DHI-WASY Aktuell 03/10

1. 3/10
Editorial
Management von Wasser
im städtischen Umfeld
Ralf Engels
MIKE by DHI Software Produktmanager
Die vorliegende Ausgabe 3/2010 legt den
Schwerpunkt auf das Management von
Wasser im städtischen Umfeld. Die dazu bei
der DHI-WASY GmbH zur Verfügung ste-
henden hydrodynamischen Werkzeuge wie
MIKE URBAN unterliegen ständigen Ent-
Management
städtischen Wassers
wicklungen und Anpassungen, die im
Dezember diesen Jahres in eine neue
Version 2011 von MIKE URBAN münden.
Dies ist der Anlass dafür, die Funk-
tionalitäten von MIKE URBAN im Gesamt-
kontext der Herausforderungen im Manage-
Fortsetzung auf Seite 2
mit MIKE URBAN
Inhalt
Management städtischen
Wassers mit MIKE URBAN 1 Ralf Engels
Integration von GEONIS
Die üblichen Aufgaben des Managements geschieht über eine detaillierte hydrauli- Abb.:
Expert SEW und MIKE URBAN 5 Starkregen (© Juha
städtischen Wassers sind die Versorgung sche Analyse der Fließwege, die städti- Tuomi/Shotshop.com)
Einlesen von ISYBAU-Daten von Bevölkerung und Industrie mit Trink- sches Wasser nehmen kann und erlaubt so
in MIKE URBAN – mit Hilfe von
und Brauchwasser, die Ableitung von Ab- auch die Maßnahmenplanung für Extrem-
ISYBAU Studio 6
wasser, die Abwasserreinigung, die Unter- ereignisse, bei denen es zu städtischen
Überflutungen im urbanen haltung von Oberflächengewässern und Überschwemmungen oder Überstauereig-
Einzugsgebiet – Simulation mit
der Schutz vor Überschwemmungen. Dies nissen kommt.
gekoppelten Flut- und Kanalnetzmodellen 8
beinhaltet die Infrastrukturplanung für
Längsschnittausgabe nach Rohrleitungs-, Kanalnetze und Ober- Aufgrund möglicher klimatischer Ver-
DIN 2425, Teil 3 und 4
flächengewässer unter Einbeziehung des änderungen sowie der Bevölkerungs- und
in MIKE URBAN 10
Hochwasserschutzes. Infrastrukturentwicklung in einer Stadt
Nachrichten 10 ergeben sich große Unsicherheiten hin-
• DHI-WASY auf der INTERSCHUTZ in Leipzig Mit dem Softwarepaket MIKE URBAN ist es sichtlich der zukünftig erforderlichen
• Forschungsprojekt zur solaren Wärme- möglich, diese Komponenten bezüglich Leistungsfähigkeit der wasserwirtschaftli-
speicherung erfolgreich abgeschlossen
der hydraulischen Infrastrukturplanung chen Systeme. Verbunden mit den hohen
• MIKE FLOOD auf der Überholspur
sowie der Risikoanalyse von Extremereig- Kosten steht daher der Wunsch, diese
• Veranstaltungstermine
nissen gemeinsam zu betrachten und so Infrastruktur auch während der gesamten
• IFAT ENTSORGA in München
für alle Bereiche städtischen Wassers eine Lebensdauer effektiv einsetzen zu können
• INTERGEO 2010 in Köln
optimale Planung durchzuführen. Dies und nicht frühzeitig ersetzen zu müssen.

2. 2 Produkte
Anwendungsgebiete für das Schadenspotenzial zu ermitteln, in- Fortsetzung von Seite 1
MIKE URBAN dem die Überschwemmungsfläche aus
Das Ziel einer umfangreichen Infra- diesem Überstau ermittelt und z. B. mit ment städtischen Wassers zu sehen. Dass
diese Herausforderungen keine Zukunfts-
strukturplanung sollte die Berücksich- Infrastrukturkarten oder Luftbildern über-
musik sind, sondern bereits in aktuellen
tigung möglicher zukünftiger Entwick- lagert wird (Abbildung 1). Projekten Eingang gefunden haben,
lungen sein, die mit MIKE URBAN ab- zeigt der Artikel von Georg Johann
(Emschergenossenschaft/Lippeverband), in
gebildet und analysiert werden können. Die Tatsache, dass MIKE URBAN auf der
den eine Risikoanalyse von Extrem-
Das können Kombinationen klassischer ArcGIS-Technologie von ESRI basiert, eröff- ereignissen unter Berücksichtigung von
Fragestellungen rund um Wasser im städ- net eine Vielzahl von Möglichkeiten der Gewässer, Geländeoberfläche und Kanal-
grafischen Analyse und Darstellung von netz Eingang gefunden hat.
tischen Raum sein, wie die Entwässe-
rungsplanung, das Regenwassermanage- Berechnungsergebnissen und erleichtert Weiterhin werden bei der DHI-WASY GmbH
ment oder die Entkopplung von Flächen. so die Planung zusätzlich. Je nach Anpassungen der MIKE by DHI Software an
Fragestellung können alle notwendigen die speziellen Bedürfnisse im deutschspra-
Es ist aber auch möglich, erweiterte
chigen Markt vorgenommen, wie z. B. eine
Informationen, Hintergrundkarten, digita-
Längsschnittausgabe nach DIN Vorgaben.
len Geländemodelle oder 3D-Ansichten In Zusammenarbeit mit dem Schweizer GIS-
hinzugefügt werden, um die Berech- Spezialisten GEOCOM Informatik AG ist
eine Schnittstelle zwischen dem Netzinfor-
nungsergebnisse zu illustrieren und zu
mationssystem GEONIS und MIKE URBAN
analysieren. entstanden. Darüber hinaus wurde das
Werkzeug ISYBAU Studio der GEOCOM
Informatik AG genutzt, um einen Import
Eine 2D-Überschwemmungskarte aus
von ISYBAU-Daten in MIKE URBAN sehr
einem Überstauereignis kann so z. B. mit elegant zu lösen.
Gebäudekarten verschnitten werden, um
eine Schadenspotenzialanalyse durchzu- Überzeugen Sie sich selbst von den Mög-
lichkeiten, mit MIKE URBAN und der DHI-
führen. Weiterhin können die Einzugs- WASY GmbH die wasserwirtschaftlichen
gebiete je Haltung mit Gebäudekarten, Herausforderungen im städtischen Umfeld
Straßenkarten etc. versehen werden, um zu meistern.
Abkopplungspotenziale für die Einzugs-
gebietsflächen grafisch zu ermitteln. Ab-
schließend kann eine Maßnahmenpla- Die folgenden Aufstellungen geben einen
nung für ober- und unterirdische Maßnah- Überblick über die vorhandenen Funktio-
men durchgeführt und das Ergebnis der nalitäten in MIKE URBAN, mit denen die
Abb. 1: Fragestellungen zu einer detaillierten Maßnahmen hydraulisch geprüft werden oben beschriebenen Herausforderungen
Beispiel der Analyse eines
Extremereignisses mit der
Überstauermittlung (Wohin fließt das (Abbildung 2). angegangen werden können.
Kopplung zwischen Wasser auf der Geländeoberfläche?) oder
Kanalnetz und 2D-
Oberflächenmodell
einer Risiko- und Schadenspotenzialana-
lyse für Extremereignisse zu betrachten,
indem die Interaktion zwischen Kanalnetz
und Oberflächenwasser über eine Mo-
dellkopplung zwischen Kanalnetzmodell
und 2D-Oberflächenmodell durchgeführt
wird. Dadurch ergeben sich neue
Möglichkeiten, hydraulische Maßnahmen
auch auf der Geländeoberfläche zu planen
und die Wechselwirkungen zwischen
Geländeoberfläche (Niederschlag), Ka-
nalnetz (Niederschlagswasserableitung),
Überstau (Überlastung der Ableitung) und
damit wieder der Geländeoberfläche her-
zustellen.
Das Modell kann Antworten darauf geben,
welche Maßnahmen im Kanalnetz und auf
der Geländeoberfläche geeignet sind, die
Folgen von hydrologischen Extremereig-
nissen zu minimieren. Ebenso ist das
Modell in der Lage, jeden einzelnen Über- Abb. 2: Ergebnisse der Maßnahmenplanung im Kanalnetz und auf der Oberfläche, um das Schadenspotenzial des
stau an einem Schacht zu bewerten und Extremereignisses aus Abb. 1 zu minimieren

3. Produkte 3
Funktionen
Für die optimale Arbeit mit MIKE URBAN
stehen die folgenden Funktionen zur
Verfügung:
• Intuitive ArcGIS-Benutzeroberfläche,
vielfältige Visualisierungsmöglichkeiten
für Daten, Hintergrundkarten und Be-
rechnungsergebnisse (Abbildung 3)
• Individuell konfigurierbare Import-/
Export-Schnittstellen für den Daten-
austausch mit nahezu allen bekannten
Dateiformaten
• Niederschlag-Abfluss-Modellierung mit
realer Einzugsgebietsgeometrie
• Hydrodynamische Kanalnetzmodellie-
rung mit dem MOUSE-Rechenkern
• 2D-Oberflächenabflussmodellierung, z. B.
aus Überstau
• Stofftransportmodellierung
• Dynamische Interaktion zwischen Ka-
nalnetz und Gewässer, Kanalnetz und
Grundwasser
• Hydraulische Modellierung von Druck-
rohrleitungsnetzen für die Wasserver-
sorgung mit dem EPANET-Rechenkern dem Modellmanager erstellt werden. Eingangsdaten für die Kanalnetzmodellie- Abb. 3:
MIKE URBAN-Benutzer-
Lediglich die Durchführung der Simula- rung mit dem „CS-Pipeflow“ Modul, wobei oberfläche
Module tion bedarf zusätzlicher Module. dieses Modul nicht notwendig ist, um die
MIKE URBAN ist ein modular aufgebautes hydrologische Berechnung durchzuführen.
Softwarepaket (Abbildung 4). Das Basis- Modul „WD-Tools“
modul ist der Modellmanager. Des Gemeinsam mit dem Modellmanager ist Modul „CS-Pipeflow“
Weiteren gibt es drei Kernmodule, die MIKE URBAN mit den WD-Tools in der Das Modul „CS-Pipeflow“ ist das Kernmo-
thematisch abgegrenzt sind. Das Modul Lage, alle Fragestellungen der hydrauli- dul für die hydrodynamische Kanalnetz-
„CS-Rainfall-Runoff“ stellt Niederschlag- schen Modellierung von Wasserversor- modellierung mit dem MOUSE-Rechen-
Abfluss-Modelle als Basis für die Kanal- gungsnetzen zu beantworten. Die WD- kern. Alle instationären, hydraulischen
netzmodellierung bereit. Das Modul „WD- Tools beinhalten verschiedene Werkzeuge, Fragestellungen in Zusammenhang mit
Tools“ enthält Werkzeuge für die Model- die den Arbeitsablauf bei der Erstellung Kanalnetzen und offenen Gerinnen,
lierung von Wasserversorgungsnetzen und eines Wasserversorgungsmodells erleich- Freispiegel- und Druckabfluss, Sonder-
das Modul „CS-Pipeflow“ ist das Haupt- tern und dienen als Ergänzung des EPA- profilen und -bauwerken können hier
modul für die Kanalnetzmodellierung. NET-Rechenkerns aus dem Modellmana- abgebildet werden. Ergänzt wird das Mo-
ger-Modul, um z. B. Löschwasserfrage- dul um ein Werkzeug zur automatischen
Modul „Modellmanager“ stellungen oder instationäre hydraulische Haltungsdimensionierung, mit dem insbe-
Die Basis von MIKE URBAN ist der Modell- Modellierungen in Wasserversorgungs- sondere bei der Planung von neuen
manager, der die grafische Benutzerober- netzen durchführen zu können. Erschließungsgebieten schnell eine erste
fläche, die vollständige Netzdatenver- Einschätzung über die zu wählenden
waltung und die Ergebnisvisualisierung Modul „CS-Rainfall-Runoff“ Durchmesser getroffen werden kann.
enthält. Der Modellmanager basiert auf Die hydrologische Modellierung von
ArcGIS-Technologie und kann für die voll- Niederschlag-Abfluss-Prozessen wird mit Weiterhin enthält das Modul ein Werkzeug
ständige Datenerfassung/-verwaltung aller dem Modul „CS-Rainfall-Runoff“ durchge- für die Langzeitseriensimulation, in der
MIKE URBAN-Projekte verwendet werden. führt. Es stehen vier Niederschlag-Abfluss- aus einer gemessenen Regenreihe die
Darüber hinaus können mit einem MIKE Modelle zur Verfügung, die je nach Bedarf statistisch relevanten Regenereignisse
URBAN-Modellmanager als Stand-Alone um ein Bodenwasserhaushaltsmodell er- herausgefiltert, berechnet und ausgewer-
Lösung auch Ergebnisse visualisiert und weitert werden können, um den Abfluss tet werden.
Daten verarbeitet werden, ohne dass mit von unbefestigten Flächen oder den Ein-
Hilfe weiterer Module Simulationsrech- fluss von Zwischenabfluss und Basisabfluss Modul „CS-Control“
nungen durchgeführt werden. Grund- auf den Abflussbildungsprozess darzustel- Mit dem Modul „CS-Control“ können
sätzlich können in MIKE URBAN alle Daten len. Die Ergebnisse der Niederschlag- steuerbare Elemente im Kanalnetz, wie
bis hin zu Simulationsdetails bereits mit Abfluss-Simulation dienen in der Regel als z. B. Schieber, Pumpen oder Wehranlagen,

4. 4 Produkte
mit komplexen Steueralgorithmen rea- netzmodell oder im Oberflächenmodell
litätsnah abgebildet werden. Mit dem einen solchen Kopplungspunkt, so findet
Steuerungsmodul wird die Palette der ein Austausch des Wassers zwischen bei-
abbildbaren Sonderbauwerke deutlich den Modellen statt.
erweitert.
Damit ist es möglich, den Überstau aus
Module „CS-Pollution Transport” und dem Kanalnetz abzubilden, den Fließweg
„CS-Biological Processes” des Wassers auf der Oberfläche zu ermit-
Diese Module erweitern die hydraulischen teln und auch einen Rückfluss des Wassers
Simulationen um den Transport gelöster von der Oberfläche in das Kanalnetz zu
und ungelöster Stoffe sowie um biologi- ermöglichen.
sche Abbau- und Umwandlungsprozesse.
Damit können Zuflussganglinien zu Die Integration von MIKE URBAN in die Abb. 5: Mögliche Temperaturveränderungen für ver-
Abwasserreinigungsanlagen um stoffliche MIKE by DHI-Softwarepalette erlaubt über schiedene IPCC Klimaszenarien
Komponenten erweitert werden, hydrauli- das Standardpaket hinaus die Beant-
sche Probleme durch Sedimentationen wortung einer Vielzahl weiterer Frage- chen Folgen des Klimawandels bis in das
abgebildet oder Gewässerbelastungen aus stellungen wie z. B. die Interaktion zwi- Jahr 2100 auf Basis der IPCC-Klima-
Mischwasserentlastungen berechnet und schen Kanalnetz und Grundwasser für berichte erlaubt (Abbildung 5)
optimiert werden. Fremdwasserabschätzungen. • eine benutzerdefinierte Ergebnisprä-
sentation von tabellarischen Ergebnis-
Modul 2D „Overland Flow“ Ausblick sen, die je nach Anforderungen und
Die zweidimensionale Modellierung der Die MIKE by DHI-Softwareprodukte wer- Fragestellungen, für die Ergebnisse er-
Interaktion zwischen Kanalnetz und Ge- den ständig weiterentwickelt und den zeugt werden
ländeoberfläche erlaubt die physikalisch Anforderungen an ein intelligentes Pla- • der Modellbauer, ein Modul, mit dessen
exakte Abbildung von Überstauereignissen nungswerkzeug anhand neuester Entwick- Hilfe größere Netze in Detailnetze und
Grobnetze aufgeteilt werden und
Ergebnisvergleiche verschiedener Be-
rechnungen statistisch bewertet werden
können.
• die Erweiterung der Benutzeroberfläche
um weitere GIS-Funktionalitäten zur
Vereinfachung der Datenverarbeitung
und Ergebnisdarstellung
• die Visualisierung von Randbe din-
gungen
• eine umfangreiche Erweiterung der
Funktionalitäten für die Berechnung von
Wasserversorgungsnetzen
Die neue Version der MIKE by DHI-
Software steht allen Kunden mit einem
gültigen Wartungsvertrag zum Zeitpunkt
des Updates, Anfang Dezember, kostenlos
zur Verfügung. Ein solcher Wartungs-
vertrag sichert auch die schnelle Ein-
Abb. 4:
arbeitung der Anwender in neue
Modularer Aufbau von
MIKE URBAN Funktionalitäten durch den technischen
Support, der bei Bedarf auch vor Ort
und städtischen Überschwemmungen. lungen und Erkenntnisse angepasst. Die durchgeführt wird. Zusätzlich werden eine
Dabei wird das 2D-Oberflächenmodell nächste Version 2011 des Softwarepaketes Reihe von Softwarekursen im Frühjahr
anhand eines digitalen Geländemodells MIKE URBAN enthält eine Reihe von 2011 angeboten, in denen insbesondere
erstellt und hinsichtlich der Fließwege Neuerungen, die den Funktionsumfang die neuen Funktionalitäten vorgestellt
optimiert (z. B. durch Abbildung von Bür- um einige wichtige Bereiche erweitert. werden. Mit diesen Softwarekursen und
gersteigkanten). Anschließend wird das Dazu gehören der erweiterten technischen Unterstüt-
Kanalnetzmodell mit dem Oberflächen- • der Wechsel auf die ArcGIS 10-Plattform zung ist es möglich, nahezu alle Heraus-
modell gekoppelt und eine Berechnung • ein Klimawandelmodul, das eine schnel- forderungen in Zusammenhang mit städ-
gestartet. Erreicht das Wasser im Kanal- le und einfache Abschätzung der mögli- tischem Wasser zu meistern.

5. Produkte 5
Integration von GEONIS Expert
SEW und MIKE URBAN
Matthias Egli, GEOCOM Informatik AG & Ralf Engels
Die Erfassung, Inspektion, Verwaltung und modulen „Inspektion für die Verwaltung numerische Rechenkerne für die Si-
Sanierung städtischer Infrastrukturnetze und Bewertung der Befahrungsdaten“ mulation zur Verfügung: MOUSE (DHI-
erfordern eine effektive Datenhaltung und und „Hydraulik für die Verwaltung von Rechenkern) und SWMM5 (von der US-
ein optimiertes Informationsmanagement. hydraulischen Daten inklusive der Einzugs- EPA). MIKE URBAN kann als Modellie-
In den städtischen Wasser- und Abwas- gebiete“ für die generelle Entwässerungs- rungswerkzeug für die Analyse, die
Abb. 1: Schematische Übersicht der Integration von
GEONIS Expert SEW und MIKE URBAN auf Basis von
ESRIs ArcGIS
sernetzen werden diese Daten darüber
hinaus für eine hydraulische Modellierung
weiter verarbeitet, wobei Anpassungen und
hydraulische Abbildungen von Bauwerken
vorgenommen werden. Die Ergebnisse der
hydraulischen Berechnungen werden ab-
schließend wieder in das Netzinformations-
system zurückgespielt und weiterverwen-
det, z. B. für die Sanierungsplanung.
Die Integration von fachspezifischen Netz-
informationen und hydraulischen Be-
rechnungsmodellen bei getrennter Da-
tenhaltung bildet eine Lösung für ein planung, bilden die Basis für die ganzheit- Bemessung, das Management und den Abb. 2:
GEONIS Expert SEW-
ganzheitliches Managementsystem für liche Datenbearbeitung und Datenanalyse Betrieb von Kanalnetzen mit Freispiegel- Benutzeroberfläche
die Stadtentwässerung und Wasserver- rund um die Siedlungsentwässerung. und Druckabfluss eingesetzt werden. Der
sorgung. GIS-Charakter von MIKE URBAN CS er-
MIKE URBAN CS MOUSE ist das ArcGIS- möglicht eine einfache Integration von
In der Kombination von MIKE URBAN CS basierte Softwaresystem für das Daten- GIS- und CAD-Daten sowie Daten von
MOUSE für die Modellierung von Ab- management und die Modellierung von externen Datenbanksystemen.
wassernetzen und GEONIS Expert SEW als Oberflächenabfluss, Hydraulik, Wasser-
Netzinformationssystem für Abwasser- qualität und Sedimenttransport in städti- Verknüpfung der Datenbanken –
netze sind zwei Expertensysteme in einer schen Einzugsgebieten und Kanalnetzen. Basis für die Integration
Gesamtlösung zusammengefasst. Dazu stellt es eine vollständige und effi- Dank der gemeinsamen ArcGIS-Basis wird
ziente Benutzeroberfläche für Schmutz- die Integration von GEONIS Expert SEW
GEONIS Expert SEW, ein ArcGIS-basiertes wasser-, Regenwasser- und Mischwasser- und MIKE URBAN elegant gelöst
Netzinformationssystem mit den Zusatz- systeme bereit. MIKE URBAN stellt zwei (Abbildung 1).

6. 6 Produkte
Die Datenerfassung von Leitungen, Fachanwendung der hydraulischen Be- importe und -exporte auf ein Minimum
Schadensdaten und der wichtigsten rechnung eine wichtige Fachkomponente reduziert werden.
hydraulischen Daten erfolgt im GEONIS abgedeckt. Andererseits bietet GEONIS
Expert SEW (Abbildung 2) manuell oder Expert SEW in Kombination mit Netz- Die Verknüpfung zwischen beiden Sys-
durch Importe von Standardformaten informationsdaten, Befahrungsdaten und temen kann auf die nutzerspezifischen
wie zum Beispiel ISYBAU-XML oder Videoanalyse sowie Bewertungen, die zen- Bedürfnisse angepasst werden und verbin-
INTERLIS. trale Plattform als Expertensystem der det die Vorteile eines Netzinformations-
Die nötigen Daten für die hydraulischen
Berechnungen werden über eine
Standard-GEONIS-MIKE URBAN-Konfi-
guration direkt in MIKE URBAN übernom-
men (Abbildung 3). Nach der hydrauli-
schen Berechnung werden deren
Resultate als Statistik in der MIKE URBAN-
Datenbank eingepflegt.
Wichtige Resultate für weitere Analyse-
zwecke können in die GEONIS-Anwen-
dung übernommen werden. Die Resultate
der hydraulischen Berechnungen können
nun im Gesamtsystem dargestellt und für
weitere Analysezwecke in Kombination
mit GEONIS genutzt werden.
Ganzheitliches Siedlungs-
entwässerungs-Management-
system
GEOCOM Informatik AG Mit der Integration von GEONIS Expert Abb. 3: MIKE URBAN-Benutzeroberfläche mit importierten Daten aus GEONIS Expert SEW
Matthias Egli SEW und MIKE URBAN, wird dank ge-
Kirchbergstrasse 107
3400 Burgdorf meinsamer Basistechnologie, eine effizien- Siedlungsentwässerung. Durch die Inte- systems mit den Vorteilen eines hydrauli-
Schweiz te und ganzheitliche Lösung geboten. gration zweier etablierter Systeme können schen Simulationsmodells, ohne Kompro-
www.geocom.ch
Einerseits wird mit der spezifischen zeitaufwendige und kostspielige Daten- misse eingehen zu müssen.
Einlesen von ISYBAU-Daten in
MIKE URBAN – mit Hilfe von ISYBAU Studio
Matthias Egli, GEOCOM Informatik AG & Ralf Engels
Das ISYBAU-Datenformat ist ein standardi- port dieser Daten sowie der Export von Um die Datenkonsistenz möglichst schon
siertes Werkzeug für den Austausch von Planzuständen und Berechnungsergeb- vor dem Import in MIKE URBAN prüfen zu
Kanaldatenbanken. Die Daten liegen als nissen zurück in das ISYBAU-Format sind können, wird die Toolbox ISYBAU Studio,
ASCII-Dateien (ISYBAU 96/01) oder als dabei ein wichtiges Werkzeug. Da ISYBAU der Firma GEOCOM Informatik AG einge-
XML-Dateien (ISYBAU-XML) vor und bein- ein reines Datenformat ist, ist die Kon- setzt. ISYBAU Studio konvertiert ISYBAU-
halten die notwendigen Netzdaten für sistenz der Daten auf den ersten Blick Dateien, prüft deren Konsistenz und berei-
eine hydraulische Modellierung. Der Im- nicht ersichtlich. tet diese soweit für den Import vor, dass

7. Produkte 7
dieser über eine einfache Importschnitt- Import in eine ESRI-Geodatenbank vorge-
stelle in MIKE URBAN realisiert werden nommen wird (Abbildung 2). Der
kann. Datenimport wird über eine Logdatei
überwacht, so dass der Transfer der Daten
ISYBAU Studio-Funktionalität vom ISYBAU-Format in eine Geo-
Das ISYBAU Studio ist in der Lage, ISYBAU datenbank transparent und sicher durch-
96/01 sowie ISYBAU-XML-Dateien ein- geführt werden kann.
eine bereits vorkonfigurierte Schnittstelle Abb. 2:
Import von ISYBAU-Daten
statt, deren Struktur offen ist und benut- in eine ESRI-Geodaten-
zerdefiniert leicht angepasst werden kann bank
(Abbildung 3). ISYBAU-Daten können hin-
zugefügt, aktualisiert oder ersetzt werden.
Abb. 1: Benutzeroberfläche von ISYBAU Studio mit grafischer Ansicht, Fehlerliste und Detailinformationen Der bereits bereinigte ISYBAU-Datensatz
kann unmittelbar danach in MIKE URBAN
zulesen und direkt grafisch darzustellen. Import der ISYBAU-Daten genutzt werden.
Diese erste visuelle Konsistenzprüfung der in MIKE URBAN
Daten ist sehr hilfreich (Abbildung 1). Der zweite Schritt im Datentransfer zwi- Ein Export der MIKE URBAN-Daten kann
Einzelne Elemente des Kanalnetzes kön- schen einer ISYBAU-Datei und MIKE dann benutzerdefiniert über die Schnitt-
nen visuell geprüft werden, geometrische URBAN ist der Import der ISYBAU-Daten stelle in die ESRI-Geodatenbank stattfin-
Daten werden direkt in der grafischen aus der ESRI-Geodatenbank in eine MIKE den, bevor die Daten von dort über das
Ansicht angezeigt. URBAN-Projektdatenbank. Da die MIKE ISYBAU Studio in eine ISYBAU-XML-Datei
URBAN-Projektdatenbank ebenfalls eine exportiert werden können.
Die Konsistenz der Datensätze wird dann ESRI-Geodatenbank ist, gibt es keine
über eine Syntaxkontrolle geprüft und die Konvertierungen und damit keine Infor-
Ergebnisse der Prüfung werden in einer mationsverluste. Der Import findet über
Fehlerliste dargestellt.
Die Fehler können dann
Abb. 3:
einzeln angeklickt und MIKE URBAN ISYBAU-
Schnittstelle
korrigiert werden. Ein
aktivierter Fehler zeigt
umgehend in der grafi-
schen Ansicht ein Detail
des fehlerhaften Ele-
mentes, so dass hier
bereits vor dem Import
der Daten eine ausgiebi-
ge Kontrolle vorgenom-
men werden kann.
Ist die Fehlerkorrektur
abgeschlossen, kann zu-
nächst die korrigierte
ISYBAU-Datei im XML-
Format abgespeichert
werden, bevor dann der

8. 8 Consulting
Überflutungen im urbanen
Einzugsgebiet
Simulation mit gekoppelten Flut- und Kanalnetzmodellen
Georg Johann, Emschergenossenschaft/Lippeverband & Christian Pohl
Zusammenfassung
Schäden durch Hochwasser entstehen
sowohl durch Flusshochwasser als auch
durch Sturzfluten aus Starkregenereig-
nissen. Aufgrund des großen Schadens-
potenzials in urbanen Gebieten ist das
Hochwasserrisiko dort besonders hoch.
Die Ausbreitung von Überschwemmungs-
flächen im urbanen Raum verläuft sehr
dynamisch, viele Fließhindernisse (Brü-
cken, Durchlässe, Dämme, usw.) führen zu
inhomogen ablaufenden Fließprozessen,
zusätzlich spielt die Interaktion zwischen
Oberflächenabfluss und Kanalnetz eine
Abb. 1:
Rotbach in Dinslaken wichtige Rolle. Bisher wurden zahlreiche
Untersuchungen zu den Auswirkungen
von Flusshochwässern durchgeführt. Ge- spannte Geländesenken, die mit einer Die Zuflussganglinien wurden auf der
trennt davon existieren Studien zu Sturz- Veränderung der ursprünglichen Morpho- Grundlage von Modellniederschlägen mit
flutereignissen im urbanen Raum. Der vor- logie, der flachen Niederterrasse des einem hydrologischen Gebietsmodell
liegende Artikel stellt einen integrierten Rheines verbunden sind. Oftmals wird für (NASIM) berechnet.
Ansatz zur Berechnung von Überflutungs- diese Bergsenkungsmulden eine Entwäs-
flächen im städtischen Raum vor, die serung durch Vorflutpumpwerke bzw. Im folgenden wird auf die hydraulische
sowohl aus Flusshochwasser als auch aus Grundwasser regulierende Brunnen not- Simulation eingegangen.
Starkregenereignissen entstehen. Als Werk- wendig. So können bei einem Ausufern Mit der oben dargestellten Modellkopp-
zeug wird eine gekoppelte Simulation von des Gewässers oder durch Starkregen lung können die Interaktionen zwischen
hydraulischem Modell und Kanalnetz- Gebiete überflutet werden, die noch vor den einzelnen Abflusskomponenten (Fluss,
modell verwendet. den Bergbautätigkeiten außerhalb poten- Vorland und Kanalnetz) gesamtheitlich
tieller Überschwemmungsgebiete lagen. betrachtet werden, und das in einer
Diese Bergsenkungsgebiete sind nicht mit Simulation. Es werden nicht, wie bisher
Untersuchungsgebiet Rotbach natürlichen Auenbereichen vergleichbar. üblich, die Ergebnisse einer Teilkom-
Durch Dinslaken fließt der Rotbach, der Sie können beispielsweise bei Hochwasser ponente als Eingangsparameter für eine
mit einem Einzugsgebiet von 50 km² bei gegen die Fließrichtung voll laufen und weitere Berechnung benutzt.
Stromkilometer 798,6 in den Rhein mün- das ausgeuferte Wasser weit vom Gewäs-
det. Durch die oberhalb der Ortslage gele- ser wegführen.
gene Talsperre Rotbachsee, mit einem Berechnungsergebnisse
heute verfügbaren Volumen von rd. Die bei der Berechnung entstandenen
800.000 m³, wird Dinslaken bis zu einem Methodik Ergebnisse sind nachfolgend beispielhaft
HQ100 vor Hochwasser aus dem Rotbach Zur Berechnung der Überflutungsflächen dargestellt.
geschützt (Abbildung 1). wurde das Softwarepaket MIKE FLOOD
verwendet. Dies ermöglicht eine dynami- Überflutungsflächen durch Flusshochwas-
Die Ortslage Dinslaken ist von Berg- sche Kopplung von drei Modellen: hy- ser – Kopplung 1D- und 2D-Simulation
senkungen durch den Steinkohleabbau draulische 1D- und 2D-Modelle und Ka- Ein Beispiel für die Überschwemmungs-
beeinträchtigt. Es entstanden weitge- nalnetzmodell. fläche durch das Flusshochwasser zeigt

9. Consulting 9
lungen insbesonde-
re die großen Sen-
ken das Wasser auf-
nehmen. Dies wird
zusätzlich be güns -
tigt durch einen be-
deutenden Ab fluss
aus dem Kanalnetz,
der nicht durch den
Rotbach abgeführt
werden kann, da Die Längsprofildarstellung des Kanalnetzes Abb. 4:
Längsprofildarstellung
dieser selbst schon zeigt beispielhaft für den gleichen eines Kanalstrangs
an seiner Kapazi - Zeitpunkt wie in Abbildung 4, dass das
täts grenze ange- Kanalnetz aufgrund des oberirdischen
Abb. 2: Überschwemmungsfläche HQ1000 mit Dammbruch langt ist. Abflusses noch lange Zeit nach dem
Niederschlagsereignis eingestaut ist. Da-
Abbildung 2. Hier ist das Ergebnis des In Abbildung 3 sind die Überflutungsflä- gegen ergeben sich in anderen Bereichen
HQ1000 mit zusätzlichem Dammbruch an chen für einen beispielhaft gewählten Überflutungsgebiete, die durch Wasser
der Talsperre Rotbachsee dargestellt. Zeitpunkt aus der Simulation dargestellt. aus dem Kanalnetz entstehen. Das
Sie zeigt nicht die maximal über- Kanalnetz hat demnach zum Teil eine drai-
Durch die Bergsenkungen hat sich eine schwemmten Flächen, sondern gibt nierende Wirkung und leitet das Wasser ab
Rinne zwischen Rotbach und den im Auskunft über diejenigen Flächen, die bzw. nimmt Wasser auf, zum anderen wer-
Norden angrenzenden Lohberger Ent- nach dem Abklingen des Niederschlags den durch den Wasseraustritt aus dem
wässerungsgraben gebildet, die beide und der weitgehenden Entleerung des Kanalnetz auch Bereiche des Unter-
Gewässer miteinander interagieren lässt. Kanalnetzes nach etwa 16 Stunden noch
Die Ausuferungen werden vor allem durch mit einer Wassertiefe größer 10 cm vor-
die Kapazitätsengpässe der Brücken und handen sind. Hier liegt die Annahme
Verrohrungen (insgesamt 31 Bauwerke, zugrunde, dass während der gesamten
längste Verrohrung rd. 30 m) des Rot- Simulationszeit keine Infiltration, Ver-
bachs verursacht, die im 1D-Modell abge- sickerung, Evaporation oder ähnliches
bildet werden konnten. stattfindet.
Überflutungsflächen durch Sturzflut – Analog zu den Überschwemmungsflächen
Kopplung Flutmodell und Kanal- aus dem Flutmodell liefert das Kanal-
netzmodell netzmodell die Ergebnisse zum Überstau.
Unter der Annahme eines Starkregens Tn Die Abbildung 3 zeigt für einen gewähl-
= 100 a (59 mm in 2 Stunden) zusam- ten Zeitschritt die im Kanalnetzmo-
dell überstauten
Schächte an (rot
gekennzeichnet).
Für den gekenn-
zeichneten Be - suchungsgebietes zusätzlich gefährdet. Abb. 5:
Wasser dringt aus dem
reich zeigt der Bei einem Extremereignis (Tn = 100 a) Kanalnetz an die
Längs schnitt aus nimmt das Kanalnetz Wasser aus anderen Oberfläche
Abbildung 4 den Bereichen auf und leitet dieses zunächst
Überstau für die mit ab. Die Leistungsfähigkeit des Kanal-
beiden markierten netzes, ausgelegt gemäß DWA A 118 für
Schächte. Ei nige eine Überstaufreiheit bei Tn = 3 a bis 5 a
Schächte zeigen wird somit schneller überschritten und
reicht bei weitem nicht aus. Das Wasser Emschergenossenschaft/
in Abbil dung 3
Lippeverband –Technisches
Voll füllung des tritt an anderer Stelle, meist den Tief- Hochwassermanagement
Georg Johann
Kanalnetz schach - punkten, wieder zu Tage (Abbildung 5). Kronprinzenstraße 24
Abb. 3: Überschwemmungsfläche HQ100 und Starkniederschlagsereignis, überstau-
tes an, je doch Diese Prozesse wären in diesem Beispiel 45128 Essen
te Schächte in rot www.eglv.de
keine Überschwem- ohne gekoppelte Simulation nicht nach-
men mit einem HQ100 im Rotbach (bord- mung. Hier ist das ausgeuferte Wasser vollziehbar.
voller Abfluss) wird deutlich, dass neben nach dem Starkregenereignis wieder in
einer Reihe punktueller Wasseransamm- die Kanalisation zurückgelaufen.

10. 10 Lösung
Längsschnittausgabe nach
DIN 2425, Teil 3 und 4
in MIKE URBAN
Hans-Ulrich Otto
Die MIKE URBAN-Benutzeroberfläche Das neue Werkzeug er-
kann um benutzerdefinierte Werkzeuge möglicht die Erstellung,
erweitert werden, für die eine offene Darstellung und Aus-
Programmschnittstelle zur Verfügung gabe von Längsschnit-
steht. Diese Funktionalität wurde genutzt, ten aus der MIKE
URBAN-Benut zer ober -
Abb. 1: fläche. Das Werkzeug
Längsschnittausschnitt erstellt Längsschnitte
mit seitlichen
Zulaufleitungen anhand vorher ausge-
wählter Haltungen oder
parallel zu einem beste-
henden Längsschnitt.
Die Längsschnittaus-
gabe kann in einem Abb. 2: Benutzeroberfläche des Längsschnittwerkzeugs
bestimmten Maßstab für
die X-Achse und einem Höhenverhältnis für können mit benutzerdefinierten Infor-
die Y-Achse definiert und dargestellt wer- mationen aus Datenbank und Modell-
den. Die Druckausgabe ermöglicht eine ergebnissen versehen werden.
Druckvorschau und die notwendigen
Seiteneinstellungen. Definierte Layouts können gespeichert
und für beliebige andere Längsschnitte
Der Längsschnitt selbst zeigt seitlich zulau- erneut eingelesen werden. Längsschnitte
fende Haltungen in den Schächten mit selbst können ebenfalls gespeichert und
Anschlusshöhe und Durchmesser an für spätere Zwecke erneut eingelesen
(Abbildung 1). werden.
um zusätzlich zur Bildschirmausgabe von Das Layout des Längsschnittes kann in Die Längsschnittausgabe wird mit der
Längsschnitten in MIKE URBAN auch eine vielfältiger Form angepasst werden, Version 2011 von MIKE URBAN für
Druckausgabe nach DIN 2425, Teil 3 und Beschriftungsband und Schriftfeld werden Anwender mit gültigem Wartungsvertrag
4 zu ermöglichen. nach DIN 2425, Teil 3 und 4 erstellt und kostenlos zur Verfügung stehen.
10 Nachrichten
DHI-WASY auf der INTERSCHUTZ in Leipzig
Marcus Richter
Vom 7. bis 12. Juni öffnete die alle fünf über 90.000 m² ca. 125.000 interessierten Die INTERSCHUTZ festigte dabei Ihren
Jahre in Leipzig stattfindende internationa- Besuchern neueste Innovationen für die Ruf als Innovationsmesse! DHI-WASY prä-
le Feuerwehrleitmesse INTERSCHUTZ ihre Bereiche Katastrophenschutz, Brand- sentierte stolz die Neuauflage der innova-
Hallen. Mehr als 1350 Austeller zeigten auf bekämpfung, Rettung und vieles mehr. tiven Entscheidungshilfesoftware GeoFES.

11. Nachrichten 11
Mit seinen zahlreichen Funktionen bietet den. Nicht wenige Experten zeigten sich DHI-WASY wird sich auch weiterhin in
es in jeder Einsatzsituation die richtigen auf der INTERSCHUTZ sichtlich beein- diesem, für unsere Umwelt und dem
Werkzeuge für die Analyse und das druckt von der einfachen Handhabung Gemeinwohl, wichtigen Bereich engagie-
Lagemanagement. Basisdaten stehen in selbst komplexer Szenarien und vom ren und freut sich auf ein Wiedersehen auf
immer höherer Detaillierung zur Ver- Potenzial zur Effizienzsteigerung, die diese der INTERSCHUTZ 2015 in Hannover!
fügung und lassen sich somit optimal mit richtungsweisenden Technologien mit
den jeweiligen Einsatzdaten verschnei- sich bringen.
BMU-Forschungsprojekt
Forschungsprojekt zur solaren Wärme-
speicherung erfolgreich abgeschlossen
Wolfram Rühaak
Am 8. Juni 2010 fand am Institut für Im Rahmen des nun erfolgreich abge- schlagen haben, unter anderem in den
Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW) schlossenen Projekts unter Federführung beiden Artikeln: Diersch, H.-J.G., Bauer, D.,
der Universität Stuttgart ein Abschluss- des ITW wurde FEFLOW vom Ground- Heidemann, W., Rühaak, W. & Schätzl, P.:
workshop zu dem Projekt „Untersuchung water Modelling Centre der DHI-WASY „Finite element modeling of borehole heat
des Einflusses von Grundwasserströmung GmbH erweitert, um derartige Simu- exchanger systems – Part 1. Fundamentals
auf Erdsondenwärmespeicher" statt. lationen zu ermöglichen. Dazu wurde ein und Part 2. Numerical simulation“, die sich
spezielles Verfahren zur ein-dimensionalen beide bei der Zeitschrift Computers &
Eine vielversprechende Form der alternati- Berechnung von Erdwärmesonden inte- Geosciences (Elsevier) aktuell im Druck
ven Energienutzung ist die Speicherung griert sowie eine direkte Kopplung zu dem befinden.
von solarer Wärme während des Sommers Gebäudesimulationsprogramm TRNSYS®
im Untergrund, um sie nachfolgend im ermöglicht. Die neuen Funktionen von FEFLOW sind
Winter nutzen zu können. Bislang gab es umfassend dokumentiert in dem White
keine Software, die in der Lage war, diese Neben der weiteren Verbesserung von Paper V (online verfügbar auf www.feflow.
Fragestellung integrativ, das heißt vom FEFLOW wurden wertvolle Beiträge zur info).
Gebäude bis zum grundwasserbeeinfluss- wissenschaftlichen Theorie geleistet, die
ten Untergrund zu berechnen. sich in mehreren Publikationen niederge-
MIKE FLOOD auf der Überholspur
Britische Umweltagentur bestätigt die eindeutige Überlegenheit
Eine vergleichende Studie von Software- http://publications.environment-agency. gungen von Anwendern zu Grunde lie-
paketen zur hydrodynamischen 2D- gov.uk/epages/eapublications.storefront gen, bescheinigt MIKE FLOOD die höchs-
Modellierung, durchgeführt von der ten Wertungen für die Bereiche Modell
Britischen Umweltagentur, hat zu einem Dies ist ein eindeutiger Beleg für den tech- Setup, Stabilität, Präsentation, Visualisie-
klaren Ergebnis geführt: MIKE FLOOD ist nologischen Vorsprung des weltweit füh- rung und Datenmanagement. MIKE
als Sieger in 8 von 10 Kategorien und renden und von DHI entwickelten 1D/2D- FLOOD konnte somit auch hier als
als Zweiter in den übrigen Tests hervor- Rechenkern für die Hochwassermodel- Gesamtsieger hervorgehen.
gegangen. lierung.
Für weitere Informationen und Details zu
Vgl. hierzu „Benchmarking of 2D-Hydrau- Eine weitere unabhängige Studie der MIKE FLOOD wenden Sie sich bitte an
lic Modelling package“ verfügbar unter: Britischen Umweltagentur, der Befra- sales@dhi-wasy.de.

12. 12 Nachrichten
Veranstaltungstermine Aktuelle DHI-WASY Produkte
Software Version
Datum Veranstaltung Ort Art FEFLOW ®
6.0
05.09. – 09.09. IMWA-Jahrestagung Sydney, Canada Konferenz WGEO® 5.0
06.09. – 08.09. Internationale MIKE by DHI Konferenz Kopenhagen Konferenz HQ-EX® 3.0
09.09. – 10.09. FEFLOW/MIKE Training days Kopenhagen Workshop
WBalMo® 3.1
GeoDAta eXchange 4.0
12.09. – 17.09. IAH-Jahrestagung Krakau, Polen Konferenz
WISYS® 3.5
13.09. – 17.09. IFAT 2010 München Messe
13.09. – 17.09. FEFLOW-Basiskurs (deutsch) Berlin Training
04.10. IWRM-Tagung Karlsruhe Konferenz Aktuelle DHI Produkte
05.10. – 07.10. Intergeo 2010 Köln Messe MIKE by DHI: Release 2009 Service Pack 5
10.10. – 13.10. GeoDarmstadt 2010 Darmstadt Konferenz
® Eingetragene Warenzeichen der DHI-WASY GmbH
19.10. – 21.10. Geothermal Training FEFLOW (englisch) Shrewsbury, England (ESI) Training
25.10. – 29.10. FEFLOW-Basiskurs (englisch) Berlin Training
17.11. – 19.11. Geothermiekongress & geoENERGIA Karlsruhe Kongress/
Messe Copyright
© 2010 DHI-WASY GmbH
Kein Teil dieser Zeitschrift darf vervielfäl-
tigt, schriftlich oder in einer anderen Spra-
IFAT ENTSORGA in München che übersetzt weitergegeben werden ohne
die ausdrückliche Genehmigung der DHI-
WASY GmbH. Für sämtliche Informationen
Es ist wieder soweit, bereits nach reichlich motto: „Wasser in allen Dimensionen“ in dieser Zeitschrift übernimmt die DHI-
WASY GmbH keine Gewähr.
2 Jahren öffnet erneut die IFAT ENTSORGA nationalem sowie internationalem Publi-
vom 13. bis 17. September in München kum zu präsentieren! Hierbei wird neben DHI-WASY, FEFLOW, WGEO, WBalMo,
als Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, der weltweit etablierten MIKE by DHI- WISYS und HQ-EX sind eingetragene Wa-
Abfall- und Rohstoffwirtschaft ihre Pforten. Softwarefamilie detaillierter Einblick in renzeichen der DHI-WASY GmbH. Alle wei-
Bereits jetzt schreibt die IFAT ENTSORGA Projekte rund um die Wasserver- und -ent- teren Produkt- und Firmennamen dienen
ihrer Identifikation. Sie können eingetrage-
mit über 2600 Ausstellern aus 44 Län- sorgung geboten.
ne Warenzeichen der Eigentümer sein.
dern Rekorde.
Gern können Sie im Vorfeld dieser Messe
DHI-WASY freut sich darauf, in Halle B1, Ihren Terminwunsch an sales@dhi-wasy.de
Stand 401 seine Kompetenz und Lö- mit dem Betreff IFAT senden. Impressum
sungsportfolio getreu dem Firmenleit-
Herausgeber: DHI-WASY GmbH
Waltersdorfer Straße 105
12526 Berlin-Bohnsdorf, Deutschland
INTERGEO 2010 in Köln Telefon: +49 (0)30 67 99 98-0
Telefax: +49 (0)30 67 99 98-99
mail@dhi-wasy.de
www.dhi-wasy.de
Die alljährig stattfindende DHI-WASY wird sich in diesem Jahr in
INTERGEO gilt nach Halle 11.2, Stand 2J.146 mit seinen in- Gestaltung: ART+DESIGN· www.ad-ww.de
DHI-WASY Aktuell erscheint viermal
wie vor als der Im- novativen Fachapplikationen aus den Be-
im Jahr. DHI-WASY Aktuell wird
pulsgeber für die reichen Wasser, Umwelt und Katastro- kostenlos verteilt.
Bereiche Geodäsie, phenschutz präsentieren. Hierbei bieten Ausgabe: August 2010 (16. Jg., 3/10)
Geoin forma tion sich Besuchern Einblicke in GIS-Projekte Auflage: 3000
und Landmanage- und Fachgespräche mit unseren Experten
Zuschriften richten Sie bitte an:
ment. Besucher zu neuen Technologien und deren Nutzen DHI-WASY GmbH, Redaktion
haben hier die für die Optimierung von Geschäftspro- DHI-WASY Aktuell.
Möglichkeit sich in zessen und Arbeitsabläufen. Wenn Sie die regelmäßige Zusendung
Köln vom 5. bis 7. wünschen, schreiben Sie uns bitte
Oktober von den tech- Im Vorfeld dieser Messe können Sie gern oder rufen Sie uns an unter
nologischen Neuerungen +49 (0)30 67 99 98-0.
Ihren Terminwunsch an sales@dhi-wasy.de
V.i.S.d.P. Prof. Dr. Stefan Kaden
inspirieren zu lassen. mit dem Betreff INTERGEO senden.