Feststellungsentwurf

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1 Straßenbauverwaltung Baden-Württemberg Straße: BAB 81 Station: BAB-km bis Regierungspräsidium Stuttgart Regenklär- und Regenrückhaltebecken Lachengraben PSP-Element: V.2140.A0081.S Feststellungsentwurf Teil C Wassertechnische Untersuchungen Unterlage 18 aufgestellt: Regierungspräsidium Stuttgart Abt. 4 Straßenwesen und Verkehr Ref. 44 Straßenplanung Stuttgart, den

2 INHALTSVERZEICHNIS 1 ERLÄUTERUNGEN 2 BEMESSUNGSGRUNDLAGEN 2.1 Bemessungsregen 2.2 Abflussbeiwerte 2.3 Einzugsgebiete 3 BEMESSUNG REGENKLÄRBECKEN 3.1 Bestimmung der erforderlichen Regenwasserbehandlung 3.2 Beckenvolumen 3.3 Leichtstoffrückhalt 4 BEMESSUNG REGENRÜCKHALTEBECKEN 5 ANHANG 5.1 KOSTRA-Atlas, Regenreihe Ditzingen 5.2 Nachweis Regenrückhaltung 5.3 Retentionsraumausgleich 5.4 Systemskizze Leitungen 5.5 Unterlagenverzeichnis Seite 1

3 1 Erläuterungen Zur Behandlung des SOW der BAB ist der Bau einer Regenklärbeckens und eines Rückhaltebeckens geplant. Das Regenklärbecken soll aus betrieblichen Gründen als Betonbecken in Rechteckform errichtet werden. Es wird zweistraßig mit einer Länge von 20 m, einer Breite von 2 x 5 m und einer Tiefe von 2,0 m ausgebildet. Am Beckeneinlauf befindet sich ein Trennbauwerk mit Überlaufschwelle, der Überlauf ist über einen Kanal an das Rückhaltebecken angeschlossen. Der Zufluss zum Regenklärbecken geht über einen Verteilerschacht mit offenem Zulaufquerschnitt. Der Abfluss aus dem Klärbecken erfolgt über einen selbstregulierenden Klärüberlauf mit Schwimmstoffrückhaltung. Die Ablaufdrosselung des Rückhaltebeckens erfolgt über eine Wirbeldrossel DN 500. Der Drosselabfluss wird zunächst unter dem bestehenden Weg in einem geschlossenen Rohr DN 700 und anschließend in einem offenen Graben in den Vorfluter geleitet. Der Notüberlauf des Rückhaltebeckens wird über eine gepflasterte Notüberlaufschwelle am westlichen Beckenrand und anschließend über die Wiese zum Lachengraben geführt. Zurzeit entwässern die Flächen auf dem Brückenbauwerk bei km direkt in den Vorfluter. Bei einer Sanierung des Bauwerkes sollen diese dann mit an die BAB Entwässerung angeschlossen werden. In der Bemessung der Becken ist dies schon berücksichtigt. Ebenfalls ist ein künftiger 8- streifiger Ausbau der BAB mit einem Flächenzuschlag eingerechnet. Seite 2

4 2 Bemessungsgrundlagen 2.1 Bemessungsregen Aus dem KOSTRA-Atlas (3) wurden die erforderlichen Intensitäten der Bemessungsregen der Regenreihe Ditzingen, Spalte 27, Zeile 84 (siehe Anhang 1) entnommen. 2.2 Abflussbeiwerte Die zu verwendenden Abflussbeiwerte werden in Anlehnung an die RAS-Ew festgelegt: Fahrbahn und Mittelstreifen = 0,9 Bankett = 0,75 Mulde = 0,5 Böschung = 0,4 Außeneinzugsgebiet (abgekoppelt) = 0, Einzugsgebiete In der Unterlage 3 sind die einzelnen Einzugsgebiete im Einzugsgebietsplan dargestellt. Flächen, die über eine Behandlungsanlage entwässern: Fahrbahn mit Mittelstreifen: m² Bankette: m² Mulden: m² Böschungen: m² Fahrbahn mit Mittelstreifen bei km (geplant): m² Daraus ergeben sich folgende undurchlässige Flächen für die Bemessung des RKB: Fahrbahn: m² x 0,9 = m² = 3,35 ha Bankette: m² x 0,75 = m² = 0,91 ha Mulden: 3963 m² x 0,5 = m² = 0,20 ha Böschungen: m² x 0,4 = m² = 0,74 ha Gesamtfläche RRKB: A U = m² = 5,20 ha Seite 3

5 Flächen mit vorläufiger Direkteinleitung in den Lachengraben: Fahrbahn bei km : m² x 0,9 = m² = 0,225 ha Flächen, die direkt in den Vorfluter eingeleitet werden: Außengebiete A 1, A 2, A 3,A 4 43,6 ha Das abgehängte Außengebiet mit 43,6 ha wird mit einer abgestimmten Direkteinleitungsmenge von 260 l/s in den Lachengraben berücksichtigt Die Einleitung des Außengebietes erfolgt über einen separaten Kanal, der am RRKB vorbei geführt wird. Seite 4

6 3 Bemessung Regenklärbecken 3.1 Bestimmung der erforderlichen Regenwasserbehandlung In den technischen Regeln zur Ableitung und Behandlung von Straßenoberflächenwasser /1/ ist der Emissionswert für den Vorfluter Lachengraben zu überprüfen. Gewässerpunkte Lachengraben Einleitung innerhalb eines Wasserschutzgebietes G22 = 11 Pkt. Einfluss aus der Luft (L) L1 = 1 Pkt. Flächenbelastung (F) F6 = 35 Pkt. Regenklärbecken mit r krit = 60 l/s*ha D24d = 0,30 Abflussbelastung B = 1 (1+35) B = 36 Emissionswert E = B * D = 36 * 0,30 E = 10,8 < 11 (G22) Der Bau eines Regenklärbeckens mit r krit = 60 l/s*ha ist ausreichend. Die Berechnung erfolgte unter dem Ansatz der gesamten Einzugsfläche als direkt in einen Kanal einleitende Flächen 3.2 Beckenvolumen angeschlossene Flächen: A U = 6,3 ha A 81 A U = m² = 5,2 ha A 81 Reservefläche A u = m² = 1,1 ha Gesamtfläche A U, ges = m² = 6,3 ha r krit = 60 l/s*ha Annahme: Q f = 2 l/s Q RKB = Q krit + Q f = r krit * A U + Q f = 60 l/s*ha * 6,3 ha + 2 l/s = 378 l/s + 2 l/s = 380,00 l/s 3,6* Q A q A RKB 3,6*380,00l / s 7,5m / h 182,4m² mit t = 2,0 m ergibt sich V RKB = 365 m³ > V min = 100 m³ Seite 5

7 Geplantes Regenklärbecken zweispurig: 2 x ( L = 20, b = 5 m, h=2 m) A vorh = 2*100 = 200 m² > A erf = 182,4 m² Wassertiefe t = 2 m V vorh = 400 m³ > V erf = 365 m³ Geometrische Abmessungen: L : H = 20 : 2 = 10 m geometrische Vorgaben eingehalten. L : B = 20 : 5 = 4 m B : H = 5 : 2 = 2,5 3.3 Leichtstoffrückhalt Volumennachweis über Phasentrennfläche: Nach den Anforderungen zur Bemessung des Ölauffangraumes nach (1) wird ein Rückhaltevolumen von mindestens 5 m 3 gefordert, wobei eine Eintauchtiefe der Tauchwand unterhalb der Phasentrennung von Wasser und Leichtstoff von mind. 10 cm einzuhalten ist. Im Dauerstau beträgt die Strecke im Becken vor der Tauchwand 19,20 m, die Breite des Beckens 2 mal 5 m, die Eintauchtiefe der Tauchwand beträgt 0,25 m. V LS = 19,20 m * 2 * 5 m * 0,25 m = 48 m³ Eintauchtiefe der Tauchwand unter der Phasentrennfläche: t LS = 5 m³ / (19,2m * 2 * 5 m) = 0,03 m Eintauchtiefe der Tauchwand t = t TW t LS = 0,22 m > 0,10 m Seite 6

8 4 Bemessung Regenrückhaltebecken Das Rückhaltebecken ist für eine Jährlichkeit von T=10 bemessen. Die zulässige Gesamteinleitungsmenge aus dem Einzugsbereich des RRKB Lachengraben wurde mit Q ab = 700 l/s bei T=1 Jahr festgelegt. Sie setzt sich zusammen aus dem Drosselabfluss des RRKB sowie den Direktabflüssen in den Lachengraben. Direkt in den Lachengraben werden eingeleitet: 1. Der Abfluss des vorläufig noch nicht angeschlossenen Brückenbereiches beträgt 55 l/s 2. Die Abflussmenge des Außengebietes beträgt 260 l/s 3. Der maximalen Drosselabfluss aus des RRB ergibt somit: Q ab RRB = Q ab - Q ab1 - Q ab2 = 700 l/s 55 l/s 260 l/s = 385 l/s Die Bemessung erfolgte mit dem vereinfachten Verfahren nach ATV Arbeitsblatt A117 (siehe Anhang 2). Ergebnis: V RRB = m³ Geplantes Regenrückhaltebecken: V vorh =1240 m³ (siehe Abb.1) > V erf = 1179 m³ Abb. 1 Volumennachweis RRB Seite 7

9 5 Anhang 5.1 Kostra- Atlas, Regenreihe Ditzingen 5.2 Nachweis Regenrückhaltung 5.3 Retentionsraumausgleich 5.4 Systemskizze Leitungen 5.5 Unterlagenverzeichnis Seite 8

10 Anhang 5.1 Kostra-Atlas, Regenreihe Ditzingen Seite 9

11 KOSTRA-DWD 2000 Deutscher Wetterdienst - Hydrometeorologie - Niederschlagshöhen und -spenden nach KOSTRA-DWD 2000 Niederschlagshöhen und -spenden für Ditzingen Zeitspanne : Januar - Dezember Rasterfeld : Spalte: 27 Zeile: 84 T 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0 20,0 50,0 100,0 D hn rn hn rn hn rn hn rn hn rn hn rn hn rn hn rn 5,0 min 2,9 97,8 5,3 176,6 7,7 255,5 10,8 359,7 13,2 438,6 15,5 517,5 18,7 621,7 21,0 700,6 10,0 min 5,6 93,4 8,6 142,5 11,5 191,6 15,4 256,5 18,3 305,6 21,3 354,7 25,2 419,6 28,1 468,7 15,0 min 7,4 82,2 10,8 119,4 14,1 156,7 18,5 205,8 21,9 243,1 25,2 280,3 29,7 329,5 33,0 366,7 20,0 min 8,7 72,2 12,3 102,8 16,0 133,4 20,9 173,8 24,5 204,3 28,2 234,9 33,0 275,3 36,7 305,9 30,0 min 10,3 57,2 14,5 80,4 18,6 103,6 24,2 134,2 28,3 157,4 32,5 180,5 38,0 211,2 42,2 234,3 45,0 min 11,6 43,0 16,4 60,6 21,1 78,1 27,4 101,4 32,1 118,9 36,8 136,5 43,1 159,7 47,9 177,3 60,0 min 12,3 34,2 17,5 48,6 22,7 63,0 29,6 82,1 34,8 96,5 39,9 111,0 46,8 130,0 52,0 144,4 90,0 min 14,2 26,2 19,3 35,8 24,5 45,3 31,3 57,9 36,4 67,5 41,6 77,0 48,4 89,6 53,6 99,2 2,0 h 15,6 21,6 20,7 28,8 25,8 35,9 32,6 45,3 37,7 52,4 42,9 59,5 49,7 69,0 54,8 76,1 3,0 h 17,8 16,4 22,9 21,2 27,9 25,9 34,7 32,1 39,8 36,8 44,9 41,5 51,6 47,8 56,7 52,5 4,0 h 19,4 13,5 24,5 17,0 29,6 20,5 36,3 25,2 41,3 28,7 46,4 32,2 53,1 36,9 58,2 40,4 6,0 h 22,0 10,2 27,0 12,5 32,1 14,8 38,7 17,9 43,7 20,3 48,8 22,6 55,4 25,7 60,5 28,0 9,0 h 24,8 7,7 29,8 9,2 34,8 10,8 41,4 12,8 46,4 14,3 51,4 15,9 58,0 17,9 63,0 19,4 12,0 h 27,0 6,3 32,0 7,4 37,0 8,6 43,5 10,1 48,5 11,2 53,5 12,4 60,0 13,9 65,0 15,0 18,0 h 28,3 4,4 34,8 5,4 41,2 6,4 49,7 7,7 56,1 8,7 62,6 9,7 71,1 11,0 77,5 12,0 24,0 h 29,6 3,4 37,5 4,3 45,4 5,3 55,8 6,5 63,8 7,4 71,7 8,3 82,1 9,5 90,0 10,4 48,0 h 36,7 2,1 45,0 2,6 53,3 3,1 64,2 3,7 72,5 4,2 80,8 4,7 91,7 5,3 100,0 5,8 72,0 h 46,7 1,8 55,0 2,1 63,3 2,4 74,2 2,9 82,5 3,2 90,8 3,5 101,7 3,9 110,0 4,2 T D hn rn Wiederkehrzeit (in [a]): mittlere Zeitspanne, in der ein Ereignis einen Wert einmal erreicht oder überschreitet Niederschlagsdauer einschließlich Unterbrechungen (in [min, h]) Niederschlagshoehe (in [mm]) Niederschlagsspende (in [l/(s*ha)]) Für die Berechnung wurden folgende Grundwerte (hn in [mm]) verwendet: T/D 1 a 100 a 15,0 min 10,75 33,00 60,0 min 17,50 52,00 12,0 h 32,00 65,00 24,0 h 37,50 90,00 48,0 h 45,00 100,00 72,0 h 55,00 110,00 Berechnung "Kurze Dauerstufen" (D<=60 min): u hyperbolisch, w doppelt logarithmisch Wenn die angegebenen Werte für Planungszwecke herangezogen werden, sollte für rn(d;t) bzw. hn(d;t) in Abhängigkeit von der Wiederkehrzeit (Jährlichkeit) bei bei bei 0,5 a 5 a 50 a <= < < T <= T <= T <= Berücksichtigung finden. 5 a 50 a 100 a ein Toleranzbetrag ± 10 %, ein Toleranzbetrag ± 15 %, ein Toleranzbetrag ± 20 %, KOSTRA-DWD ITWH GmbH Engelbosteler Damm 22 D Hannover

12 Anhang 5.2 Nachweis Regenrückhaltung Seite 10

13 Klinger und Partner - Ingenieurbüro für Bauwesen und Umwelttechnik GmbH Regenrückhaltebecken Lachengraben Projekt-Nr: 2238 Eingabe erforderlich Außengebiet direkt in Lachengraben Bemessung der Regenrückhaltebecken Wiederkehrzeit T (in a) = 10 Niederschlagswerte DWD-Raster (S, Z =) 27, 84 Spez. Speichervolumen Niederschlagshöhe Regenspende Regenanteil der Dauerstufe Hilfsfunktion Fließzeit hn qr Drosselabflußspende qd fz fa n f1 tf m3/ha mm l/(s*ha) l/(s*ha) min min 122,901 13,2 440,0 61,08 5 1,1 0,983 0,1 0, ,234 18,3 305,0 61, ,1 0,983 0,1 0, ,339 21,9 243,3 61, ,1 0,983 0,1 0, ,629 24,5 204,2 61, ,1 0,983 0,1 0, ,126 28,3 157,2 61, ,1 0,983 0,1 0, ,780 32,1 118,9 61, ,1 0,983 0,1 0, ,540 34,8 96,7 61, ,1 0,983 0,1 0, ,973 36,4 67,4 61, ,1 0,983 0,1 0, ,838 37,7 52,4 61, ,1 0,983 0,1 0, ,867 39,8 36,9 61, ,1 0,983 0,1 0, ,704 41,3 28,7 61, ,1 0,983 0,1 0, ,902 43,7 20,2 61, ,1 0,983 0,1 0, ,371 46,4 14,3 61, ,1 0,983 0,1 0, ,543 48,5 11,2 61, ,1 0,983 0,1 0, ,953 56,1 8,6 61, ,1 0,983 0,1 0, ,305 63,8 7,4 61, ,1 0,983 0,1 0, ,665 72,5 4,2 61, ,1 0,983 0,1 0, ,232 82,5 3,2 61, ,1 0,983 0,1 0,962 5 Max. spez. V 187,126 RRB: Au [m²] Erf. V [m³] Qab l/s] 63026, , A117-RRB.xls Pe

14 Anhang 5.3 Retentionsraumausgleich Seite 11

15 Die Berechnung des Retentionsraumausgleichs erfolgt über eine Differenzrechnung. Im Bereich der durch das RRB verändert wird, wird das Aufstauvolumen für den Bemessungswasserspiegel HQ 100 bei 298,20 NN, im zweiten Schritt das Aufstauvolumen für das HQ 100 mit dem Regenrückhaltebecken ermittelt. Die Differenz dieser beider Aufstauvolumina ergibt das Volumen für den Retentionsraumausgleich. Aus der Berechnung ergibt sich, dass durch die Schaffung des Rückhalteraumes insgesamt 626 m³ mehr Retentionsraum im Bereich des Lachengrabens geschaffen werden, als bisher vorhanden war.

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20 Anhang 5.4 Systemskizze Leitungen Seite 12

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22 Anhang 5.5 Unterlagenverzeichnis Seite 13

23 UNTERLAGENVERZEICHNIS 1 Technische Regeln zur Ableitung und Behandlung von Straßenoberflächenwasser, VwV, RAS-Ew, Ausgabe KOSTRA-DWD 2000, Ausgabe Dezember Ausschreibungsplan Kanalplanung: FDE Münchingen 2008, erstellt durch diem.baker GbR, Ditzingen, Stand Bestandspläne des Regierungspräsidiums Stuttgart sowie ALK- Daten (digitale Flurkarte) des Regierungspräsidiums Stuttgart (Stand 2003) 6 Entwurfs- und Genehmigungsplanung Regenrückhalte- und Klärbecken, erstellt durch Klinger und Partner GmbH, Stuttgart (Ludwigsburg), Stand Vorentwurf Umplanung Regenklär- und Regenrückhaltebecken Lachengraben, erstellt durch Klinger und Partner GmbH, Stuttgart, Stand März Hochwassergefahrenkarte der LUBW, Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg 9 Baugrunderkundung, Baugrundbeurteilung und Gründungsempfehlung, Geotechnik Hundhausen, April 2014