstau und Überflutung infolge überlasteter Abschnitte im Kanalnetz
• Einfluss von Grünflächen in Randlage, die immer häufiger ins Siedlungsgebiet abfließen

Als Grundlage dienen die zweidimensionalen Flachwassergleichungen, welche räumlich nach der Methode der finiten Volumina gelöst werden, und zwar entweder als unstrukturiertes Gitter (Flexible Mesh) oder als regelmäßiges Raster.¹⁾

Bei Netzen mit sehr vielen Berechnungselementen wird die Simulationsdauer stark verkürzt, wenn man die Berechnung auf Hochleistungs-Grafikkarten auslagert. Diese Möglichkeit ist je nach Lizenzmodell im Servicevertrag enthalten, oder muss extra zugekauft werden. Bei kleineren Netzen genügt ein üblicher Rechner mit 4 bis 8 Prozessoren ohne spezielle Grafikkarte.

Oftmals wirkt eine undichte Kanalisation wie eine Drainage und führt zu einem dauerhaft abgesenkten Grundwasserspiegel. Möchten Sie im Vorfeld eine Kanalsanierung untersuchen, wie Sie Kellervernässung infolge einer nun dichten Kanalisation vermeiden, koppeln Sie MIKE URBAN+ mit unserem flächenverteilten Hydrologie-Modell MIKE SHE.

Die Kopplung bildet selbstverständlich auch den umgekehrten Weg, also die Exfiltration aus dem Kanalnetz ins Grundwasser, ab.

Fügen Sie Ihrem MIKE URBAN+ ausgeklügelte GIS-Funktionalität hinzu und integrieren Sie den Datenaustausch mit ArcGIS Pro. Diese Option ist immer dann interessant, wenn Sie über keine eigenen ArcGIS-Lizenzen verfügen oder wenn Sie nicht mit einem Produkt wie QGIS arbeiten.