Due to the sensitive situation of watercourses in the urban area of Berlin the water authorities have set special conditions for discharge especially from combined sewer overflows. To meet the legal requirements a central task is to reduce the pollutant load discharged into receiving waters and for this purpose the intelligent utilisation of the available capacities of the entire waste water system. Measures of local real-time control have already been implemented in the Berlin drainage system. This paper is focusing on the potential of an additional superior global control concept. Comparative simulations for three interconnected subsystems are carried out to evaluate different operational alternatives.

Since the 1970s we know about the idea of real-time control of urban drainage systems. Anyway, global real-time control strategies still show a lack of implementation for large drainage systems of high complexity. In Berlin, Germany, a city of 3.5 million inhabitants covering an area of around 900 km², the demand for enhanced protection of the environment and the growing economic pressure have led to an increasing application of control assets and concepts within the sewage system. In the framework of the project “Integrated Sewage Management” the possibilities of a global and integrated control strategy for the Berlin system are examined. The paper is focused on the historical concept and design of the sewerage and the further improvement towards an environment-oriented system that builds the basis for today’s considerations. The operational method and functionality of local regulators that have already been implemented are described. Further more the model-based methodology for the analysis of the system and the development of global control concepts as well as results of system analysis are stated. On the basis of model simulations it is shown that a global coordination of pump stations can lead to a reduction of sewer overflows and consequently to an enhanced water protection.

Die Steuerung von Entwässerungssystemen erlaubt bislang ungenutzte Kapazitäten, sowohl zur Speicherung, wie auch zur Reinigung von Abwasser, zu aktivieren. Die historisch gewachsene Struktur der Berliner Mischkanalisation mit ihren oben aufgeführten Eigenschaften erlaubt per se eine gezielte Bewirtschaftung der Teilentwässerungssysteme. Im Zuge von Sanierungsarbeiten wurden mittels lokaler Steuerungsorgane bereits zusätzliche Speicherreserven in den Kanalnetzen erschlossen. Um die Effizienz des Systems weiter zu erhöhen, wird im Rahmen des Projektes „Integrated Sewage Management“ das Potenzial einer Verbundsteuerung von Kanalnetzen, Pumpwerken und Kläranlagen untersucht. Erste Ergebnisse bezüglich möglicher Effekte einer globalen Steuerung von vernetzten Systemkomponenten werden für Ende 2003 erwartet, wenn anhand des entwickelten Modells verschiedene, realisierbare Steuerungsstrategien simuliert und auf ihre Auswirkungen hin getestet und evaluiert werden. Bezüglich der Umsetzung von geplanten Strategien und der Entwicklung von ersten Applikationen für den Betrieb des Abwassersystems wird an dieser Stelle auf [Mannel, 2003] verwiesen.

Die vollständige Nutzung aller Kapazitäten eines komplexen Abwassersystems, bestehend aus Kanalnetzen, Speicher- und Kontrolleinrichtungen, Drucknetzen und Kläranlagen, speziell im Regenwetterfall ist eine zentrale Aufgabe zur Minimierung von Schmutzfrachtentlastungen in die Vorfluter. Mit dem Ziel der Reduzierung der Gewässerbelastung in Berlin wurde 2000 das Projekt „Integrated Sewage Management (Integriertes Abwasser Management)“ gestarted. Die zentrale Idee des Projektes ist der Einsatz integrierter Simulationssoftware zur Untersuchung verschiedenster Management-Szenarien und hierauf die Definition und Anwendung eines integrierten Steuerungskonzeptes für den Betrieb des Abwassersystems. Besondere Aufmerksamkeit ist auf die Mischkanalisation gerichtet, die auf Grund von Entlastungen über Regenüberläufe ein potentielles Risiko der Gewässerbelastung in sich birgt. Zugleich bietet hier der Einsatz von Steuerungseinrichtungen zur Aktivierung von zusätzlichem Kanalstauraum ein beträchtliches Optimierungspotenzial für das System. Der Artikel gibt einen Überblick über das laufende Projekt. Die Voruntersuchung zur Steuerungswürdigkeit des Systems, der Modellaufbau und die Kalibrierung, sowie die Ziele des Projektes werden dargelegt.