Innovative Konzepte für die Regenwasser- Rückhaltung und Behandlung

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1 Innovative Konzepte für die Regenwasser- Rückhaltung und Behandlung Gießen, Dezernat 41.3 Dipl. Ing. (FH) H.-J. Hering

2 Am Rasselberg Leitz Park 2

3 Wohngebiet: 4,0 ha, VG = 50 % RRB-Volumen: 682 m³ Drosselabfluss: 199 l/s qr = 50,0 l/s, ha, Einstau: n = 1 mit 0,8 h 3

4 Gewerbegebiet: 14,22 ha Versiegelungsgrad GE: 78 % RRB-Volumen: m³ Drosselabfluss: 400 l/s qr = 28,0 l/s, ha, Einstau: n = 2 mit 2,4 h 4

5 Gesamtfläche: 34,6 ha Versiegelungsgrad: 76 % RRB-Volumen: m³ Drosselabfluss: l/s q r = 2,9 l/s, ha, Jährlichkeit: 0,1 vorh. Qd = 378 l/s, qr = 10,9 l/s,ha 5

6 55 WHG fordert i.d.r. Trennsystem Abs.2: Niederschlagswasser soll ortsnah versickert, verrieselt oder direkt oder über eine Kanalisation ohne Vermischung mit Schmutzwasser in ein Gewässer eingeleitet werden, soweit dem weder wasserrechtliche noch öffentlich-rechtliche Vorschriften noch wasserwirtschaftliche Belange entgegenstehen. 6

7 Für das Gewerbegebiet Temperwiese ergaben die Simulationen gegenüber einer unbebauten Fläche: eine ca. 7 fach höhere Abflussmenge ein ca. 17 facher höherer maximaler Abfluss. 7

8 Ein gängiger Ansatz ist die Festlegung des Drosselabflusses entsprechend der Höhe des natürlichen Abflusses keine zusätzliche hydraulische Belastung des Gewässers einfache Ermittlung nach Zeitbeiwertverfahren 8

9 Die ermittelten Drosselspenden liegen i.d.r. zwischen 10 und 15 l/s*ha (im unbebauten Zustand) Die Wirksamkeit der so bemessenen Regenrückhaltebecken (RRB`en) wird nach Fertigstellung üblicherweise nicht mehr überprüft. 9

10 2011 geplantes Baugebiet Am Rasselberg, Stadt Wetzlar 10

11 Blick in die Ilmenau-Anlage 11

12 Blick in die Ilmenau-Anlage 12

13 Simulation mit Blockregen 13

14 Ergebnis der Simulation mit Blockregen 1. Nachweis für Blockregen mit der statistischen Wahrscheinlichkeit von 1 mal/jahr Der mittlere Regenabfluss liegt bei ca.10 l/s und der maximale Regenabfluss bei ca. 30 l/s 2. Nachweis für Blockregen 2 mal/jahr Der mittlere Regenabfluss liegt bei ca.6 l/s und der maximale Regenabfluss bei ca. 18 l/s alle Qmax-Ereignisse unter 27 l/s neue Methode: gewählt Q Drossel = 25 l/s, 2,8 l/ (s * ha) alte Methode: gewählt Q Drossel = 95 l/s, 10,8 l/ (s * ha) 14

15 Regenrückhaltebecken des Baugebietes Am Rasselberg, Wetzlar Wohngebiet A = 6,10 ha, Außengebiet A Aus = 2,98 ha Speichervolumen V = 870 m³, Drosselabfluss Q Dr = 25 l/s 15

16 Abflusskurven auf der Basis von Blockregen (n=0,1; d.h. 1 mal/10 Jahre) ohne Bebauung mit Bebauung und Rückhaltung, niedrigere Abflüsse!! min 10 min 15 min 20 min 30 min 45 min 1 h 1,5 h 2 h 3 h 4 h 6 h 9 h 16

17 Drosselabfluss von 95 l/s geringe Einstauhäufigkeit und dauer der RRB höhere hydraulische Belastung für die Ilmenauanlage Drosselabfluss von 25 l/s höhere Einstauhäufigkeit und längere Entleerungsdauer des Regenrückhaltebeckens günstige Auswirkung auf die Ilmenauanlage 17

18 gelungene Beckengestaltung, Zustand Februar

19 Die Ableitung über Raubettmulde führt zur Aufwertung der Ilmenau-Anlage. 19

20 Ursprüngliche Situation 20

21 Leitz-Park Wetzlar, Lageplan von 2012 Gewerbefläche A = 13,90 ha und A u = 7,5 ha 21

22 Regenrückhaltebecken des Leitz-Park Speichervolumen V = m³ mit einem Drosselabfluss Q = 30 l/s und Regenwasserbehandlung 22

23 Drosselschacht und Notüberlauf (als Dammscharte) 23

24 Drosselschacht und Sedimentationsanlage in der Bauphase 24

25 Sedimentationsanlage und Vereinigungs- und Absturzschacht 25

26 Oberes Becken mit V = m³, Drosselabfluss 40 l/s 26

27 Unteres Becken mit V = m³, Drosselabfluss 30 l/s 27

28 Niederschlagsereignisse: 1mm 10 m³ / ha 1 mm /h sanfter Landregen 1 mm/5 min heftiger Regen 12 mm /h 27 l/s von der gesamten unbebauten Fläche 300 l/s vom Leitz-Park ohne RRB historischer Regen mit 52 Jahren extremer Wert 600 l/s von unbebauter Fläche 500 l/s vom Leitz-Park über das RRB 28

29 Weil ich in der Nähe wohne, bin ich oft bei Regen zum RRB gefahren. Zu meiner Überraschung sah ich das obere Becken immer nur wenig gefüllt, auch bei heftigeren Regen. Sind die ca. 2 l/s*ha immer noch zu viel? Diese Erfahrung beeinflusste 2014 das nächste Projekt. 29

30 Industriegebiet Temperwiese Gewerbefläche von 30,6 ha mit A u = 19,9 ha Außengebiet von 18,0 ha 30

31 Für das bebaute Gewerbegebiet Temperwiese ergaben die Simulationen gegenüber einer unbebauten Fläche: ein ca. 17 fach höherer maximaler Abfluss eine ca. 7 fach höhere Abflussmenge 31

32 Der Abfluss aus der unbebauten Fläche erreicht erst nach einem lang anhaltenden Regen den maximalen Abfluss (Qmax); Blockregen mit Wiederkehrzeit W1 bzw. Jährlichkeit n=1,0 32

33 Der intensive, kurze Regen führt auf der versiegelten Fläche zu dem sehr schnell zu dem maximalen Abfluss (Qmax) Blockregen mit Wiederkehrzeit W1 bzw. Jährlichkeit n=1,0 33

34 Speichervolumen V = m³ 34

35 Blick auf das Regenrückhaltebecken 35

36 Bestandsplan Drosselschacht und Klärüberlauf mit Notentlastung 36

37 Links: Einlauf Drosselbauwerk; Ablaufbauwerk mit 6,00 m Klärüberlauf und Notentlastung, 37

38 Drosselschacht mit Wirbeldrossel für Qd = 75 l/s Entspricht einem Basisabfluss von 1,5 l/s*ha 38

39 Klärüberlauf mit Q KÜ = 230 l/s und Notüberlauf. Q KÜ springt bei m³ Speichervolumen an 39

40 Selbstregulierender Klärüberlauf 40

41 Die Wirksamkeit des gebauten Beckens Temperwiese wurde nochmals simuliert mit Drosselabflüssen von 15,0 l/s*ha (Q D = 720 l/s) und von 1,0 l/s*ha (Q D =48 l/s). Bei einer Drosselung mit 15,0 l/s*ha werden im RRB Temperwiese nur gespeichert: ca. 5% der Regenereignisse ca. 35% der Regenwassermenge ca. 30% Schmutzfracht (CSB). 41

42 Dagegen werden bei Drosselung mit 1,0 l/s*ha im RRB gespeichert: ca. 65% der Regenereignisse ca. 75% der Regenwassermenge ca. 95% Schmutzfracht (CSB). 42

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44 Die bisherigen Erfahrungen führten zu folgendem Konzeptentwurf: Kombination von Regenrückhaltebecken und Regenklärbecken Volumenbemessung nach DWA A117 mit 3,0 l/s,ha Abfluss Durch viele Simulationen hat sich der Bemessungswert von 3,0 l/s*ha bestätigt. Drosselung für einen Basisabfluss von 1,0 l/s*ha bis 2,0 l/s*ha 44

45 Ableitung des Drosselabfluss, wenn Regenwasser behandelt werden muss, über Behandlungsanlage mit Oberflächenbeschickung von 4 m³/m²*h. Klärüberlauf bemessen für 3,0 l/s*ha bis? l/s*ha, damit das geplante Speichervolumen von OK Klärüberlauf bis OK Notentlastung ausreicht. Einbau von 2-3 Gumpen ( cm tief) keine Abflussrinne einbauen Beckensohle ca.30 cm höher als Einlauf Drossel 45

46 Bemessung mit Langzeitsimulation erforderlich. Das Konzept bedarf in jedem Einzelfall einer der Situation angemessenen Betrachtung. Der Berechnungsaufwand ist erheblich aufwendiger als die bisherige Bemessung. Der Aufwand lohnt sich für einen verbesserten Gewässerschutz und wird im Einzugsgebiet der Kläranlage Gießen umgesetzt! 46

47 Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit! 47