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wlb - Wasser, Luft und Boden 3/2015

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Weg mit der Flut

Weg mit der Flut Regenwasserbehandlung bei Starkregen am Beispiel eines Retentionsrinnenfilters Claus Huwe Anlagen der dezentralen Regenwasserbehandlung werden an den unterschiedlichsten Standorten eingebaut. Die bestehenden Zulassungsprüf verfahren dieser Systeme beleuchten dabei hauptsächlich die Schadstoff-Rückhalteleistung bei moderaten Regenereignissen. Bei Starkregen ereignissen müssen jedoch zusätzliche Anforderungen an Konstruktion, Filtersubstrat und Schadstoff-Reinigungsvermögen gestellt werden, um die Gewässer zu entlasten und zu schützen. Der Einbau dezentraler Regenwasser-Behandlungsanlagen ist besonders in drei Fällen eine sinnvolle Investition: Erstens als Reinigungssystem, zweitens als unabhängiges Modul zur Abkopplung von der Mischwasser-Kanalisation oder drittens, um Niederschlag gänzlich außerhalb der Mischwasser-Kanalisation alternativ Oberflächengewässer oder Grundwasser zu versickern. Bei Starkregen-Ereignissen sind solche Regenwasser-Behandlungsanlagen als Bestandteil von Entwässerungssystemen ebenfalls von Überstau und Überflutungen betroffen. Autor: Dipl.-Agrar-Ing. Claus Huwe, Produktmanager, Hauraton GmbH & Co. KG, Raststatt Da sich die Anlagen in räumlicher Nähe zu den Entwässerungsflächen befinden, ergibt sich ihre hydraulische Bemessung unmittelbar aus den Abflusshöhen des „wirksamen Niederschlags“. Bei der Konstruktion solcher Anlagen ist die Integration von Speichervolumen und Abflussverzögerungen das Mittel der Wahl. Das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBt) hat für die Zulassung von dezentralen Behandlungssystemen feste Grundsätze für die unterirdische Versickerung bestimmt. Diesen Grundsätzen müssen alle zugelassenen Systeme ohne Überlauf genügen. Alle vom DIBt zugelassenen Systeme verfügen über Filterstufen, um die erforderliche Reinigungsleistung zu gewährleisten. Die dabei maximal beaufschlagte Regenspende zur Remobilisierungsprüfung von Schad- und Feststoffen beträgt 100 l/(s × ha). Hydraulische Anforderungen Die hydraulische Leistung eines Retentionsrinnenfilters ergibt sich aus der Filtergeschwindigkeit und dem Aufnahmevermögen des Retentionsvolumens. Für die Bemessung dieses Systems ist es sinnvoll, das Darcy-Gesetz als Näherung heranzuziehen. Nach dem Darcy-Gesetz ergibt sich die Filtergeschwindigkeit aus dem Durchlässigkeitsbeiwert (kf-Wert) des Filters und dem hydraulischen Gradienten (i) bei Einstau. Starkregen birgt besonders in der Nähe von Industrieanlagen ein hohes Risiko für die Umwelt. Darum darf ein Ein- und Überstau auch bei großen Niederschlagsmengen keinen negativen Einfluss auf die Reinigungsleistung durch Remobilisierung (Filterspülung) von bereits zurückgehaltenen Fest- und Schadstoffen haben. Auch eine ungleichmäßige Anströmung großflächigerer Filtersysteme kann zu hohen (punktuellen) Zulaufbelastungen führen. Daher sollten alle Regenwasser-Behandlungsanlagen bei Regenspenden oberhalb ihrer Zulassungs-Prüfregenspenden zwangsweise zu einem Einstau führen. Auf diese Weise kann in einem darüber liegenden Retentionsvolumen ein hydraulischer Ausgleich auf dem Filterköper stattfinden und dessen gleichmäßige Auslastung gewährleistet werden. 18 wlb 3/2015

Anzeige Deponie_Layout 1 19.08.15 09:58 Seite 1 WASSER-/ABWASSERTECHNIK Systeme für Risikogebiete In überflutungsgefährdeten Bereichen können nur überstausichere Systeme eingesetzt werden. Um Schäden auf benachbarten Grundstücken zu vermeiden, ist für derartige Bereiche (> 800 m²) ein Überflutungsnachweis gemäß DIN1986-100 zu führen. Dieser zeigt die Differenz der auf der befestigten Fläche des Grundstücks anfallenden Regenwassermenge (V Rück in m³) zwischen einem mindestens 30-jährigen Regen ereignis und einem zweijährigen Berechnungsregen auf. Auf dieser Grundlage kann der Nachweis für eine schadlose Überflutung des Grundstücks erbracht werden. Für den Fall von Einleitbeschränkungen kann zudem der durch das Filtersystem gedrosselte Wasserstrom, dem Produkt aus Filterfläche (Af) und Filtergeschwindigkeit (vf), berücksichtigt werden. Das Retentionsvolumen, das für eine Regenrückhaltung zur Verfügung steht, kann sowohl über die Dimensionierung (Länge des Retentionsrinnen-Filtersystems) als auch über die Oberflächengestaltung (Rückstauraum) gesteuert werden. Derzeit am Markt erhältliche Retentionsfiltersysteme bieten ein Einstauvolumen von bis zu 60 m³ je Hektar undurchlässigen Entwässerungs-Flächenanteils, bei einem Anschlussflächenverhältnis (Filterfläche/ Entwässerungsfläche) von 2 %. Bei einer Bemessung mit einer Regenspende von 15 l/ (s × ha) gemäß Vergleichbarkeit zum Trennerlass in NRW ergibt sich selbst bei einem reduziertes Filterflächenverhältnis von 0,6 % noch ein Retentionsvolumen von 18 m³. Bei diesem Bemessungsverfahren wird ein Überlauf benötigt. Dabei kann ein (bestehender) Straßenablauf mit Schlammfang am tiefsten Punkt des Retentionsfilterrinnen-Stranges zur Aufnahme überlaufenden Wassers dienen. Oberhalb der Straße ableiten Die Überstaufähigkeit eines Rinnenfiltersystems erlaubt nicht nur die Nutzung eines zusätzlichen Regenrückhalteraumes oberhalb des Rinnenstranges, sondern auch die Ableitung großer Wassermengen oberhalb der Rinnenabdeckungen. Straßenmittig angeordnete Filterrinnensysteme in umgekehrten Dachprofilen erlauben es, den Niederschlag zu zusätzlichen Retentionsräumen oder Versickerungsmulden abzuleiten. Voraussetzung hierfür ist jedoch eine Strömungstrennung. Diese wird durch die Abdeckung des Systems und durch die Höhe des Retentionsvolumens gewährleistet. Die im Straßenprofil abgeleiteten Wasserströme können dann auch in Kombination mit normalen Entwässerungsrinnen zu beliebigen Einleitstellen geführt werden. Über das Anschlussflächen-Verhältnis wird die hydraulische Leistung der Regenwasser-Behandlungsanlage gesteuert. Je größer das Anschlussflächenverhältnis, desto größer ist die Filterfläche des Retentionsrinnen- Filtersystems, die dem abflussrelevanten Anteil der angeschlossenen Entwässerungsfläche gegenübersteht. Mit einer vielfach größeren Filterfläche, als vergleichsweise kleine Schacht- und Straßenablaufsysteme, kann das Rinnensystem deutlich mehr oder über einen längeren Zeitraum (Wartungsabstände) Schmutz- und Feststoffe aufnehmen. Für die Aufnahme von Starkregenereignissen ist auch der wesentlich größere Einlaufquerschnitt der Abdeckung von Bedeutung. Insbesondere, da Starkregenregenereignisse häufig auch außerhalb der herbstlichen Jahreszeit mit Sturm und verstärktem Laubfall einhergehen. Bei einer richtigen Sturzflut ist selbst das beste Regenwasser-Behandlungssystem machtlos. Durch eine kluge Konstruktion des Systems, die alle wichtigen Faktoren in den Blick nimmt, können Entwässerungssysteme Starkregenereignissen jedoch die Stirn bieten. Sie können entscheidend dazu beitragen, dass Schadstoffe auch bei ext remen Naturerscheinungen nicht in unsere Gewässer gelangen. Fotos: Fotolia, Hauraton www.hauraton.com Aufbereitung von Sickerwasser? Unsere Komponenten ➤ entfernen feine Störstoffe mit bewährter Siebtechnik ➤ entfernen gelöste und kolloidale Stoffe nach Fällung / Flockung mittels Entspannungsflotation ➤ minimieren den Schlammanfall mittels Schneckenpressen Filterrinnenkombination mit Straßenablauf info@huber.de www.huber.de WASTE WATER Solutions wlb 3/2015 19 HuberSE.indd 1 20.08.2015 22:51:04