Knoten

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Die Elemente sind zu finden in der Tabelle msm_Node.

Einleitung

MIKE+ unterscheidet 4 Typen von Knoten (nodes): runde Schächte (manhole), Becken (basin), Sickerschächte (soakaway) und Auslässe (outlet). Je nach ausgewähltem Knotentyp können Sie verschiedene Eigenschaften vergeben. Das Dialogfeld sieht aber für alle 4 Arten gleich aus.

Dialogfeld

Das Dialogfeld verfügt über die Register Geometrie, Abdeckung, Durchflussregulierung, Verluste, Druckknoten, Sickerschacht, Beschreibung. Darüber hinaus ist die Identifizierung – über den Registern stehend – immer gegeben.

Feld	Erklärung
ID(MUID)	eindeutige ID; Eingabe zwingend erforderlich.
X	X-Koordinate des Knotens
Y	Y-Koordinate des Knotens

Zu den Standard-Werkzeugen in den Dialogfeldern finden Sie hier eine Erklärung.

Register „Geometrie“

Feld	Erklärung
Knotentyp (TypeNo)	Mit dem Knoten-Editor können vier verschiedene Knotentypen verwaltet werden. 1 - Schacht (Standardwert) 2 - Becken 3 - Auslauf 4 - Zwischenknoten 5 - Sickerschacht Je nach getroffener Wahl ändert sich die Eingabemöglichkeit in den anderen Dialogen.
Durchmesser (Diameter)	Durchmesser des Schachtes, nur aktiv bei Knotentyp 1.
Beckengeometrie	nur aktiv für den Knotentyp 2 und 5
Geländehöhe (GroundLevel)	Absolute Höhe des Geländes. Entspricht der Deckelhöhe.
Sohlhöhe (InvertLevel)	Absolute Höhe der Schachtsohle, aktiv bei Knotentyp 1, 2 und 3.

Der Zwischenknoten hat im Gegensatz zum Schacht kein Volumen, man kann keine lokalen Verluste definieren, und es kann kein Wasser über Gelände austreten. Der Zwischenknoten kann beispielsweise verwendet werden, um den Höhenverlauf einer Dükerleitung abzubilden.

Register „Abdeckung“

Spezielle Abdeckung (CoverTypeNo)	Folgende Abdeckungen sind möglich: 1 - Druckdicht: der Deckel des Schachtes ist druckdicht verschlossen. Dadurch kann an dieser Stelle kein Wasser verloren gehen. 2 - Überlaufend: Wasser, das die Geländeoberkante erreicht, fließt frei ab. Es kommt hier zu keiner Rückführung des Wassers, sobald der Wasserspiegel im Schacht zu sinken beginnt.
Überlaufdruck (Bufferpressure)	Druck über Geländehöhe der für Überläufe aus dem Schacht notwendig ist, nur aktiv für den Typ "Überlaufend".
Überlaufkoeffizient (SpillCoef)	Steuert die Überlaufkapazität, nur aktiv für den Typ "Überlaufend".

Register „Durchflussregulierung“

Schluckvermögen (MaxInlet)	Übersteigt der Zufluss aus einem Einzugsgebiet den als Schluckvermögen angegebenen Wert, wird der Überschuss zwischengespeichert und erst bei freier Kapazität eingeleitet.
Q-H Beziehung (OutletQHID)	Verweis auf eine Wertetabelle mit einer Wasserstands-Abfluss-Beziehung; unterschiedliche Funktion im Schacht und im Auslauf, siehe Technische Details.

Register „Verluste“

Register „Druckknoten“

Ist eine Haltung als Druckleitung definiert, muss der letzte Knoten ein Entspannungspunkt sein.

Register „Sickerschacht“

Das Register "Sickerschacht" ist nur aktiv, wenn im Register "Geometrie" der Knotentyp "Sickerschacht" eingestellt ist. Im Register "Geometrie" sind die Abmessungen eines Sickerschachts – wie beim Becken – über eine Wertetabelle festzulegen.

Feld	Erklärung
Versickerungsmethode (InfiltrationNo)	1 - keine Versickerung 2 - unabhängig von Wassertiefe 3 - abhängig von Wassertiefe
konstante Versickerungsrate (InfConstValue)	wenn InfiltrationNo = 2: Leitfähigkeit des gesättigten Untergrunds an der Grundfläche
Porosität (PorosityFill)	mittlerer Porenanteil (Werte zwischen 0 und 1) des Füllmaterials; verschiedene Schichten mit unterschiedlichen Eigenschaften können im Sickerschacht nicht modelliert werden.
Anfangswasserstand (InitialWL)	Anfangswasserspiegel als absolute Höhe (nicht Wassertiefe!), ein Wert unterhalb der Schachtsohle, beispielsweise 0 m, wird als trockener Sickerschacht interpretiert Stimmt das?
Kfs, Seite (KfsSide)	wenn InfiltrationNo = 3: Leitfähigkeit des gesättigten Untergrunds an den Seitenflächen; je größer die Wassertiefe, desto größer die gesamte Versickerung [m3/s]
Kfs, Grundfläche (KfsBottom)	wenn InfiltrationNo = 3: Leitfähigkeit des gesättigten Untergrunds an der Grundfläche, optional zusätzlich zur Versickerung an den Seitenflächen

Berechnungsansatz:

Register „Beschreibung“

Feld	Erklärung
Beschreibung (Description)	beliebiger Zusatztext
Datenquelle (DataSource)	beliebiger Text zur Datenquelle
Element-ID (Asset)	Optionale ID um z.B auf externe Ausgangsdaten rückschließen zu können; wird nur im Anlagenmodell verwendet.
Status (Element_S)	Statusvariable zur Beschreibung der Datenqualität, z.B. Modell, GIS, etc.

Technische Details

Q-H-Beziehung in einem Auslauf

Um das Wasser aus dem Kanalnetzmodell hinausfließen zu lassen, setzt man einen Auslauf. Der Auslauf wird normalerweise als freier Auslauf behandelt, das heißt, die Wassertiefe entspricht der Normalabflusstiefe oder der kritischen Wassertiefe, je nachdem welche kleiner ist.1) MIKE 1D Reference, Abschnitt 5.1.3

Ist ein Auslaufwasserspiegel als Randbedingung gesetzt, und er liegt höher als bei einem freien Auslauf, so gilt der Auslaufwasserspiegel. Dies führt zu einem Rückstau, oder – bei entsprechend hohem Außenwasserspiegel – fließt sogar Wasser ins Kanalnetz hinein.1) Auch bei einer Kopplung mit einem Fließgewässer in 1D oder in 2D kann Wasser in beide Richtungen fließen.

Ist am Auslauf die Beziehung zwischen Abfluss und Wassertiefe bekannt, beispielsweise an einem Messpegel, so kann man alternativ zur Randbedingung eine Q-H-Beziehung im Auslauf definieren2) MIKE 1D Reference, Abschnitt 5.1.5 . Die Q-H-Beziehung ist ebenfalls nur solange in Kraft, als sie höher liegt als der freie Auslauf; man kann also durch eine Q-H-Beziehung nicht die physikalischen Gegebenheiten unterbieten.

Q-H-Beziehung in einem Schacht oder Becken

Eine Q-H-Beziehung an einem Schacht oder Becken bewirkt Infiltration ins Kanalnetz, wenn die Q-Werte positiv sind, und Exfiltration in den umgebenden Boden, wenn die Q-Werte negativ sind. Die H-Werte sind als Wasserspiegel anzugeben, also als absolute Höhen, nicht als Wassertiefen.3) MIKE URBAN Collection System, Abschnitt 3.3.3 und Abschnitt 6.1.4

Virtuelles Becken über dem Standardschacht

Das virtuelle Becken hat eine Fläche, die 1000 Mal so groß ist, wie die Fläche des Schachtes. Bei einem Schachtdurchmesser von 1 m entspricht die Beckenfläche daher ca. 785 m², bzw. einem Beckendurchmesser von ca. 32 m.

Der Flächenunterschied zwischen dem Schacht und dem virtuellen Becken tritt nicht abrupt ein. Vielmehr wird bereits 0,25 m unter Gelände begonnen, zusätzliche Fläche zu aktivieren, gemäß folgender Formel:

AB = AS * e ^ (7 * (HÜ + 0.25))

AB...Fläche des virtuellen Beckens
AS...Fläche des Schachtes
HÜ...Überstauhöhe = Wasserspiegel - Geländehöhe

Die Flächenzunahme erstreckt sich über eine Höhe von 0,25 m unter Gelände (HÜ = -0,25) bis ca. 0,75 m über Gelände.

In der dhiapp.ini kann angepasst werden, ab welcher Höhe die Flächenerweiterung beginnt (RESERVOIRHEIGHT=-0.25) und wie groß des virtuelle Becken werden darf (RESERVOIRWIDTHFACTOR=1000.0) – in der Praxis wird man von einer Anpassung kaum Gebrauch machen.