Zielgrößen der Regenwasserbewirtschaftung Handlungsempfehlungen für den Einsatz dezentraler Anlagen

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1 Sieker Die Regenwasserexperten Zielgrößen der Regenwasserbewirtschaftung Handlungsempfehlungen für den Einsatz dezentraler Anlagen Prof. Dr. Heiko Sieker, Hoppegarten Fachtagung Dezentrale Regenwasserbewirtschaftung Ulm, Schweinfurt, Erfurt, April 2016

2 Aktuelle Herausforderungen Klassische Anforderung: ordnungsgemäße Entwässerung Gewässerschutz/ Regenwasserbehandlung Überflutungsschutz Wassersensible Stadtentwicklung

3 Regenwasserverschmutzung Öffentlicher Raum wie Shoppingcenter: Abfall, Müll, Zigaretten-Kippen Hundekot Industrie/Gewerbe Schwermetalle, Mineralölkohlenwasser. Toxische Substanzen Baustellen: Sedimente, Baumaterialien Fassadenanstriche Privatgrundstücke: Waschmittel, Farben, Exkremente, Pestizide, Dünger, Nährstoffe Tierexkremente, Straßenabflüsse: Schwermetalle, Mineralölkohlenwasser, Toxische Substanzen, Sedimente, Salz, Originalgrafik: Melbourne Water

4 Rechtliche Grundlagen WHG 54: Abwasser, Abwasserbeseitigung Absatz 1: Abwasser ist das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Flächen gesammelt abfließende Wasser (Niederschlagswasser). WHG 55: Grundsätze der Abwasserbeseitigung Absatz 2: Niederschlagswasser soll ortsnah versickert, verrieselt oder direkt oder über eine Kanalisation ohne Vermischung mit Schmutzwasser in ein Gewässer eingeleitet werden, WHG 57: Einleiten von Abwasser in Gewässer Eine Erlaubnis für das Einleiten von Abwasser in Gewässer (Direkteinleitung) darf nur erteilt werden, wenn 1. die Menge und Schädlichkeit des Abwassers so gering gehalten wird, wie dies bei Einhaltung der jeweils in Betracht kommenden Verfahren nach dem Stand der Technik möglich ist,.

5 Technische Regeln Derzeitiges Regelwerk DWA Merkblatt M153 (Trennsystem) DWA Merkblatt A128 (Mischsystem) BWK M3/M7 RAS-EW/RiStWag RiStWag DWA A128 DWA M153 BWK M3 M153/A128 werden in der Fachwelt kritisch gesehen Quelle: Umweltministerium BW Deswegen: Überarbeitung des Regelwerks DWA A102: Emissionspapier abgestimmtes Vorgehen BWK A3: Immissionspapier Geplanter Zeithorizont: Gelbdruck urspr. im Frühjahr 2014

6 Grundzüge des DWA A102 (Entwurf) Wird emissionsbezogene Regelungen beinhalten immissionsbezogene Anforderungen => BWK A3 Ersetzt mehrere bisherige Merk-/Arbeitsblätter DWA-M 153 (Niederschlagsabflüsse im Trennsystem) ATV-A 128 / M 177 (Mischwasserüberläufe) Regelungen Gebot: Erhalt lokaler Wasserhaushalt Stoffliche Belastung Niederschlagsabflüsse Wirksamkeit von Behandlungsanlagen

7 Behandlung von RW-Abflüssen Bewertung der Belastung Herkunftsfläche, z.b. Behandlung Kategorie I gering belastet z.b. Gründächer, Dachflächen in Wohngebieten, Rad- und Gehwege, Straßen (bis DTV Kfz) Keine gezielte Behandlung erforderlich Kategorie II mäßig belastet Kategorie III hoch belastet Straßen (über DTV Kfz) Hofflächen und Pkw-Parkplätze in Gewerbe- und Industriegebieten Straßen in Industriegebieten mit signifikanter Luftverschmutzung Sonderflächen, Flugzeugstellflächen keine Überwachung im Betrieb grundsätzlich Behandlung erforderlich Zur Kläranlage oder vergleichbare Behandlung

8 Stoffliche Belastung Referenzparameter: Abfiltrierbare Stoffe Feinanteil AFS fein (<63 µm) Indikator insbesondere für Schwermetalle Ansatz: Stoffabtrag in kg/(ha a) tolerierbar Behandlung erforderlich keine Gegenüberstellung mit Gewässerbelastbarkeit, die erfolgt im neuen BWK A3

9 Regenwasserbehandlungsverfahren Naturnahe Verfahren Versickerungsmulden Mulden-Rigolen-Systeme Abscheider RWB End-of-Pipe Sedimentationsanlagen Retentions- Bodenfilter Regenklärbecken RiStWag-Anlagen Dezentrale Technische Verfahren Filterrinnen/ -gullies/-schächte Sedimentationsanlagen Flächenbeläge

10 Versickerungslösungen Primäres Ziel Erhalt des Wasserhaushaltes Verminderung Abflussspitzen Erhöhung der Freiraumqualität Versickerung über belebte Bodenzone ist adäquate Form der Regenwasserbehandlung Was tun bei schwierigen Bodenverhältnissen oder beengten Platzverhältnissen?

11 Mulden-Rigolen-System Zulauf Mulde (20-30 cm flach) Anstehender Boden Mutterbodenschicht Zwischenschicht (Sand) Kiesgefüllte Rigole Drainagerohr Quelle: BWB Bei Neuplanungen ist die Versickerung über die belebte Bodenzone das Mittel der Wahl

12 Was tun in Bestandsgebieten? Behandlung??

13 RW-Behandlung Trennsystem Regenklärbecken (RKB) Becken mit Dauerstau: Problem durch Sauerstoffzehrung (Gewässerbelastung) Becken ohne Dauerstau => Entleerung? (Retentions-)Bodenfilter Sehr gute Reinigungsleistung (belebte Bodenzone) Naturnahe Lösungen möglich Aber: Prinzipielle Nachteile einer End-of-Pipe-Anordnung RBF Pücklerteich, Quelle: IPS RBF am Halensee in Berlin (Quelle: Berliner Wasserbetriebe)

14 Probleme End-of-Pipe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eine Behandlung erforderlich 67% 33% Sonstige Strasse

15 Alternative: Dezentrale Behandlung Dezentrale Behandlung End-of-Pipe- Behandlung keine Behandlung

16 Dezentrale Behandlung Keine Behandlung Behandlung??

17 Dezentrale Behandlungsverfahren Grundprinzipien Reinigung möglichst am Ort der Entstehung Zielgerichtete Behandlung verschmutzter Abflüsse Nichtbehandlung gering verschmutzter Abflüsse Intensive technische Entwicklungsarbeit Verschiedenste Produkte am Markt Download:

18 Aktuelle Herausforderungen Klassische Anforderung: ordnungsgemäße Entwässerung Gewässerschutz/ Regenwasserbehandlung Überflutungsschutz Wassersensible Stadtentwicklung

19 Überflutungen Unwetter in Münster 2014 (Quelle: Westfälische Nachrichten, Hoppegarten bei Berlin, 2011, Foto: Sieker

20 Starkregen in Berlin, 08/2013 Walter-Schreiber Platz, August 2013 (Quelle: youtube)

21 Überflutungsschutz Überstaufreiheit (Bemessungsansatz) Bemessung Entwässerungssysteme (Kanalnetze, Versickerung, ) In Anlehnung an Schmitt, 2009 T 2-5 a Überflutungssicherheit Überflutungsnachweise T 30 a Risikominimierung bei außergewöhnlichen Ereignissen Aktivierung von Rückhaltevolumen an der Oberfläche (Verkehrs- und Freiflächen) Gezielter Objektschutz Wiederkehrzeit [a] T >=100 a

22 Überflutungsnachweise Zweck Ausreichender Schutz vor unplanmäßiger Überflutung Schäden an Gebäuden u.ä. zu vermeiden Seltene Extremereignisse nicht Gegenstand der Normung (derzeit, in D) Grundlagen Grundstücke: DIN 1986 (2008) Öffentliche Flächen/Systeme: DIN-EN 752/ DWA A118 Vorgehensweise gemäß DIN 1986 Bemessung auf übliche Häufigkeiten (T 2-5 a) Ermittlung der zusätzlichen Wassermenge bei T=30 a V überflutung = V T=30 - V T=2 Nachweis des schadlosen Rückhalts bzw. der schadlosen Ableitung an der Oberfläche Überflutungsnachweis bedeutet nicht, die Anlagen auf T=30 a zu bemessen!

23 Notwasserwege Quelle: M. Kaiser

24 Überflutungsmodellierung

25 Rückhalt an der Oberfläche Foto: M. Kaiser

26 Rückhalt an der Oberfläche Quelle: RISA-Projekt Hamburg

27 Aktuelle Herausforderungen Klassische Anforderung: ordnungsgemäße Entwässerung Gewässerschutz/ Regenwasserbehandlung Überflutungsschutz Wassersensible Stadtentwicklung

28 Hitzeinsel-Effekt Urban Heat Stress => Gesundheitsbelastung Gründe für Hitzeinsel-Effekt: erhöhte Wärmespeicherung & Abstrahlung Geringere Verdunstung => geringere Kühlung Quelle: cnx.org

29 Verbesserung der Wasserbilanz Regenwassermanagement Dachbegrünung Fassadenbegrünung Zisternen Wasserflächen Rain Garden Retentionsräume Durchlässige Pflasterbeläge Baumrigolen Neues Arbeitsblatt DWA A102 führt den Wasserbilanzansatz ein!?

30 München Freiham-Nord

31 Wasserbilanzansatz Wasserbilanz 13% 40% 43% 59% 28% 17% Unbauter Bebauter Vollständige Zustand Versickerung Verdunstung Versickerung Abfluss Download:

32 Maßnahmen Maßnahme Verdunst. Versick. Abfluss Beispiel Dachbegrünung Versickerungsmulden Versickerungsschächte Sickerpflaster Mulden-Rigolen Teiche RW-Kanalisation RW-Nutzung Baum-Rigolen

33 München Freiham-Nord

34 STORM.WB

35 Rummelsburger Bucht Berlin

36 Rummelsburger Bucht Berlin Tiefgaragenbegrünung Dachbegrünung Versickerung

37 Berlin Potsdamer Platz Fotos: Marco Schmidt

38 Berlin Adlershof Quelle: hochc

39 Zürich- Glattparksee (CH)

40 Teltow Mühlendorf Max. Wasserstand Normalwasserstand Fotos: H. Sieker

41 Aktuelle Herausforderungen Klassische Anforderung: ordnungsgemäße Entwässerung Gewässerschutz/ Regenwasserbehandlung Überflutungsschutz Wassersensible Stadtentwicklung

42 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbh