Dimensionierung Überlauf

[homartens]

Hallo Gartenteich Community,
ich beschäftige mich seit Stunden mir der Dimensionierung meines Überlaufs, komme aber leider zu keinem eindeutigen/ sicheren Ergebnis. Deshalb frage ich sicherheitshalber mal bei euch nach.

Ich bin gerade dabei, ein "Wasserbecken" zu bauen. Die Größe ist dabei hoffentlich erst einmal egal.
Das Wasser soll in einem Kreislauf fließen.
Ich speise Wasser über einen Wasserspeier/ Wasserfall in das Becken ein. Das Wasser läuft an einer Stelle des Beckens über, in einen Kanal, welcher um das Becken herumläuft. Am Ende des Kanals befindet sich der Über- bzw. Auslauf in Form von 3 Rohren. Aus diesen 3 Rohren soll das Wasser dann in einen Auffangbehälter Fallen, in welchem sich die Pumpe befindet. Die Pumpe pumpt das Wasser dann - über den Wasserspeier - zurück in das Becken.
Ich muss dazusagen, so soll es mal funktionieren, ich bin noch im Rohbau.

Die Pumpe muss das Wasser ca. 1,5m hoch pumpen. Bei dieser Höhe schafft die Pumpe ca. 0,5bar und ca. 5000l pro Stunde.
Der Druckschlauch von der Pumpe zum Wasserspeier hat 32mm Durchmesser, also eine Querschnitts-Fläche von ca. 804,25mm².
Der Wasserspeier hat einen eckigen Auswurf von ca. 300mm x 6mm, also eine Auswurf-Fläche von ca. 1800mm².
Der Kanal, in welchem das Wasser mit leichtem Gefälle zu den Auslaufrohren fliesst, soll ca. 200mm Durchmesser haben (wie ein halbes, nach oben offenes Rohr).
Die 3 Auslaufrohre haben jeweils einen Innen-Durchmesser von 23mm, also eine Querschnitts-Fläche von ca. 415,5mm². Bei 3 Rohren ergibt dies eine Querschnitt-Gesamtfläche von ca. 1246,5mm².

Meine Frage an euch: reichen die 3 Auslaufrohre aus, um das überlaufende Wasser sicher abzuführen, oder wird sich das Wasser vor den 3 Auslaufrohren stauen, und letztendlich zu einem Überlaufen des Kanals/ Wasserbeckens führen?

Ich hänge mal ein Foto vom "Rohbau" an, vielleicht hilft es ja - ist nur der Unterbau, zur Formgebung.
Hinten, in der Mitte, seht ihr ein Leer-Rohr. Aus diesem wird der Wasserspeier stehen.
Vorne links wird das Wasser aus dem Becken in den Kanal laufen ... um das Becken herum, und dann dort, wo das Rundholz liegt, soll das Wasser durch die 3 Rohre, durch die Terrassenmauer, nach unten fallen.

Vielen Dank und schönen Rest-Sonntag noch,
Holger

 

[RKurzhals]

Hallo Holger,
wenn ich Dich richtig verstanden habe, willst Du das Wasser in Deinen runden Teich mit einem 1,5m hohen Wasserfall speisen , und dann den größten Teil davon oberflächlich einmal um 270° um das Becken herum leiten, und zum Schluß durch drei 23mm-"Strohhalme" zu einer Pumpe (Pumpenkammer, Direktanschluß, ..?).
1,7 m³/h (das ist ein Drittel Deiner 5 m³/h) durch ein sauberes und glattes 23 mm-Rohr verursachen 70 cm Druckverlust pro laufenden Meter Länge, das kannst Du auch selber online ermitteln.
Am besten erklärst Du uns Deine Konstruktion ein wenig. Ist der Wasserfall wirklich mannshoch über dem Teich angebracht? Soll das Wasser oberflächlich aus dem Rundteich abfließen? Was hat es mit den 23mm-Rohren auf sich? Ich nehme an, dass ich Deine umfangreichen Ausführungen nicht richtig verstanden habe, möglicherweise geht es auch einigen anderen hier so.

 

[Turbo]

Salü
Einfach mal so als Grundgedanke.
Ein Wasserfall ist laut. Hast du dir schon überlegt, wie du das Wasser Nachts in das Becken bringst?
Beim Ablauf von deiner Halbrundrinne mal als Grundsatz. Was du reinbringst an Wasser muss auch wieder raus. Je kleiner der oder die Abläufe, desto mehr Geschwindigkeit im Ablaufrohr und unter Umständen auch Geräusche durch schlürfen nachgesogener Luft und das plätschern des ausströmenden Wassers. Das schlürfen kannst du mit einem automatischen Belüfter verhindern. Mit Blättern etc. aber störungsanfällig.
Bei einem zb. 10cm Durchmesser Ablauf wirst du das Problem nicht haben.
Beim 23er Stutzen genügt ein Blatt und das ganze funktioniert nicht mehr.
Was machst du, damit die Frösche nicht im Pumpenschacht landen und das ganze Starkregen fähig ist? (Laubkorb)
Je nach Länge der Rinne gibt es auch Rückstau. Aber 5000Liter sehe ich bei einer 200er Halbschale als problemlos.
Hast du an den Überlauf gedacht. (Regen und Schnee)
Liebe Grüsse
Patrik

 

[bachbild]

Meine Frage an euch: reichen die 3 Auslaufrohre aus, um das überlaufende Wasser sicher abzuführen, oder wird sich das Wasser vor den 3 Auslaufrohren stauen, und letztendlich zu einem Überlaufen des Kanals/ Wasserbeckens führen?

Hallo Holger,

wie viel Wasser durch deine 3 Rohre fließt, hängt (unter Andrem) vom Druckunterschied an ihren Enden ab (also z.B. 3 cm Wassersäule auf der einen Seite, freier Ausfluss auf der anderen). Der Druckunterschied beschleunigt beim Anfahren des Ganzen dann das Wasser im Rohr. Mit der Geschwindigkeit nimmt der Druckverlust im Rohr (quadratisch mit der Geschwindigkeit - also sehr schnell) zu, bis beides sich die Wage hält. Dann fließt das Wasser gleichmäßig durch deine Rohre.

Fließt wenig ab als die Pumpe leistet, staut sich das Wasser in deiner Rinne. Der Druckunterschied wird durch das steigende Wasser größer, es fließt mehr durch die Rohre. Ob das funktioniert, bevor es überläuft, kannst du ausrechnen (Google -> Druckverlust Rohr, ist nicht soo schwer, nur etwas fummelig, bis alles passt).

ABER: Einen Abfluss oben aus einem Teich zu haben ist immer eine gute Idee. Das meiste was in den Teich fällt / geweht wird schwimmt zumindest eine Weile. Deine Rinne wird dir das schön aus dem Teich entfernen (aka Skimmer, Negative Edge). Das heißt aber auch, dass alle Blätter, Stöckchen, Plastikfetzen etc. in Richtung deiner liebevoll berechneten Rohre fließen... Verstopfen die Rohre, hängt es vom Volumen deines Pumpenschachts ab, was passiert: entweder fällt der zuerst trocken, oder zuerst läuft deine Rinne über, bevor die Pumpe kein Wasser mehr bekommt. Du solltest also überlegen, wie du damit umgehst.

Eine Wehrkante über die es durch ein Sieb in den Pumpenschacht fällt, wäre z.B. weniger Störungsanfällig. Wenn das dekorativ aussehen soll (davon gehe ich wegen der 3 Rohre mal aus), könnte man das z.B. so lösen, dass die Wehrkante ein netter Wasserfall und das "Sieb" eine Schicht Kies auf einem Gitter ist unter dem man das Wasser abpumpt (s. Google Bildersuche: pondless waterfall). Ist dieses Kiesbett gut zugänglich, kannst Du da ab und an einfach die Blätter rausnehmen. Gehen würde das ganze natürlich auch mit Rohren, die würde ich dann aber so dimensionieren, dass da auch ganze Blätter durchgehen. 23mm ist dafür sicher viel zu klein.

P.S. 5000l/h aus 1,5m Höhe ist viel. Da solltest Du gut überlegen, wie Du das ohne Ohrenbetäubendes Tosen und (zu viele) Spritzer ausserhalb des Teichs zurückfallen lassen willst.

P.P.S. Sieh auch noch mal auf den 32mm Schlauch, möglicherweise kannst Strom sparen wenn du den eine Nummer größer machst.

 

[homartens]

Guten Morgen zusammen!
Ich bin total erfreut über eure vielen, detaillierten Rückmeldungen.

An Blätter, die die Abfluss-Rohre verstopfen, hatte ich Anfangs mal gedacht, aber dies total vergessen. Es gibt aber in der Nähe keine Pflanze, die Blätter verliert. Der Lorbeer im Hintergrund ist immergrün. Das Thema nehme ich mit und mach mir Gedanken darüber.
Die Rohre haben deshalb 23mm Innen-Durchmesser, weil ich die Rohre noch im Keller liegen habe, und ich Löcher durch die Terrassenmauer aus Betonsteinen bohren muss. Das Gefälle reicht nicht aus, das Wasser über der Mauer abzuleiten. Nach euren Rückmeldungen habe ich mich aber entschlossen, den Abfluss erst ganz zum Schluss zu erstellen, wenn ich das genaue Gefälle und die genauen Höhen kenne. Eventuell passt eine Wehrkante/ ein Wasserfall über die Terrassenmauer ja doch.

Frösche bzw. andere Tiere können nicht in den Pumpenschacht gelangen. Bei dem Pumpenschacht handelt es sich im einen vergrabenen Behälter, der mit einem Gitter abgedeckt ist. Auf dem Gitter liegt ein feinmaschiges Gewebe aus Edelstahl, und darauf liegen Steine.
Um die Pumpe, etc. Winter fest zu machen, bzw. um Wartung durchzuführen, muss ich die Steine, Gitter, etc. entfernen. Sollte aber kein Problem sein, solange die Pumpe nicht alle paar Tage ausfällt.

Sollte das Wasserbecken bei Regen überlaufen, ist das kein Problem. Durch das Gefälle der Terrasse würde das Wasser in den Garten laufen.
In der Theorie kann das Wasserbecken aber nicht überlaufen, denn der Auffangbehälter/ Pumpenschacht ist über ein Rohr mit einem auf Garten-Niveau liegenden Teich verbunden, so dass sich die Wasserpegel Teich - Pumpenschacht ausgleichen. Im Pumpenschacht befindet sich eine automatische Wasser-Nachspeisung, um im Sommer die Verdunstungs-Verluste im Teich auszugleichen. Wenn also das Wasser im Wasserbecken steigt, läuft mehr Wasser in den Auffangbehälter/ Pumpenschacht, und vom Auffangbehälter/ Pumpenschacht in den Teich. Wenn, dann sollte also der Auffangbehälter/ Pumpenschacht und der damit verbundene Teich auf Garten-Niveau überlaufen.
Auf diese Details war ich nicht eingegangen, weil es mir ja nur um die Dimensionierung der Ablauf-Rohre ging.

Zum Wasserfall: das Wasser kommt aus einer Schwalldusche - das Wort hat mir gestern gefehlt - wie dieser hier: Schwalldusche
Die Schwalldusche steht direkt am Beckenrand, aber ca. 1,5m oberhalb der Pumpe. Die Pumpe steht unterhalb der Terrasse im Auffangbehälter bzw. Pumpenschacht. Das Wasser fällt aus der Schwalldusche ca. 50cm tief in's Wasserbecken. Ich habe mal einen Test-Aufbau gemacht, wo ich das Zusammenspiel Pumpe-Schwalldusche und die Wurfweite des Wassers getestet habe - war alles prima, kaum Wassergeräusche. Sehr angenehm.

Wie genau das Wasser laufen soll, werde ich mal aufzeichnen. Ich muss dazu nur noch ein neues Foto inkl. der Schwalldusche machen. Das schaffe ich gerade nicht.

Bis später,
Holger

 

[homartens]

Hallo, ich noch mal.
Ich habe mir eure Kommentare bzgl. verstopften Rohren und Ablauf-Alternativen noch mal durch den Kopf gehen lassen.
Ich werde von den Rohren Abstand nehmen, und den Ablauf/ Überlauf als "Edelstahl Unterwasserklinge" ausführen. Beispiel
Dazu muss ich vermutlich meine Terrassenmauer mit der Flex einschneiden, aber sollte machbar sein.
Damit wären alle meine Problem bzgl. Wassermenge und Verstopfung durch Laub weg.
Ich danke euch für eure Beratung.
Wenn das Wasserbecken mal fertig ist, mache ich einen Update und stelle ein Foto hier rein.
Gruß,
Holger

 

[homartens]

Hallo zusammen,
hat viel länger gedauert, als ich gedacht hatte. Ich habe das "Becken" mit Überlauf nun endlich fertig gestellt ... zumindest die Beton Arbeiten.
Hier mal ein Bild von dem Werk. 
Die Unterwasserbeleuchtung und die Wasser-Installation fehlen noch.

Eine Frage habe ich aber noch an euch: ich habe beim Lesen des Kleingedruckten gelesen, dass die "Edelstahl Unterwasserklinge" (Überlauf hinten rechts im Bild) nicht mit dem Beton in Kontakt kommen soll. Leider habe ich das vor dem Mauern/ Verfugen nicht gelesen, so dass nun die dem Becken zugewandte Seite der "Edelstahl Unterwasserklinge" direkt mit der letzten Beton-Fuge Kontakt hat. Wird das Edelstahl Blech dort rosten? Muss ich die Fuge ausfräsen und durch einen Dichtstoff (z.B. Innotec Adheseal) ersetzen?

Ich wünsche euch einen schönen Tag!
Holger

 

[homartens]

Hallo,
der Wasserlauf ist nun in Betrieb und funktioniert prima. Leider bekomme ich es nicht hin, hier ein Video hochzuladen.
Hier die Links zu youtube:
Teich Terrasse oben

View: https://www.youtube.com/watch?v=X-GOCbo52pY


und Terrasse Wasserfall

View: https://www.youtube.com/shorts/e1wog4sdB2M


Die provisorische Abdeckung des Brunnenschachtes ist auch schon ersetzt, aber leider auf dem Video noch nicht zu erkennen.
Wie vermutlich von euch erwartet, habe ich mit Effekten zu kämpfen, welche ich nicht erwartet hatte.
Hoffentlich könnt ihr mir noch einmal helfen bzw. Tips geben.

(1) Wasserverlust
Im Brunnenschacht sitzt eine automatische Wassereinspeisung, welche Wasser nachspeist, sobald der Wasserpegel unter einen bestimmten Level fällt. Dies funktioniert auch klaglos, jedoch die nachgespeiste Wassermenge kommt mir sehr hoch vor.
Im Kreislauf befinden sich ca. 1300l Wasser. Die Oberfläche des Teiches beträgt ca. 4qm (ohne Wasserfall nach unten).
Laut Web sollte der Teich zwischen 2-5l Wasser pro qm pro Tag verdunsten; das wären max. 20l pro Tag.
Es werden aber in 11h30m Betrieb zwischen 100l und 330l Wasser nachgespeist (ich kontrolliere gerade, ob die vom LinkTap Ventil gemessene Menge wirklich stimmt). Ein Teil des Wasser wird verdunstet sein, aber kann es wirklich sein, dass bis zu 300l am Tag verwehen bzw. durch Spritzen des Wasserfalls verloren gehen?
Es kommen alle Katzen der Umgebung zum Saufen an den Teich, genauso wie hunderte von Vögeln, welche dort trinken und ausgiebig baden - aber, das wird ja nicht 300l Wasser am Tag verbrauchen?
Ist alles nur Regenwasser, aber trotzdem etwas, das ich verstehen möchte.

(2) PH-Wert
Ich befülle den Teich ausschliesslich mit Regenwasser. Das Regenwasser kommt aus einer ca. 24 Jahre alten Beton-Zisterne und hat eine PH-Wert von ca. 6 bis 6,5. Das Wasser im Teich hingegen hat einen PH-Wert von 8 bis 8,5. Der hohe PH-Wert begünstigt Rotalgen-Wachstum, was auch deutlich zu erkennen ist.
Um den PH-Wert zu senken, habe ich einen Schuss konzentrierte Essig-Säure in den Teich geschüttet (zu dem Zeitpunkt waren, ausser den Rotalgen, keine Pflanzen im Teich; Tiere sowieso nicht). Der PH-Wert fiel daraufhin auf <6, was die Rotalgen sofort "vernichtete". Leider war der PH-Wert kurze Zeit später wieder bei >= 8.
Dann habe ich laut LinkTap 650l Wasser nachgespeist, was ca. der Hälfte des Gesamt-Wasservolumens entspricht. Resultat: einen Tag später war der PH-Wert wieder bei >=8.
Die Karbonhärte des Wassers liegt bei ca. 5.
Kann es sein, dass der relativ frische Beton/ die Beton-Fugen den PH-Wert durch Auswaschungen derart beeinflussen?
Wenn ja, wie lange wird es dauern, bis der PH-Wert stabil bleibt?
Tips willkommen!

Ich wünsche euch einen schönen Tag,
Holger

Edit Digicat: Ich habe die Videos eingefügt

 

[DbSam]

Hallo Holger,

wie soll man das aus der Ferne einschätzen?

Fragen/Überlegungen:

1. Die Wand am Terrassenwasserfall ist sehr nass und schon von ganz oben.
   Da läuft irgendwo was daneben
2. Trotz Sieb auf der Brunnenabdeckung wird viel Wasser verspritzt.
   Der Terrassenwasserfall ist zu hoch, dort unten kommt kein klarer und geräuscharmer Wasserfilm mehr an, sondern nur noch abstürzendes Wasser.
3. Wie misst Du wo in welcher Höhe den Pegel für die automatische Nachfüllung?
   Beachte bitte, dass nach der Inbetriebnahme immer etwas Wasser in den Umlauf gebracht werden muss. Der Pegelsensor muss also etwas tiefer sitzen.

Kann es sein, dass der relativ frische Beton/ die Beton-Fugen den PH-Wert durch Auswaschungen derart beeinflussen?

Ja.
Für wie lange, dass kann ich Dir so nicht sagen ...


VG Carsten

PS:
Hier sind ca. 650 Liter im Vorrat und u. a. eine 21000er Pumpe am Werkeln ...
Wenn es nicht regnet, dann reicht das Wasser locker ein bis zwei Wochen bei ganztägigem Wochendbetrieb und in der Woche an den Abenden.

Angenehm plätschernder Normalbetrieb:
 

... und programmgesteuert ab und zu mal etwas Power.
Hier ca. zwei Drittel Höhe und der dazugehörige Aufschlag:
 

 


Die automatische Nachfüllung ist noch nicht in Betrieb, da muss ich noch die Installation fertig stellen.
Drängelt aber eben nicht, da nur wenig Wasser verloren geht ...

 

[homartens]

Hallo Carsten,
danke für deine zeitnahen Antworten.

Die Wand am Terrassenwasserfall ist sehr nass und schon von ganz oben.
Da läuft irgendwo was daneben

Stimmt. Das passiert immer dann, wenn ich die Pumpe abschalte. Am Ende tröpfelt das Wasser nur noch und läuft dann die Wand runter. Das Video ist aus der Testphase. Bei den heutigen 11h30m Betrieb wird die Wand nur am Ende nass, wenn die Pumpe abgeschaltet wird - sollte also nicht mit mehreren hundert Litern zum Wasserverlust beitragen.

Trotz Sieb auf der Brunnenabdeckung wird viel Wasser verspritzt.
Der Terrassenwasserfall ist zu hoch, dort unten kommt kein klarer und geräuscharmer Wasserfilm mehr an, sondern nur noch abstürzendes Wasser.

Stimmt auch. Ich habe das Sieb derzeit leicht nach hinten geneigt; das reduziert das Verspritzen schon deutlich. Ich habe vor, zum Testen mal eine Röhre auf das Sieb zu stellen, so dass der Wasserfall in der Röhre verschwindet und weniger Wasser verspritzen kann. Gegen Wind-Verwehungen wird das aber auch nicht helfen. Die Höhe ist leider fix.
Unter dem Gitter fällt das Wasser auf eine schräg hängende Platte, und nicht direkt in das Wasser im Pumpenschacht. Dadurch ist der Geräuschpegel sehr angenehm leise. Ohne die schräg hängende Platte ist der Wasserfall sehr laut.

Wie misst Du wo in welcher Höhe den Pegel für die automatische Nachfüllung?
Beachte bitte, dass nach der Inbetriebnahme immer etwas Wasser in den Umlauf gebracht werden muss. Der Pegelsensor muss also etwas tiefer sitzen.

Stimmt ebenfalls. Der Pegelsensor ist eine "Spülkasten-Nachspeisung", welche knapp über der Pumpe sitzt. Bei Abschalten der Pumpe läuft der Pumpenschacht fast bis zum Rand voll. Es sind immer ca. 200l im Umlauf, wenn die Pumpe in Betrieb ist.
Der Pumpenschacht selbst fasst ca. 300l. Das reicht gerade so, dass die Pumpe immer unter Wasser steht, und der Pumpenschacht beim Abschalten der Pumpe nicht überläuft.

Ich werde weiter testen, und den vom LinkTap protokollierten Wasserverbrauch kontrollieren.

Mehr Bauchschmerzen verursacht derzeit der PH-Wert. Ich hoffe, der pendelt sich nach einiger Zeit ein, wenn der Beton "ausgewaschen" ist.