Infrastruktur- und Energieplanung 1

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Flashcards on Infrastruktur- und Energieplanung 1, created by Dirk Duriaux on 11/12/2017.
Dirk Duriaux
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Question Answer
Arten der Infrastruktur -Materielle Infrastruktur - Immaterielle Infrastruktur (Aufbau und Verbesserung des Humankapitals) - Institutionelle Infrastruktur
Merkmale der Infrastruktur - Institutionscharakter - Lange Nutzungsdauer (führt zu langer Kapitalbindung) - Häufig große Investitionsprojekte mit hohem Kapitalbedarf - Projekte sind nicht beliebig teilbar (Mindestgröße / Mindestleistung erforderlich) - Externe Effekte (z.B. Verkehrsanbindung erzeugt Lärm, hohe Grundstückspreise,...) - Kann unentgeltlich oder entgeltlich sein
Warum ist materielle Infrastruktur für die Raumplanung wichtig -Infrastruktur bestimmt die Entwicklung à wichtige Voraussetzung für nachhaltige Entwicklung - Raumplanung steuert Verteilung und Entwicklung von Infrastruktur (sinnvolle Auslastung nur bei Abstimmung von Infrastruktur- und Siedlungsentwicklung) - Infrastruktur muss räumliche Konflikte erkennen und lösen - Raumverträglichkeit prüfen - Vorbehaltsflächen widmen
Nutzungsbeschränkungen wegen Infrastruktureinrichtungen und –gesetzen: Kenntlichmachung im Flächenwidmungsplan: - Flächen, die Nutzungsbeschränkungen unterliegen, wie Wasserrechtlich geschützte Gebiete Schutzbereiche für Versorgungseinrichtungen Bauverbotsbereiche für Eisenbahnen und Seilbahnen Sicherheitsstreifen für Hochspannungsleitungen - Gefahrenzonen der forstlichen Raumplanung - Hochwasserabflussgebiete Kenntlichmachung im Bebauungsplan: - Ver- und Entsorgungsanlagen mit überörtlicher Bedeutung
Qualitätskriterien Infrastrukturprojekte/Anlagen: - Gut für Siedlungs- und Stadtentwicklung - Hilft Ausbaupotenzial - Geringe Umweltbelastung - Schutz natürlicher Ressourcen
Womit beschäftigt sich die Siedlungswasserwirtschaft? - Trinkwasser - Nutzwasser - Abwasser - Niederschlagswasser ... im Zusammenhang mit Siedlungen.
Skizzieren zentraler (öffentlicher) Wasserversorgung + Teile - Wassergewinnung - Wasseraufbereitung - Wasserspeicherung - Wassertransport und Wasserverteilung - Pumpwerke und Regeleinrichtungen
Was ist der Unterschied zwischen Wasserbedarf und Wasserverbrauch? Wasserbedarf: Benötigte Menge für die Versorgung der Abnehmer - Derzeitiger Wasserbedarf: nach der Inbetriebnahme der Wasserversorgungsanlage der zu erwartende Wasserverbrauch (nach Zahl und Art der Verbraucher errechnet) - Zukünftiger Wasserbedarf: unter Berücksichtigung der Änderung der Struktur (z.B. Entwicklungspläne oder Lebensgewohnheiten) Wasserverbrauch: an der Übergabestelle (Wasserzähler) an den Verbraucher über einen bestimmten Zeitraum abgegebene Wassermenge
Wodurch entstehen Wasserverluste und was ist der Unterschied zwischen scheinbare und reale Wasserverluste? - Scheinbare Wasserverluste: durch Messfehler, unzulässige Wasserentnahme (ca. 0,5%) - Reale Wasserverluste: Differenz zwischen in das System eingespeiste Wassermenge zu dem aus dem System abgegebenen Wassermenge
Möglichkeiten der Wassergewinnung: Unterirdische Gewässer - Grundwasser (Brunnen) - Quellwasser (Quellfassung) Oberirdische gefasste Wässer - Niederschlagswasser - Oberflächenwasser
Grundwassertypen: - Echtes Grundwasser - Uferfiltriertes Grundwasser - Künstlich angereichertes Grundwasser
Unterschied zwischen gespanntem und ungespanntem Grundwasser: Ungespanntes Grundwasser: Wenn sich eine freie Grundwasseroberfläche ausbilden kann. Der Druck entspricht dem atmosphärischen Druck - Gespanntes Grundwasser: Keine freie Grundwasseroberfläche. Die Grundwasserdruckoberfläche liegt über dem Grundwasserleiter
Schutz von Wasserfassungen: (Was schützen die 3 Schutzzonen?) - Schutzzone 1: unmittelbare Umgebung der Wasserfassung mit 2m hohem Zaun geschützt, Bäume min. 10m, Verbot jeglicher Nutzung - Schutzzone 2: Mindestschutzgebiet, Schutz vor anthropogenem Einfluss und mikrobiellem Einfluss. So gewählt, dass Strömungszeit von Rand bis Entnahmestelle min. 60 Tage beträgt - Schutzzone 3: Schutz vor schwer oder nicht abbaubaren Schadstoffen
Hydraulische Berechnung und Bemessung: Rohrdurchmesser, Höhenlage von Hochbehältern soll so gewählt werden, dass: - der geschätzte Wasserbedarf gedeckt werden kann - der Betrieb mit angemessener Fließgeschwindigkeit möglich ist - an keiner Stelle Unterdruck entsteht - an keiner Anschlussstelle der erforderliche Druck nicht unterschritten wird - an keiner Stelle der höchste Betriebsdruck überschritten wird
Welche Netzformen der Wasserversorgung gibt es? - Verästelungsnetz (Wasser kann nur in eine Richtung fließen) - Ringnetz (Leitungen können von zwei Seiten zufließen)
Was ist die minimale Scheitelüberdeckung? 1,5m
Bauwerke der Wasserverteilung - Schächte (Zugang zu Objekten) - Kreuzungen (z.B. bei belasteten Straßen – Verlegung von Schutzrohren) - Dükerung (Absenkungen bei Wasserläufen oder tiefen Verkehrsbauten) - Überführung über Brücken
Maßnahmen der Wasservorsorge: - Kontrolle und Senkung des Wasserbedarfs - Sicherung der Grundwassereinreichung - Verhinderung der Eindringung schädlicher Stoffe
Welche Absperrvorrichtungen gibt es? - Hähne - Ventile - Keilschieber - Absperrklappen - Rückschlagklappen - Hydranten
Möglichkeiten der Wasserspeicherung: - Hochwasserbehälter - Tiefbehälter - Löschwasserbehälter - Talsperren - Untergrundspeicher
Typen der Quellwassergewinnung: - Schichtquelle - Überlaufquelle - Spaltquelle - Stauquelle
4 Brunnentypen: - Rammbrunnen - Schachtbrunnen - Vertikalfilterbrunnen (Bohrbrunnen) - Horizontalfilterbrunnen
Beschreibe den Rammbrunnen eignet sich für geringe Wasserentnahmen, für untergeordnete Zwecke und bei seicht liegendem Grundwasser. Er wird durch Rammen von perforierten Stahlrohren hergestellt. Die Perforation liegt unterhalb der Grundwasseroberfläche. Rammbrunnen sind nur in Lockergestein ohne Grobanteil möglich.
Beschreibe den Schachtbrunnen werden meist nur bei Einzelwasserversorgungen bei seicht liegendem Grundwasser verwendet. Der Schacht besteht aus Beton. Herstellung entweder durch Unterbauverfahren (abschnittsweises Ausschachten und Betonieren von Hand) oder durch das Absenkverfahren (Absenken eines Schachtes aus Fertigbeton). Wassereintritt erfolgt durch die Sohle des Schachtes. Schacht muss so tief sein, dass auch bei niedrigen Grundwasserständen Wasser entnehmbar ist.
Beschreibe den Vertikalfilterbrunnen (Bohrbrunnen) Durch eine lotrechte Bohrung können verschieden tiefe wasserführende Schichten erschlossen werden. Durch den Ausbau mit Filterrohren und Vollrohren kann Wasser aus verschiedenen Schichten entnommen werden. Herstellung umfasst folgende Arbeitsvorgänge: - Ausheben der Baugrube - Durchführung der Bohrung - Einbau der Filter- und Vollrohre - Verkiesung - Entsanden - Installation der Entnahmevorrichtung
Beschreibe den Horizontalfilterbrunnen wird angewendet bei Wasserversorgungsanlagen und Industrieanlagen mit großem Wasserbedarf und gut wasserführenden, aber gering mächtigen Bodenschichten. Da große Dauerentnahmen möglich sind, ist eine sorgfältige Untersuchung des Grundwasservorkommens erforderlich. Der Horizontalfilterbrunnen besteht aus einem wasserdichten Schacht und horizontalen Filterohren, durch die der Wassereintritt erfolgt.
Wozu ist eine Gruppenwasserversorgung gut? - Zu gegenseitiger Absicherung bei Wassermangel oder bei fehlenden geeigneten – Wassergewinnungsmöglichkeiten - Mehrere zusammenhängende Gebiete, die von einer oder mehreren Versorgungsstellen versorgt werden - Lange Fern- und Zubringerleitungen - Manchmal mehrere Pumpwerke und verschieden hoch liegende Behälter - Kann einen vorübergehenden Engpass in der Wassergewinnungsstelle durch Zuleitung von einer benachbarten decken - Weiterentwicklung führt zu einer regionalen oder überregionalen Wasseranlage (EVN)
Welches sind die Ziele einer Wassergenossenschaften ? Können gemäß dem Wasserrechtsgesetz zur Verfolgung wasserwirtschaftlich bedeutsamer Zielsetzungen gebildet werden. z.B.: Schutz von Grundeigentum gegen Wasserschäden, Versorgung mit Trink-, Nutz- und Löschwasser, Reinhaltung von Gewässern, ...
Was ist ein Grundwasserleiter? und welches sind die 3 Grundtypen? Gesteinskörper, der Hohlräume aufweist (geeignet um Grundwasser zu leiten) 3 Grundtypen: - Porengrundwasserleiter (aus Locker- oder Festgestein mit durchflusswirksamen Porenanteil) - Kluftgrundwasserleiter (Festgestein mit durchflusswirksamen Kluften) - Karstgrundwasserleiter (Hohlkörper, der durch Verkarstungsprozess entstanden ist)
4 Anforderungen an Abwasserentsorgung: - Wasserdichte Kanäle - Kanalisation muss alle anfallenden Abwässer erfassen - Nicht oder nur gering verunreinigtes Regenwasser ist vor Ort zu versickern oder nach Rückhalt in ein Gewässer einzuleiten - Abwässer dürfen nur nach ausreichender Reinigung in Gewässer eingeleitet werden
Arten von Abwasser: - Qh: häusliches Schmutzwasser - Qg: betriebliches Schmutzwasser - Qs: (=Qh + Qg) Schmutzwasser generell - Qf: Fremdwasser (unerwünschter Abfluss im Entwässerungssystem - Qt: (Qs + Qf) Trockenwetterabfluss - Qr: Regenwasser - Qm: Mischwasser (=Qs + Qr + Qf)
4 Arten der Kanalisationsverfahren: - Mischverfahren (Schmutz- und Regenwasser in einem gemeinsamen Entwässerungssystem abgeleitet) - Trennverfahren (getrennt in Leitungen in den Schmutzwasserkanal und den Regenwasserkanal abgeleitet) - Modifiziertes Mischverfahren (ausschließlich Regenwasser von stark verschmutzten Flächen) - Modifiziertes Trennverfahren
Rahmenbedingungen für Situierung von Kanälen - Durchgängiges Gefälle (bei verästeltem Netz) - Auf öffentlichem Gut errichtet - Abwasserreinigungsanlage an eigenem Vorfluter - Alle Objekte müssen an das Kanalnetz angeschlossen werden können - Ausreichendes Gefälle um Ablagerungen zu verhindern - Um so kleiner die Stränge, desto größer muss das Gefälle sein - Gesamtlänge so kurz wie möglich - Wenn kein durchgängiges Gefälle à Rohre tiefer legen oder Pumpstation einbauen - Rücksichtnahme auf vorhandene Straßenbauten
Gefälle von Kanalsystemen: - So groß, dass sich möglichst keine Ablagerungen bilden - Größte zulässige Fließgeschwindigkeit von 6m/s darf nicht überschritten werden (gegebenenfalls Absturzbauwerke)
Querschnittsfomen von Geschlossenen Kanälen: - Kreis (statische Vorteile, günstig für große Wassermengen, alle Baustoffe geeignet) - Ei-Profil (kleinere Abflüsse, aber große Fülltiefen, mehr Schleppensammlung) - Maulprofil (günstig für große Wassermengen bei niedriger Bauhöhe, bei Teilfüllung ungünstig weil geringe Wassertiefen, in Ortsbeton) - Haubenprofil (günstig für große Wassermengen, statisch besser als Maulprofil)
Querschnittsfomen von ofennen Kanälen: - Mulden - Gräben
Unterschied zwischen offener und geschlossener Herstellung: Offene Herstellung: - Aushub des Rohgrabens (ausheben – sichern – betten – verlegen – verdichten – verfüllen – Verbau abbauen) Geschlossene Herstellung: - Bodenverdrängungsverfahren (durch Stahlrohr mit Konusspitze oder durch Drucklufthammer - Kanalrohr später nachgezogen) - Bohrverfahren (gebohrt und Bohrmaterial aus dem Hohlraum entfernt, anschließend Kanalrohr eingepresst oder eingezogen) - Mikro-Tunneling (Erdmasse wird in anderen Schacht gepresst)
Wann benötigt man eine Wasserhaltung beim Kanalbau? Wenn der Kanal unterhalb des Grundwasserspiegels verlegt wird. - Offene Wasserhaltung mit Pumpensumpf und Bauchtauchpumpe (bei geringen Wasserdruck und Wasserstand) - Geschlossene Wasserhaltung mit Schwerkraft- oder Vakuumentwässerung für Böden mit hydraulischer Durchlässigkeit
Teile einer kommunalen Abwasserreinigungsanlage (ARA): - Mischwasserbewirtschaftung - Rechenanlage (entfernt grobe Stoffe) - Sandfang - Absetzbecken (Vorklärbecken) - Belebungsanlage - Nachklärbecken - Schlammbehandlung - Schlammentsorgung
Arten der Schlammbehandlung: - Anaerobe Schlammfaulung (Klärschlamm wird in geschlossenen Behältern ohne Luftzutritt ausgefault) - Aerobe Schlammstabilisation (Schlamm wird belüftet und durch Mikroorganismen abgebaut)
Abwasserreinigungsanlagen (ARA) Alternativen im ländlichen Raum: - Senkgruben - Kleinkläranlagen (Belebungsanlagen, Tropfkörperanlagen, Rotationstauchkörper, Pflanzenklärbecken) - Reinigung an Ort und Stelle in dezentralen Abwasserreinigungsanlagen - Sammel- und Abführsysteme
Bauteile der Kanalisation: - Kanalrohre bzw. Kanalprofile - Schächte - Straßenabläufe - Kanaleinmündungen, Vereinigungsbauwerke - Absturzbauwerke - Kreuzungsbauwerke - Mischwasserüberlauf - Abwasserpumpwerke - Sonstige dazugehörige Bauwerke
3 Belastungen für die Bauteile einer Kanalisation: - Statische und dynamische Belastungen (Erdlasten, Verkehrslasten, Wasserdruck) - Mechanische Belastungen (hohe Fließgeschwindigkeiten) - Korrosive Beanspruchungen (aggressives Abwasser)
Verunreinigung Abwasser in Kerngrößen beschreiben: - Abwassertemperatur (Winter ca. 10°, Sommer ca. 20°) - Absetzbare Stoffe (Mililiter auf ein Liter Wasser) - Abfiltbare Stoffe (Miligramm auf Liter), Glührückstand (Miligramm auf Liter oder Prozent) - pH-Wert (sauer, neutral oder alkalisch -> Sauer greift Betonbauwerke an)
Was ist mit Grundwasserstockwerk gemeint? Grundwässer sind in verschiedene Stockwerke gegliedert, welche durch schwer bzw. undurchlässige Schichten voneinander getrennte Grundwasserleiter darstellen
Was ist mit Grundwasserstockwerk gemeint? Mit Skizze Grundwässer sind in verschiedene Stockwerke gegliedert, welche durch schwer bzw. undurchlässige Schichten voneinander getrennte Grundwasserleiter darstellen
Was ist unter realen Wasserverlusten zu verstehen? - Scheinbare Wasserverluste: durch Messfehler, unzulässige Wasserentnahme (ca. 0,5%) - Reale Wasserverluste: Differenz zwischen in das System eingespeiste Wassermenge zu dem aus dem System abgegebenen Wassermenge
Was ist unter einer Pflanzenkläranlage zu verstehen? (Funktionsweise + Unterschied zu technischen Anlagen) Anlagen mit bepflanzten Bodenfiltern • Mechanische Vorreinigungsstufe & offenes Filterbecken mit Folienabdichtung • Funktion: Abwasser wird in Bodenfilter geführt -> Wurzeln der Pflanzen sorgen für Durchlüftung -> perfekter Lebensraum für Mikroorganismen -> Wasser wird durch diese gereinigt, gesammelt und dann in den Vorfluter oder Untergrund abgeleitet
Warum ist die Infrastrukturplanung auch gestaltende Raumplanung? Investitionen für Infrastrukturen werden zu einem Großteil von der öffentlichen Hand bezahlt. Bei einer integrierten Planung kann bei Neubau und Ausbau von Infrastrukturen die Raumstruktur durch Bund, Länder und Gemeinden gestaltet werden. Viele Infrastrukturen, vor allem die für Verkehr- und Versorgung bleiben einmal gebaut für sehr lange Zeit, daher besteht bei einer Planung neuer Infrastrukturen die kluge Platzierung bzw. Dimensionierung eine sehr große Verantwortung. Diese beeinflussen durch den Bau auch die Gestaltung und die räumliche Entwicklung
Womit beschäftigt sich die Siedlungswasserwirtschaft? Mit Trink-, Nutz-, Ab- und Niederschlagswasser/ Oberflächenwasser im Zusammenhang mit Siedlungen!
Benennen sie die Unterscheidungsmerkmale von Wasserkraftwerken Technisch unterschiedliche Kraftwerke für Grund-, Mittel- und Spitzenlast. Grundlast: Laufwasserwerk, Kern- und Braunkohle Kraftwerke müssen für einen wirtschaftlichen betrieb lange Betriebszeiten aufweisen. Mittellast: Steinkohle- Kraftwerke, Speicherkraftwerke Spitzenlast: schnell anlaufende Gasturbinen und Pumpspeicher Kraftwerke
Benennen sie Qualitätskriterien für Infrastrukturprojekte und Anlagen Möglichst geringe Umweltbelastung: wenig Energieeinsatz; Einführung geschlossener Kreisläufe zur Rohstoffeinsparung –Reduktion der Abfälle durch Recycling; umweltschonende Verfahren zur Abfallbehandlung Schutz der natürlichen Ressourcen: Gewässer-& Umweltschutz  normative Maßnahmen; geringer Energieverbrauch zur Erhaltung der Primärenergiequellen; gezielte Verwendung von Rohstoffen (Wasser) in Abhängigkeit von der notwendigen Qualität (Trink und Brauchwasser)
Welche Möglichkeiten der Behandlung von von biogenen Abfällen kommen zum Einsatz? Kompostierung: Umwandlung von organischen Stoffen durch Bakterien Pilze etc in Kompost! Vererdung: Anaerobe Faulung: =Vergärung zB in Biogasanlagen welche für schlammartige oder feste Abfälle geeignet sind- Produkte sind Faulgas und Abwasser; geringer Platzbedarf, keine Geruchsemissionen, Energiegewinnung
Beschreiben sie das Konzept einer Erdwärmesonde Ist ein unterirdischer Wärmeaustauscher und ermöglicht die Nutzung von Erdwärme; ist ein geschlossenes, mit Wärmeträgerflüssigkeit (Wasser und Frostschutzmittel- transportiert durch Zirkulation die Energie) gefülltes u—förmiges Rohrsystem- meistens vertikal durch Bohrung angebracht.
Benennen und beschreiben sie mögliche (Wasser-) Schutzkonzepte und –strategien auf Objektebene Nasse Vorsorge: die Überschwemmung des Gebäudes wird bewusst zugelassen (Verwendung von Wasser-unempfindlichen Materialien des Innenausbaus und angepasste Gebäudenutzung sind erforderlich). Abdichtung: Das Gebäude wird wasserdicht als weiße oder schwarze Wanne ausgebildet. Schäden entstehen lediglich durch Verschmutzung der Gebäudehülle. Abschirmung: Das Wasser wird mittels Barrieren oder durch Höherlegung des Gebäudes ferngehalten.
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