Verbundvorhaben Entwicklung einer ganzheitlichen Kanalsanierungsstrategie für Entwässerungsnetze Deutschlands

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1 Entwicklung einer ganzheitlichen für Entwässerungsnetze Deutschlands Förderkennzeichen : 02WK WK WK0149 Vorhabensträger: Forschung und Entwicklung: gefördert durch: Große Kreisstadt Neuburg a. d. Donau Dr.-Ing. Pecher und Partner Ingenieurgesellschaft mbh für Siedlungswasserwirtschaft München - Berlin betreut durch: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe (PTKA) Bereich Wassertechnologie und Entsorgung (WTE)

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3 séêäìåçîçêü~äéå båíïáåâäìåöéáåéêö~åòüéáíäáåüéåh~å~äë~åáéj êìåöëëíê~íéöáéñωêpí~çíéåíï ëëéêìåöëåéíòé aéìíëåüä~åçë ^ÄëÅÜäìëëÄÉêáÅÜí

4 Seite 2 An der Bearbeitung des Verbundvorhabens haben mitgewirkt: Dipl.-Ing. Nikola Milojevic Dipl.-Ing. Stefan Braunschmidt Dipl.-Ing. Harald Chmiel Dipl.-Ing. Dieter Jacobi Dipl.-Ing. Paul Leikam Dipl.-Geol. Thomas Rabe Dipl.-Ing. Fereshte Sedehizade Dipl.-Ing. Christian Späth Dipl.-Ing. Klaus-Jochen Sympher Dipl.-Ing. Werner Willeitner Dipl.-Ing. Martin Wolf Gesamtleitung, Dr.-Ing. Pecher und Partner Hydraulische Sanierung und Überflutungsnachweise, Dr.-Ing. Pecher und Partner Mehrspartenstrategie, baul. Sanierung und Anschlusskanäle, Stadtentwässerung Rosenheim Zustandsstrategie, allg. Abläufe und Koordinator, Berliner Wasserbetriebe Fremdwasserstrategie, allg. Abläufe und Koordinator, Stadtentwässerung Neuburg Bauliche Sanierung, Dichtheit und Anschlusskanäle Dr.-Ing. Pecher und Partner Bauliche Sanierung, Berliner Wasserbetriebe Überflutungsnachweise, Stadtentwässerung Rosenheim Generelle Sanierungsplanung, allg. Abläufe und Administration, Dr.-Ing. Pecher und Partner Mehrspartenstrategie, allg. Abläufe und Koordinator Stadtentwässerung Rosenheim GIS-Management, Substanzwert- und Strategieentwicklung, allg. Abläufe, Dr.-Ing Pecher und Partner Stand:

5 Seite 3 fåü~äíëîéêòéáåüåáë péáíé N báåäéáíìåö V 1.1 Einführung Problemstellung Stand der Technik Stand des Wissens Verbundpartner und Organisation Ziel des Verbundvorhabens Sanierung, Sanierungsplanung und Strategie Generelle Sanierungsplanung Ganzheitliche Sanierungsplanung Sanierungsstrategie Sanierungsentwurf 27 O céëíäéöéåçéê^åñçêçéêìåöéå OV 2.1 Gesetzliche Anforderungen Bauliche und betriebliche Anforderungen Hydraulische Anforderungen Umweltrelevante Anforderungen 43 P céëíëíéääéåçéëfëíjwìëí~åçéë QT 3.1 Grundlagenermittlung Kanalkataster Erfassen der globalen und lokalen Randbedingungen Lage im Verkehrsraum Lage der Kanalhaltung zu Sparten Bebauungsart Bodenart 55 U

6 Seite Rohrsicherung Grundwasserstand und Wasserhaltung Besondere Zonen Bewertung für Erneuerungen Bewertung für Renovierungen Erfassen der Indirekteinleiter Durchführen von Niederschlags- und Abflussmessungen Erfassen der Daten für die hydraulischen Berechnungen Vermögensbewertung des Kanalnetzes Untersuchungsgebiete im Verbundprojekt Berliner Wasserbetriebe Stadt Neuburg an der Donau Stadt Rosenheim Baulicher Zustand Zustandsdaten Vergleich der Einzugsgebiete Definitionen Netzschädigung Schadenstypen Schadensarten Hydraulische Leistungsfähigkeit Aufstellen und Verifizieren des hydraulischen Modells Feststellen der hydraulischen Leistungsfähigkeit Anforderungen an die Datenbasis Datenbankaufbau Aktualität Qualitätsanforderungen 95 Q séêöäéáåüãáí^åñçêçéêìåöéå VT 4.1 Baulicher und betrieblicher Zustand Zustandsbewertung optischer Zustand Dichtheitsmodell KANSAS-DIKANYS 100

7 Seite Vergleich der Untersuchungsgebiete Feststellen des Sanierungsbedarfs Hydraulische Leistungsfähigkeit Festlegen des Sanierungsbedarfs Überstausicherheit Überflutungssicherheit Umweltbeeinträchtigung Beurteilen der Dichtheit Beurteilen der Indirekteinleitungen Gewässerverschmutzung durch Einleitungen aus der Kanalisation 120 R déåéêéääép~åáéêìåöëéä~åìåö NOP 5.1 Risikobetrachtung Sanierungsziele Bauliche Sanierung Sanierungsverfahren Marktrecherche Reparatur Renovierung Erneuerung Einsatzgrenzen Wahl der zu sanierenden Schäden Auswahl der Sanierungsalternativen Auswahl der wirtschaftlichen Sanierungsalternative Sanierungskosten Nutzungsdauer der Sanierungsverfahren Kostenvergleichsrechnungen Sensitivitätsuntersuchungen Wirtschaftliche Restnutzungsdauer Ingenieurbeurteilung Differenz der Projektkostenbarwerte 173 U

8 Seite Nachbarhaltungen Örtliche Randbedingungen Bauliche Sanierungspriorität Hydraulische Sanierung Allgemeines Hydraulische Sanierungspriorität Kanalnetz Hydraulische Nachweise - Überstaunachweis Überflutungsnachweis Erfassen der Oberflächensituation Durchführung Bewertung Sanierungspriorität für Maßnahmen der Überflutungssicherheit Hydraulische Restnutzungsdauer Erarbeiten einer Sanierungskonzeption 198 S d~åòüéáíäáåüép~åáéêìåöëéä~åìåö OMN 6.1 Erarbeiten eines ganzheitlichen Sanierungskonzeptes Überlagerung der hydraulischen, baulichen und umweltrelevanten Sanierungsmaßnahmen Mehrspartenansatz Festlegen der ganzheitlichen Sanierungsprioritäten Sanierungskonzeption und -kosten Einfluss der Anschlusskanäle auf die Sanierung der Straßenkanäle Wechselwirkungen der Sanierungsverfahren Einfluss der Anschlusskanäle auf das Sanierungsverfahren im Straßenkanal Hochrechnung der Sanierungskosten Fremdwasserreduzierung Bewertung der immateriellen Randbedingungen Kriterien zur Bewertung der Sanierungskonzeption 226

9 Seite Kosten-Nutzen Analyse Risikoanalyse der geplanten Maßnahmen Umfang der ganzheitlichen generellen Sanierungsplanung 233 T båíïáåâäìåöîçåp~åáéêìåöëëíê~íéöáéå OPT 7.1 Ziele Bewertungskriterien Zustandsabhängige und betriebsgewöhnliche Nutzungsdauer Substanzwert Definition und Ermittlung Bewertung und Substanzwertdefizit Investitionsplanung Abwasserentgelt Entwicklung der Sanierungszeitachse Sanierungsstrategien Gebietsbezogene Sanierungsstrategie Substanzwertstrategie Zustandsstrategie Mehrspartenstrategie Funktionsbedingte Sanierungsstrategie Sanierungsstrategie zur Fremdwasserreduzierung Berücksichtigung der Anschlusskanäle 269 U _ÉìêíÉáäìåÖÇÉêp~åáÉêìåÖëëíê~íÉÖáÉå OTN 8.1 Auswirkungen auf die Nutzungsdauer Auswirkungen auf die Entwicklung des Substanzwertes Auswirkungen auf die Entwicklung der Abwassergebühren Auswirkungen auf die mittel- und langfristige Finanzplanung Auswirkungen der Anschlusskanäle auf die Sanierung der Straßenkanäle 287 V bãéñéüäìåöéåñωêçáét~üäçéêp~åáéêìåöëëíê~íéöáé OUV U

10 Seite Übertragbarkeit auf andere Gebiete und Hochrechnung Festlegen der Strategieziele Hinweise zur Auswahl der Sanierungsstrategie 298 NM wìë~ããéåñ~ëëìåöìåç^ìëääáåâ PMP 10.1 Grundlagen und Untersuchungsgebiete Ganzheitliche und generelle Sanierungsplanung (GSP) Nutzungsdauer der Kanalisation Sanierungsstrategie Substanzwert und Nachhaltigkeit Sanierungskosten Ausblick und weiterer Forschungsbedarf Betriebsgewöhnliche Nutzungsdauer Beurteilen der Kanaldichtheit Nutzungsdauerverteilung ungeschädigter Haltungen Schadensentwicklung und Netzalterung Interventionspunkte 322 Literaturverzeichnis 325 Anhangverzeichnis 335

11 Seite 9 N báåäéáíìåö NKN báåñωüêìåö Bei einem mittleren Anschlussgrad an die öffentliche Kanalisation in der Bundesrepublik von rd. 95 % beträgt die Länge der öffentlichen Kanäle rd km [24]. Dabei ist etwa ein Drittel der Kanäle älter als 50 Jahre, wobei signifikante Unterschiede zwischen den alten und neuen Bundesländern festgestellt wurden. In den neuen Bundesländern sind über die Hälfte der Kanäle älter als 50 Jahre [24]. In den alten sind es rd. ein Viertel. Die Länge der privaten Entwässerungsleitungen ist weitgehend unbekannt und wird grob auf die doppelte Länge der öffentlichen Kanäle abgeschätzt, d.h. etwa km [23]. In Deutschland sind durchschnittlich etwa 20 % der rd km öffentlicher Kanalisation kurz- bis mittelfristig sanierungsbedürftig. Das entspricht einem mittleren Sanierungsvolumen von etwa 50 bis 55 Mrd. [24]. Zu den Sanierungskosten für die heute schadhaften Kanäle kommt in Zukunft der notwendige Erhaltungsaufwand für die z.zt. noch intakten Kanäle hinzu. Bei den Anschlussleitungen werden rd. 40 % als mittelfristig sanierungsbedürftig geschätzt, also das Vierfache der Länge der öffentlichen Kanäle. Dieser Sanierungsaufwand steht oft im Gegensatz zu den leeren Kassen der Kanalnetzbetreiber. Der Sanierungseifer wird dabei auch durch die Tatsache gebremst, dass die Kanäle im Untergrund vergraben sind und somit der Zustand für die Allgemeinheit nicht sichtbar ist. Neben der Verpflichtung zu einer sicheren, wirtschaftlichen und nachhaltigen Entwässerung wird oft vernachlässigt, dass im Untergrund ein immenser materieller Wert vorhanden ist. Insgesamt geht es um die Werterhaltung eines Anlagekapitals von schätzungsweise 330 Mrd. EUR. Gegenwärtig werden in Deutschland zur Sanierung der öffentlichen Kanalnetze Aufwendungen von rd. 1,64 Mrd. pro Jahr erbracht. Un- U

12 Seite 10 ter der Annahme, dass davon rd. 50 % in Erneuerungsmaßnahmen fließen, entspricht dies einer Investitionsquote von lediglich 2,5 des Wiederbeschaffungswertes. Damit die zur Zeit durchgeführten Maßnahmen langfristig ausreichen, müssten die Kanalnetze in Deutschland eine Lebenserwartung von rd. 400 a besitzen [104]. Aus diesen Zahlen lässt sich im Durchschnitt ein erheblicher Investitionsstau ableiten. Dieser wird zwar von 42 % der Kommunen entsprechend eingeschätzt, trotzdem verbleiben 32 % der Kommunen mit der Einschätzung, dass kein Investitionsstau zu erwarten ist. Diese Zahlen verdeutlichen, dass der Zustand der Kanalisation widersprüchlich eingeschätzt und der erforderlichen Reinvestitions- und Sanierungsbedarf offenbar noch zum großen Teil unterschätzt wird. Die Umsetzung der weitgesteckten Forderungen der DIN EN 752 wird demnach vielerorts nur langfristig möglich sein. Der Umfang der notwendigen Sanierungsmaßnahmen und die daraus entstehenden finanziellen Zwänge erfordern deshalb eine Sanierungsstrategie mit konkreten Zieldefinitionen, welcher Zustand im Kanal zu welchem Zeitpunkt zu erreichen ist. Von einer Sanierungsstrategie wird darüber hinaus eine wirtschaftliche und langfristige Perspektive für das vorhandene Anlagevermögen des Kanalnetzes erwartet, die über eine bloße Aufrechterhaltung des Kanalbetriebes hinausgeht. Die Errichtung und Wiederherstellung größerer Kanalnetze ist weder im Hinblick auf die finanzielle noch auf die bauliche Realisierung in wenigen Jahrzehnten möglich. Insofern nutzt jede Generation die Leistung der vorangegangenen und hat damit die Verpflichtung, der nächsten Generation ein funktionsfähiges Netz zu übergeben (Generationenvertrag). Die Vermeidung von Vermögensverzehr und damit der Erhalt und ggf. notwendige Erhöhung des Substanzwertes von Kanalnetzen spielt damit eine wichtige Rolle im Hinblick auf Nachhaltigkeit und Generationenvertrag. Der historisch durch Ausbauschübe geprägte Netzaufbau mit Perioden unterschiedlicher Verlege- und Materialqualität lässt zudem in der Zukunft starke Schwankungen des erforderlichen Reinvesti-

13 Seite 11 tionsbedarfs erwarten, wenn diese nicht durch vorausschauende Planung verstetigt werden [51]. Aufgrund des hohen Anschlussgrades und des Alters der Kanalnetze wird künftig die Instandhaltung eine eindeutige Priorität gegenüber dem Neubau (Ersterschließung) erhalten. Aufgabe des Kanalnetzbetreibers ist es, eine funktionierende und betriebssichere Siedlungsentwässerung zu gewährleisten. Darüber hinaus muss er dafür Sorge tragen, dass durch Ableitung und Behandlung von Schmutz- und Regenwasser keine Gefährdung der Umwelt eintritt (z.b. durch undichte Kanäle) sowie Personen- und Sachschäden (z.b. durch beeinträchtigte Standsicherheit) und unnötige Kosten (z.b. durch erhöhten Fremdwasseranfall oder ungeeignete Sanierung) vermieden werden. Zusätzlich sollen Einsparpotenziale, insbesondere in Zeiten knapper Kassen, aktiviert und die zur Verfügung stehenden Finanzmittel optimal eingesetzt werden. Die Praxis der Sanierung von Kanalisationsnetzen war in der Vergangenheit häufig entweder nur auf den baulichen, den hydraulischen oder den umweltrelevanten Zustand der Kanalisation abgestellt. Generelle Entwässerungspläne zeigten in erster Linie hydraulische Schwachstellen im vorhandenen Netz auf. Darauf aufbauend wurden, unter Berücksichtigung der voraussichtlichen Entwicklung des untersuchten Gebietes, Vorschläge für die hydraulische Sanierung und für Gewässerschutzmaßnahmen erarbeitet. Die hydraulische Sanierung von Kanalnetzen wurde daher meist nur aus der Kenntnis der Abflussvorgänge, nicht aber unter dem Aspekt des baulichen Zustandes oder des Alters der Kanäle vorgeschlagen. Parallel zur technischen Entwicklung der Kameras zur TV-Untersuchung und der damit erworbenen Kenntnis des baulichen Zustandes der Kanalnetze entstand in der Öffentlichkeit ein zunehmendes Umweltbewusstsein. Dies schlägt sich zuletzt in den Eigenkontrollverordnungen U

14 Seite 12 der einzelnen Bundesländer nieder. Zur Beseitigung des Gefährdungspotenzials, welches von schadhaften Kanälen ausgehen kann, verlagerte sich der Schwerpunkt der Maßnahmen im Kanalnetz hin zur baulichen und betrieblichen Sanierung. Aus dem Zwang heraus, Kosten für die Abwasserentsorgung einzusparen, wurden in letzter Zeit bei Sanierungsmaßnahmen oft nur die hydraulischen Gegebenheiten oder der bauliche Zustand berücksichtigt. Da sich beide Aspekte gegenseitig beeinflussen, sind bei getrennter Betrachtung keine optimalen Lösungen zu erwarten. Langfristige Aspekte blieben dabei meist unberücksichtigt. Seit Inkrafttreten der Europanorm EN Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden Sanierung im November 1997 [41] entspricht die oben beschriebene, historisch gewachsene Betrachtungsweise einer Kanalsanierung nicht mehr den Anforderungen an eine ordnungsgemäße Sanierung. Demnach sind für Maßnahmen zur Wiederherstellung oder Verbesserung von vorhandenen Entwässerungssystemen ganzheitliche Lösungen zu erarbeiten, die alle hydraulischen, baulichen und umweltrelevanten Aspekte berücksichtigen. Derartige ganzheitliche Lösungen sind bisher nicht üblich und auch noch nicht entwickelt. Die bisherige Sanierungspraxis, nach welcher nur saniert wird, wenn dringender Handlungsbedarf besteht, zielt überwiegend entweder nur auf den hydraulischen oder den baulichen (Feuerwehrstrategie) Zustand der Kanäle. Nachdem inzwischen umfangreiche Datenbestände aus TV- Untersuchungen der Kanäle vorliegen, hat diese Feuerwehrstrategie wirtschaftliche Nachteile. Eine systematische Auswertung der vorliegenden Grundlagen ermöglicht heute langfristige Sanierungsplanungen. Diese Planungen sollen sowohl die in der EN genannten hydraulischen, baulichen und umweltrelevanten Aspekte als auch betriebswirt-

15 Seite 13 schaftliche Überlegungen berücksichtigen. Letztere spielten allerdings bei den bisherigen Sanierungsplanungen nur, wenn überhaupt, eine untergeordnete Rolle. Eine derartige ganzheitliche Betrachtungsweise, in der die Sanierungsüberlegungen überlagert und optimiert werden, trägt aber zu einer Minimierung der Gesamtkosten wesentlich bei. Das umfangreiche Datenmaterial über den baulichen und betrieblichen Zustand liegt ausschließlich für die öffentlichen Sammelkanäle vor. Entsprechende Daten der Anschlusskanäle und Grundstücksentwässerungsleitungen dagegen wurden kaum erfasst. Besonders im Bereich der öffentlichen Straßen und Plätze kann jedoch der Zustand der Anschlusskanäle einen Einfluss auf die Sanierungsart der Sammelkanäle haben. NKO mêçääéãëíéääìåö An ein saniertes Kanalnetz werden hinsichtlich seiner hydraulischen Leistungsfähigkeit, seiner Auswirkungen auf die Umwelt und seines baulichen sowie betrieblichen Zustandes dieselben Anforderungen wie an ein neues Kanalnetz gestellt. Eine Umsetzung dieser weitgesteckten Forderung der DIN EN 752 wird vielerorts nur langfristig möglich sein. Der Umfang der notwendigen Sanierungsmaßnahmen und die daraus entstehenden finanziellen Zwänge erfordern deshalb eine Sanierungsstrategie mit konkreten Zieldefinitionen, welcher Zustand im Kanal zu welchem Zeitpunkt zu erreichen ist. Die herkömmliche Sanierungspraxis, die darauf abzielt, gravierende Schäden zu beseitigen (Feuerwehrstrategie), fordert eine zunehmend zugunsten des Umweltschutzes sensibilisierte Öffentlichkeit zur Diskussion über Konsequenzen geradezu heraus. Sie führt darüber hinaus auf längere Sicht zu höheren Aufwendungen für den Unterhalt des Kanalnetzes, da sich die Schadensbeseitigung nur am Schadensfall orientiert und nicht die Systemzusammenhänge berücksichtigt. Hohe Kosten U

16 Seite 14 können außerdem dadurch entstehen, dass wegen mangelnder Kenntnis des Gesamtsystems auch unzweckmäßige Maßnahmen ergriffen werden (es werden Symptome, aber nicht Ursachen behandelt), wobei das Sanierungsziel unter Umständen trotz eines evtl. erheblichen Aufwands nicht erreicht wird. Ziel einer Sanierungsstrategie sollte vielmehr sein, Schäden gar nicht entstehen zu lassen, indem vorhandene Unzulänglichkeiten im System planmäßig beseitigt und die insgesamt entstehenden Kosten für den Bau und Betrieb der Abwasseranlagen bei optimalem Nutzen minimiert werden. Dies kann nur mit einer vorbeugenden Strategie erreicht werden. Neben den insgesamt geringeren Kosten werden damit die Nutzungsdauer verlängert und der Wert der Kanalisation längerfristig erhalten. NKP pí~åççéêqéåüåáâ Der bauliche Zustand der Kanalisation wird auf Videobändern bzw. in digitaler Form dokumentiert und mit einem Kürzelsystem in einer Datenbank festgehalten. Grundlage für den Entwurf der erforderlichen Sanierungsmaßnahmen ist die Kanalzustandsbewertung. Richtungsweisend ist hierfür das ATV Merkblatt M-149 [16]. Aufgrund des festgestellten baulichen Zustandes und der Randbedingungen (z. B. Transportmedium, hydraulische Verhältnisse, Lage in Wasserschutzgebieten u. a.) werden haltungsweise Zustandsklassen (ZK) und Sanierungsprioritäten (SP) bestimmt. Für die Einstufung in eine Zustandsklasse ist der größte Einzelschaden in einer Haltung maßgebend. Weitere Schäden haben nach M 149 unabhängig von der Schwere und Häufigkeit nur eine untergeordnete Bedeutung. Anhand der durch die TV-Untersuchung erfassten Kanalgrunddaten und Schadensbilder werden geeignete bauliche Sanierungsverfahren gewählt. Eine systematische Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zwischen

17 U Verbundvorhaben Seite 15 den verschiedenen Sanierungsalternativen wird nur in Ansätzen durchgeführt, da für die komplexen Zusammenhänge der maßgebenden Parameter nur allgemeine Hinweise vorliegen (LAWA-Leitlinien zu Kostenvergleichsrechnungen ). Neben den finanzmathematischen Faktoren (Realzins, Kostensteigerung) sind für eine Kostenvergleichsrechnung vor allem die angesetzten Nutzungsdauern des zu sanierenden Kanals und der Sanierungsmaßnahmen von Bedeutung. Für den vorhandenen Kanal wird in der Regel eine betriebsgewöhnliche Nutzungsdauer (Abschreibungsdauer) angesetzt, die jedoch mit der tatsächlichen Lebensdauer in der Regel nichts zu tun hat. Diese kann länger oder kürzer als die Abschreibungsdauer sein. Die Kenntnis der im Kanalnetz vorhandenen baulichen Schäden deckt jedoch nur einen Teilaspekt der Kanalsanierung ab. Hydraulische Anforderungen an ein Entwässerungsnetz werden für sich in generellen Entwässerungsplänen untersucht. Erfordern die hydraulischen Randbedingungen eine Vergrößerung der Abflusskapazität, wird z.b. mit einer Querschnittsvergrößerung eine Erneuerung des Kanals vorgeschlagen. Die kaufmännische Beurteilung der Kanalisation wird schließlich über die Vermögensbewertung erschlossen. Die Abschreibung beschreibt den Werteverzehr der Entwässerungsanlagen. Inwieweit ein Kanal hydraulisch und baulich funktionstüchtig ist, wird dabei in der Regel nicht berücksichtigt. Der Entscheidungsprozess über die Kanalsanierung enthält in der Regel keine Verknüpfung zwischen den baulichen, betrieblichen sowie betriebswirtschaftlichen Kriterien.

18 Seite 16 Der bauliche und betriebliche Zustand der Anschlusskanäle ist in der Regel flächendeckend nicht bekannt. Er wird jedoch von Kanalnetzbetreibern im Allgemeinen schlechter eingeschätzt als der Zustand der Sammelkanäle. Vor der Durchführung der Sanierungsmaßnahmen in der Sammelkanalisation wird daher gezielt der Zustand der durch die Maßnahme betroffenen Anschlusskanäle festgestellt und gegebenenfalls Entscheidungen für einzelne Sanierungsmaßnahmen für den Sammelkanal überarbeitet. Herkömmlich bleibt bei der Erarbeitung einer Sanierungsstrategie der Zustand der Anschlusskanäle außer Betracht. Aufgrund der Eigentumsverhältnisse endet die Zuständigkeit des Betreibers einer öffentlichen Kanalisation häufig bereits am Anschlussstutzen an den Sammelkanal. Musterentwässerungssatzungen, welche die Aufnahme der Anschlusskanäle in die Zuständigkeit des Betreibers der öffentlichen Entwässerungsanlage empfehlen, lassen eine entsprechende Änderung der Rechtslage erwarten. NKQ pí~åççéëtáëëéåë In der Sanierungsplanung sind sowohl bauliche als auch hydraulische Anforderungen und vermögensrelevante Aspekte zu berücksichtigen. Bei ganzheitlicher Betrachtung und Prüfung möglicher Sanierungsalternativen kann durch einen Eingriff in die Netzstruktur, z.b. durch den Bau von Umleitungs- oder Parallelkanälen, eine gegebene hydraulische Überlastung soweit verringert werden, dass die gesetzten Anforderungen an den Entwässerungskomfort gewährleistet werden. Die Gesamtkosten eines derartig aufgestellten Sanierungskonzeptes sind deutlich geringer, als wenn eine Sanierung nur nach Kenntnis des baulichen oder nur des hydraulischen Zustandes vorgenommen wird. Für eine Verknüpfung der baulichen und hydraulischen Zieldefinitionen mit ihren zugeordneten Sanierungsprioritäten ist daher ein Sanierungskonzept zu

19 Seite 17 entwickeln, das die jeweiligen Aspekte systematisch erfasst und eine ganzheitliche Vorgehensweise ermöglicht. Die für die bauliche Kanalsanierung erforderlichen Investitionskosten sind im wesentlichen von der tatsächlichen Restnutzungsdauer des vorhandenen Kanals abhängig. Dabei handelt es sich um eine prognostizierte zustandsabhängige Restnutzungsdauer, die weder von der pauschalen betriebsgewöhnlichen Nutzungsdauer, noch von der Abschreibungsdauer abgeleitet werden kann. Die im Zuge der Zustandsbewertung vergebene Zustandsklasse eines Kanalabschnittes ist ein ungenügendes Kriterium zur Herleitung der Restnutzungsdauer, da sie lediglich Auskunft über die Dringlichkeit der baulichen Sanierung einer Haltung gibt. Es kann zum Beispiel ein Kanal, der wegen eines einzigen schweren Schadens in die ZK 1 fällt, mit einer Reparatur (Teilerneuerung) mit geringerem Aufwand saniert werden als eine andere Haltung der ZK 2, die mehrere Schäden mit geringerer Schadensklasse aufweist, zu ihrer baulichen Sanierung aber eine (Haltungs-) Erneuerung erfordert. Eine Ableitung der Restnutzungsdauer aus Baujahr und Material des Rohres ist ebenfalls unzureichend. Eindrucksvolle Beispiele aus dem ausgehenden 19. Jahrhundert, aber auch durch Wirtschaftskrisen bedingte Qualitätsmängel im Abwassernetz verdeutlichen, dass ein Zusammenhang zwischen Haltungszustand und Haltungsalter nur bedingt herzustellen ist. Die Parameter Baujahr und Zustandsklasse der Kanalisation können nur einen vagen Zusammenhang zu plötzlich eintretenden Störungen (z.b. mangelhafte Verlegung, Bruch durch dynamische Belastung) erklären. Der offensichtliche Zusammenhang zwischen der üblicherweise angesetzten Restnutzungsdauer und dem Sanierungsaufwand wird zwar U

20 Seite 18 erkannt, jedoch in der Regel mangels geeigneter Auswertemethoden lediglich nach Gefühl umgesetzt. Die derzeitigen statistischen Auswertungen oder die bisher verwendeten pauschalen Annahmen können zwar einen allgemeinen Überblick über ein Entwässerungsnetz geben, bei der konkreten Sanierungsplanung jedoch zu erheblichen Fehleinschätzungen führen. Der bauliche Zustand der Anschlusskanäle ist in der Regel nicht bekannt und bleibt daher bei der Erarbeitung einer Sanierungsstrategie unberücksichtigt. Die darauf zurückzuführenden Fehleinschätzungen der aufgestellten Sanierungsstrategien und ihre technischen, wirtschaftlichen und umweltrelevanten Folgen können wegen mangelnder Datenvoraussetzungen nicht abgeschätzt werden. Der bauliche und hydraulische Zustand des Kanals beschreiben die tatsächliche Funktionstüchtigkeit und beeinflussen somit auch den Verkehrswert der Anlage. Dieser hängt aber vom ausgewählten Sanierungskonzept ab. Die Berücksichtigung des Verkehrswertes bei der Erarbeitung einer Sanierungsstrategie führt schließlich zu einer Gebührenentwicklung, die den wirklichkeitsnahen Vermögensverhältnissen des Kanalnetzbetreibers entspricht. Der Stand des Wissens auf dem Gebiet der Sanierungsplanung wurde in einem Pilotprojekt der Berliner Wasserbetriebe umgesetzt und in der folgenden Veröffentlichung der Abwassertechnischen Vereinigung (ATV) zusammengefasst [79] NKR séêäìåçé~êíåéêìåçlêö~åáë~íáçå Am vorliegenden Verbundvorhaben Sanierungsstrategie nehmen die Kanalnetzbetreiber der Städte Berlin, Neuburg a.d. Donau und Rosenheim teil. Die ausgewählten Betreiber haben einen Großteil der erforderlichen Grundlagen bereits erhoben und haben diese als Vorleistung

21 Seite 19 zur Verfügung gestellt. Dadurch wurden die Bearbeitungszeit deutlich gekürzt und die Gesamtkosten des Vorhabens wesentlich vermindert. Insgesamt stehen rd. 450 km Kanalnetzlänge für die Auswertungen zur Verfügung. Sie sind auf vier Einzugsgebiete verteilt. Tabelle 10.1 (Kapitel 10.1, Seite 303) zeigt die Einzugsgebiete mit Beschreibung ihrer Charakteristik. Tabelle 1.1 zeigt den Vergleich wichtiger Kenndaten der Untersuchungsgebiete. Daraus ist zu entnehmen, dass mit den ausgewählten Gebieten eine große Bandbreite an Charakteristiken abgedeckt wird, so dass aus den Ergebnissen der einzelnen Untersuchungsgebiete allgemeingültige Vorgehensweisen, Ergebnisse und Hinweise abgeleitet werden können. Tabelle 1.1: Vergleich der Einzugsgebiete Kenngröße Netz A Netz B Netz C Netz D Netzlänge [km] Entwässerungssystem MS MS + TS MS TS Charakteristik Mittelgroße Stadt mit geringem Industrieanteil Kleinstadt mit ländl. Flächennutzung incl. Altstadtkern Großstadt, Innerhalb des Innenstadtgebiets Überwiegendes Baujahr ( ) Großstadt - locker bebautes Außengebiet ( ) - / 480/ 240 mittl. Profilhöhe [mm] (MW/RW/SW) 660/ 670/ / 570/ /1290/ 450 mittl. Überdeckung [m] 1.7 / 1.3 / / 1.4 / / 2.4 / - / 1.5 / 2.3 (MW/RW/SW) 1.2 mittl. Gefälle (MW+RW) [ ] Schadensdichte [Anz./km] Anschlusskanaldaten vorhanden Grundwasserstand mittel Hoch mittel Mittel Besondere Zonen - WSG / ÜG - WSZ Das Projekt wurde 2001 vom BMBF genehmigt und bis Ende 2004 vom Ing.-Büro Dr. Pecher und Partner unter der Gesamtleitung von Nikola U

22 Seite 20 Milojevic in den Niederlassungen München und Berlin gemeinsam mit den Verbundpartnern bearbeitet. Abbildung 1.1 zeigt die interne Organisationsstruktur und Verantwortliche für die unterschiedlichen Fachbereiche. Gesamtkoordination Nikola Milojevic Klaus-Jochen Sympher Hydraulische Sanierung Stefan Braunschmidt Bauliche Sanierung Thomas Rabe GIS-Management Martin Wolf wissenschaftliche Auswertung und Erfassung allgemein gültiger Vorgangsweisen Klaus-Jochen Sympher Martin Wolf Abbildung 1.1: Interne Organisation und Verantwortlichkeiten im Büro Dr. Pecher und Partner NKS wáéäçéëséêäìåçîçêü~äéåë Für die unterschiedlichen Netzcharakteristika werden individuelle Sanierungsstrategien auf Basis der DIN EN 752 [44] erarbeitet. Aus den gewonnenen Erkenntnissen werden allgemeine Empfehlungen für eine generelle Sanierungsplanung in Deutschland abgeleitet. Am Beispiel der betrachteten Stadtentwässerungssysteme von Rosenheim, Neuburg und Berlin mit insgesamt rd. 450 km Kanallänge sollen folgende Themen beispielhaft untersucht und danach für die gesamte Bundesrepublik verallgemeinert werden: Ermittlung der für Sanierungen der Kanalisation maßgebenden hydraulischen, baulichen, umweltrelevanten und betriebswirtschaftlichen Randbedingungen Entwicklung einer alle diese Aspekte berücksichtigenden Sanierungsstrategie mit folgenden Zielvorstellungen für:

23 Seite 21 - langfristig guter Netzzustand - Sanierungsreihenfolgen unter besonderer Beachtung der Wirtschaftlichkeit - Minimierung der Abwassergebühren Empfehlungen für eine allgemeine Übertragung der Ergebnisse auf Stadtentwässerungssysteme im Misch- und Trennverfahren der Bundesrepublik Deutschland Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von Sanierungsstrategien für Kanalisationen, um in Abhängigkeit der Randbedingungen langfristig einen guten Netzzustand zu gewährleisten (Substanzerhaltung), Sanierungsreihenfolgen unter besonderer Beachtung der Wirtschaftlichkeit zu bestimmen und die Abwassergebühren zu minimieren. Dabei werden hydraulische, bauliche, umweltrelevante und betriebswirtschaftliche Aspekte betrachtet. Aufgrund von Untersuchungen an mehreren Kanalnetzen mit unterschiedlichen Charakteristiken werden Empfehlungen für eine allgemeine Übertragung der Ergebnisse auf Entwässerungssysteme im Mischund Trennverfahren in Deutschland erarbeitet. NKT p~åáéêìåöip~åáéêìåöëéä~åìåöìåçpíê~íéöáé Unter Sanierung sind nach der Definition der DIN EN [41] alle Maßnahmen zur Wiederherstellung oder Verbesserung von vorhandenen Entwässerungssystemen zu verstehen. In der DIN EN [44] sind die Begriffe für die Kanalsanierung neu definiert. Entgegen der U

24 Seite 22 Definition im Merkblatt ATV M 143, Teil 1 [11], wird Sanierung als übergeordneter Begriff verwendet. Darunter sind Reparatur, Renovierung und Erneuerung zu verstehen, unabhängig davon, ob sie vom baulichen Zustand oder den hydraulischen Verhältnissen hervorgerufen werden. An ein saniertes Kanalnetz werden hinsichtlich seiner hydraulischen Leistungsfähigkeit, seiner Auswirkungen auf die Umwelt und seines baulichen sowie betrieblichen Zustandes dieselben Anforderungen wie an ein neues Kanalnetz gestellt. Demnach sind bei der Sanierungsplanung grundsätzlich dieselben Kriterien wie bei einer Neuplanung zugrunde zu legen. Das in der DIN EN enthaltene Ablaufdiagramm für die Sanierung von Entwässerungssystemen (s. Abbildung 1.2) weist den Weg für zukünftige Sanierungskonzepte. Ziel ist, einen ausreichenden Entwässerungskomfort (schadlose Ableitung des Oberflächenwassers) zu erreichen und gleichzeitig die vorhandenen Mittel optimiert einzusetzen. Dabei müssen auch die Belange des Gewässerschutzes (z. B. entlastete Schmutzfrachten) berücksichtigt, sowie die Risiken für die öffentliche Gesundheit und das Betriebspersonal minimiert werden. Entwässerungsnetze sind gemäß dem WHG nach den jeweils in Betracht kommenden Regeln der Technik bzw. dem Stand der Technik zu errichten und zu betreiben. Die grundsätzlichen Anforderungen sind in der DIN EN [42] definiert. Darüber hinaus sind die nationalen Regeln (z. B. Landeswassergesetze, Arbeitsblätter der DWA und DIN- Normen) zu beachten.

25 U Verbundvorhaben Seite 23 Die Anforderungen gelten für sämtliche Bestandteile des Entwässerungssystems, angefangen von der einzelnen Kanalhaltung bis hin zu den Sonderbauwerken (Pumpstation, Regenüberlauf, Regenüberlaufbecken) und der Kläranlage. Die Auswirkungen der Einleitungsstellen auf die Gewässer sind mit den zuständigen Stellen abzustimmen (Anforderungen). Neben rechtlichen Anforderungen und öffentlichen Erwartungen sind es jedoch vor allem finanzielle Zwänge, die das Erstellen von Prioritäten erfordern. Das allgemeine Vorgehen bei der Sanierung von Entwässerungssystemen ist in DIN EN dargelegt (s. Abbildung 1.2). Die ganzheitliche Betrachtung erfordert eine parallele, zunächst voneinander unabhängige Betrachtung der einzelnen Bereiche Baulicher und betrieblicher Zustand, Hydraulische Verhältnisse und Umweltaspekte, nachdem das Vorgehen für die Feststellung und Beurteilung des Ist- Zustandes festgelegt wurde. Nach der Einzelbeurteilung ist eine Gesamtbeurteilung vorzunehmen, die als Grundlage für die Sanierungsplanung dient. Die Sanierungsplanung umfasst im weiteren Sinne die drei ersten Bearbeitungsphasen nach Abbildung 1.2. Voruntersuchung (Vorplanung), Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes und Erarbeitung der Lösungen.

26 Seite 24 Vorplanung Festlegung der Anforderungen Beurteilung der aktuellen Funktionsfähigkeit Wahl der Vorgehensweise bei der Feststellung und Beurteilung des Istzustandes Feststellung und Beurteilung des Istzustandes Erfassung und Beurteilung der vorhandenen Informationen Aktualisierung des Kanalkatasters bei Bedarf Hydraulische Untersuchungen Umweltrelevante Untersuchungen Bauliche Untersuchungen Durchführung von Abflußmessungen Erfassung der betrieblichen und anderen Einleitungen Programmvorbereitung Erstellung und Überprüfung des hydraulischen Modells Durchführung der Untersuchungen Durchführung der Inspektionsprogramme Beurteilung der hydraulischen Leistungsfähigkeit Beurteilung der Auswirkungen auf die Umwelt Beurteilung des Bauzustandes Vergleich mit den Anforderungen Ermittlung der hydraulischen Mängel Ermittlung der unzulässigen Wirkungen auf die Umwelt Ermittlung der baulichen Mängel Ermittlung der Mängelursachen Erarbeitung der Lösungen Erarbeitung ganzheitlicher Lösungen Beurteilung der Lösungen Erstellung des Sanierungsplans Ausführung und Kontrolle Durchführung der Maßnahmen Kontrolle der hydraulischen, umweltrelevanten und baulichen Funktionsfähigkeit Aktualisierung des Sanierungsplans Abbildung 1.2: Ablaufdiagramm für die Sanierung von Entwässerungssystemen [44] Die Erarbeitung von Lösungen umfasst die Arbeitsschritte der generellen und der ganzheitlichen Sanierungsplanung. Aufbauend auf die ganzheitliche Sanierungsplanung wird anschließend die Sanierungsstrategie erarbeitet.

27 U Verbundvorhaben Seite 25 NKTKN déåéêéääép~åáéêìåöëéä~åìåö Bei der generellen Sanierungsplanung für die öffentliche Kanalisation werden baulicher, betrieblicher und hydraulischer Zustand der Kanalisation betrachtet. Nach der Analyse des Ist-Zustandes und dem Vergleich mit den Anforderungen werden die festgestellten Mängel behoben. Im Rahmen der generellen Sanierungsplanung (GSP) wird, unter Berücksichtigung der Netzzusammenhänge und Ursachen, haltungsweise die Entscheidung zwischen den Sanierungsverfahren Reparatur, Renovierung und Erneuerung getroffen und die Rangfolge von Sanierungsmaßnahmen in Form von Sanierungsprioritäten bestimmt. Die Entscheidungsfindung baut auf den in diesem Planungsstadium verfügbaren Informationen (z.b. örtlichen Randbedingungen) sowie Nachbarhaltungen auf. Die GSP stellt damit einen zentralen Planungsschritt dar, bei dem, aufbauend auf konkrete Zustandsinformationen, Aussagen zur Sanierung jeder Haltung getroffen werden. Sie gibt den Überblick über Lage, Dringlichkeit, Art und Kosten von erforderlichen Sanierungsmaßnahmen. Mit der GSP liegt damit aus Sicht des Kanalnetzbetreibers die wichtigste Grundlage vor, um sich den Überblick über konkrete Maßnahmen im Netz zu verschaffen, Kostenbudgets zu ermitteln, sowie planvoll und effizient mit der Umsetzung der Beseitigung der festgestellten Defizite zu beginnen. In der GSP werden für die konkrete, objektbezogene Sanierung wichtige Grundlagen erarbeitet. Zugleich wird damit eine objektive Grundlage gelegt, um Prognosebetrachtungen, Strategieentwicklungen usw. durchführen zu können. Im Gegensatz zu Prognosemodellen, die auf Stichproben oder statistischen Auswertungen beruhen und bei denen keine haltungsweisen Aussagen zu erwarten sind, dient die GSP sowohl der detaillierten Umsetzung als auch der generalisierten Betrachtung der interdisziplinären Netzzusammenhänge.

28 Seite 26 NKTKO d~åòüéáíäáåüép~åáéêìåöëéä~åìåö Für Sanierungen werden ganzheitliche Lösungen gefordert [44]. Es sind sowohl hydraulische als auch bauliche und betriebliche sowie umweltrelevante Aspekte zu berücksichtigen. Aufbauend auf die generelle Sanierungsplanung werden deshalb bei der ganzheitlichen Planung, zusätzlich zu den technischen Zielen des Kanalnetzbetreibers, weitere Randbedingungen und Einflussfaktoren berücksichtigt. Darunter fallen z.b. Planungen und Ziele weiter Beteiligter (Mehrspartenansatz, z.b. Straßenerneuerung, Versorgungsnetze) Zustand und Sanierungsmaßnahmen der (privaten) Anschlussleitungen funktionelle Umgestaltung des Kanalnetzes Berücksichtigung der Überflutungssicherheit Berücksichtigung weiterer Ziele des Netzbetreibers (z.b. Fremdwassersanierung, Substanzwertstrategie usw.) Für die Betrachtungen im vorliegenden Erläuterungsbericht wird davon ausgegangen, dass die Berücksichtigung der Hydraulik der GSP zugeordnet wird. NKTKP p~åáéêìåöëëíê~íéöáé Die in den meisten Kanalnetzen vorhandene Länge der geschädigten Strecken auf der einen und die begrenzten Finanzmittel auf der anderen Seite machen die ganzheitliche Kanalsanierung zu einem Generationenproblem. Eine Lösung ist hier nur über längere Zeiträume sowie durch eine strategische, vorausplanende Handlungsweise möglich. Unter Strategie wird dabei die Planung einer Konzeption zur Erreichung eines Ziels verstanden [51].

29 Seite 27 In der GSP sowie der ganzheitlichen Planung werden Aussagen zu Lage, Art, Dringlichkeit und Kosten von Maßnahmen erarbeitet. Für die Umsetzung der Maßnahmen sind jedoch weitere Faktoren zu berücksichtigen. Von Bedeutung sind z.b. kurz-, mittel- und langfristiger Sanierungsbedarf, Substanzwertverzehr, verfügbares Personal und finanzielle Mittel und weitere Maßnahmen im Entwässerungssystem. Im Rahmen der Strategieentwicklung werden daraus Aussagen zu Zeiträumen, erforderlichen Sanierungsbudgets, Personalbedarf usw. getroffen. Zwischen der ganzheitlichen Sanierungsplanung und der Strategieentwicklung besteht eine gegenseitige Beeinflussung. Ggf. machen Strategiebetrachtungen eine Korrektur der Ziele der GSP erforderlich (z.b. Schadensumfang). Die Strategiebetrachtungen liefern Erkenntnisse über Auswirkungen von definierten Handlungsweisen. Sie geben jedoch auch umgekehrt Vorgaben, welche Ziele unter welchen Randbedingungen realistisch erreichbar sind, so dass ggf. Korrekturen bei der Sanierungsplanung erforderlich werden. NKTKQ p~åáéêìåöëéåíïìêñ In der generellen und ganzheitlichen Sanierungsplanung werden im Netzüberblick und unter Berücksichtigung der Netzzusammenhänge grundsätzliche Verfahrensentscheidungen getroffen, Kosten zusammengestellt und die flächendeckende Sanierung generalstabsmäßig als Rahmenplanung vorbereitet. Darauf folgt die konkrete, objektbezogene Detailplanung. Sie wird, je nach Detaillierungsstufe der GSP, als Vor- oder/und Entwurfsplanung erstellt. Während in der GSP lediglich eine Rahmenplanung mit darauf abgestimmter Grundlagenermittlung durchgeführt wird, wird in der Entwurfsplanung eine objektgenaue Grundlagenermittlung sowie Ausarbeitung der in der GSP erarbeiteten Verfahren durchgeführt. Hier findet eine exakte Massen- und Kostenermittlung sowie die Festlegung U

30 Seite 28 auf das Sanierungsverfahren im Detail statt. Die GSP ersetzt damit nicht die weiteren Schritte der Entwurfsbearbeitung. Die Entwurfsplanung wird in der vorliegenden Studie nicht weiter verfolgt.

31 Seite 29 O céëíäéöéåçéê^åñçêçéêìåöéå OKN déëéíòäáåüé^åñçêçéêìåöéå Im Siedlungsgebiet anfallendes Abwasser ist nach Gesetz gefahr- und schadlos zu beseitigen. Herkömmlich geschieht dies über Leitungsnetze, die das Abwasser sammeln und zu zentralen Abwasserbehandlungsanlagen transportieren. Es handelt sich um eine öffentliche Aufgabe, die sich als Daseinsvorsorge aus dem Zusammenleben in den Städten und Gemeinden ergibt. Sie wird durch eine Vielzahl von Gesetzen, Verordnungen und Regelwerken beschrieben, wie Wasserhaushaltsgesetz (WHG) Landeswassergesetze der Länder (LWG) technische Regelwerke als allgemein anerkannte Regeln der Technik wie DIN-Normen, DWA- (bzw. ATV-DVWK- oder DWA) Arbeitsblätter Landesverordnungen und spezielle Verwaltungsvorschriften sonstige Regelungen des gemeindlichen Ortrechts, wie Entwässerungssatzungen und Ordnungen. Als übergeordnete Quelle für Anforderungen an ein Entwässerungssystem einschließlich dessen Sonderbauwerke und für die Kläranlage ist das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) zu sehen. Nachfolgend einige wesentliche Punkte daraus: Nach 1, Absätze 1 und 2 des WHG (Stand: ) ist Jedermann verpflichtet, folgende Grundsätze zu beachten: (1) Die Gewässer sind Bestandteil des Naturhaushalts und als Lebensraum für Tiere und Pflanzen zu sichern. Sie sind so zu bewirtschaften, dass sie dem Wohl der Allgemeinheit und im Einklang mit ihm auch dem Nutzen Einzelner dienen und vermeidbare Beeinträchtigungen ihrer ökologischen Funktionen unterbleiben.... Da- U

32 Seite 30 bei sind insbesondere mögliche Verlagerungen von nachteiligen Auswirkungen von einem Schutzgut auf ein anderes zu berücksichtigen; ein hohes Schutzgut für die Umwelt insgesamt,..., ist zu gewährleisten. (2) Jedermann ist verpflichtet, bei Maßnahmen, mit denen Einwirkungen auf ein Gewässer verbunden sein können, die nach den Umständen erforderliche Sorgfalt anzuwenden, um eine Verunreinigung des Wassers oder eine sonstige nachteilige Veränderung seiner Eigenschaften zu verhüten, um eine mit Rücksicht auf den Wasserhaushalt gebotene sparsame Verwendung des Wassers zu erzielen, um die Leistungsfähigkeit des Wasserhaushalts zu erhalten und um eine Vergrößerung und Beschleunigung des Wasserabflusses zu vermeiden. Nachdem das gesammelte und ggf. behandelte Abwasser in den Wasserkreislauf wieder eingebracht wird, ist 7a des WHG von ausschlaggebender Bedeutung. Danach darf nur dann eine Erlaubnis für die Abwassereinleitung erteilt werden, wenn die Schadstofffracht des Abwassers so gering gehalten wird, wie dies bei der Einhaltung des jeweils in Betracht kommenden Verfahrens nach dem Stand der Technik möglich ist.... Nach 18a WHG ist Abwasser so zu beseitigen, dass das Wohl der Allgemeinheit nicht beeinträchtigt wird. Dem Wohl der Allgemeinheit kann auch die Beseitigung von häuslichem Abwasser durch dezentrale Anlagen entsprechen.... Nachdem es sich bei diesen Verpflichtungen um Gesetze handelt, können Zuwiderhandlungen oder Nichtbeachtung strafrechtlich verfolgt werden. Dazu existieren einschlägige Paragraphen wie 324 StGB im Strafgesetzbuch. Danach wird wer unbefugt ein Gewässer verunreinigt oder sonst dessen Eigenschaft nachteilig verändert,... mit Freiheits-

33 Seite 31 strafe bis zu fünf Jahren oder mit Geldstrafe bestraft, wobei bereits der Versuch strafbar ist. Zu erwähnen ist in diesem Zusammenhang, dass ggf. Schadensersatzansprüche entstehen können, wenn wegen fehlerhafter Errichtung und mangelndem Unterhalt Schäden bei Dritten entstehen. Haftungsansprüche lassen sich auch aus dem 22 WHG ableiten, wenn Stoffe in ein Gewässer eingebracht, eingeleitet werden oder gelangen, die die physikalische, chemische oder biologische Beschaffenheit des Wassers verändern. Das bedeutet im Umkehrschluss, dass ein aufgestauter Sanierungsbedarf zum Schadensersatz führen kann, denn nach Gesetz stellen fehlende Finanzmittel keinen Rechtfertigungs- oder Entschuldigungsgrund dar. Werden die gesetzlichen Vorgaben in der dafür vorgesehenen Zeit kontrolliert eingehalten, kann davon ausgegangen werden, dass die Abwasseranlage funktionsfähig, dicht, stand- und betriebssicher ist. Unter Berücksichtigung der Rechtsnormen lassen sich Anforderungen an eine Kanalisation ableiten. An ein saniertes Kanalnetz werden gemäß DIN EN die gleichen Anforderungen wie an ein neues gestellt. Die vorhandenen Entwässerungsanlagen müssen laufend überwacht, kontrolliert und ggf. den Anforderungen angepasst werden. Der Geltungsbereich der DIN-EN 752 umfasst das gesamte Entwässerungssystem außerhalb von Gebäuden. Dies beinhaltet den Sammel- und Anschlusskanal sowie die Grundstücksentwässerungsanlage. Für die in der DIN-EN aufgeführte dreigliedrige Untersuchung nach hydraulischen, umweltrelevanten und baulichen Aspekten werden in den nachfolgenden Kapiteln 2.2 bis 2.4 detailliertere Anforderungen für die Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden aufgelistet, die U

34 Seite 32 für die Erarbeitung einer Sanierungsstrategie von wesentlichem Interesse sind. OKO _~ìäáåüéìåçäéíêáéääáåüé^åñçêçéêìåöéå Für den Bau, die Instandhaltung und Überprüfung von Abwasseranlagen stehen zu den in Kapitel Fehler! Verweisquelle konnte nicht gefunden werden. aufgeführten Quellen noch zahlreiche Arbeitshilfen wie Normen und Regelwerke zur Verfügung. Dazu zählen u. a.: Eigenüberwachungs- bzw. kontrollverordnungen der Länder Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke (DIN 1986) Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden (DIN EN 752), Verlegung und Prüfung von Abwasserleitungen und kanälen (DIN EN 1610), Inspektion, Instandsetzung, Sanierung und Erneuerung von Entwässerungskanälen und leitungen (ATV-M 143) Zustandserfassung, -klassifizierung und bewertung von Entwässerungssystemen außerhalb von Gebäuden (DIN EN 13508, ersetzt in Zukunft ATV-M 149) Betriebsaufwand für die Kanalisation (ATV 147 T1 und T2) Prüfung alter und neuer Abwasserkanäle (Merkblatt Nr. 4.3/6, Bay. Landesamt für Wasserwirtschaft) Richtlinie für die statische Berechnung von Entwässerungskanälen und leitungen (ATV 127 T1 und T 2) Planung, Bau und Betrieb von Abwassertechnischen Anlagen (Arbeitshilfen Abwasser für die Bundesliegenschaften, Hrsg: Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen ) In Anhang 1.1 sind die Landesspezifischen Regelungen in Landeswassergesetzen (ohne spezielle Verordnungen oder Verwaltungsvorschriften zur Eigenüberwachung von Kanalisationsanlagen) nach [51] zusam-

35 U Verbundvorhaben Seite 33 mengestellt. Anhang 1.2 zeigt die länderspezifischen Regelungen in Eigenkontrollverordnungen oder Verwaltungsvorschriften für Kanalisationsanlagen. In den Landeswassergesetzen definiert meist der Begriff Regeln der Technik die Anforderungen. Sie werden durch öffentliche Bekanntmachung eingeführt und fortgeführt. Danach sind die jeweils in Betracht kommenden und veröffentlichten Regeln der Technik und die technischen Bestimmungen für den Bau, den Betrieb und die Unterhaltung von Abwasseranlagen einzuhalten. Daraus ist abzuleiten, dass die Beschaffenheit der Abwasseranlage während ihrer Betriebszeit an die jeweilig gültigen Regeln der Technik anzupassen ist. Damit lassen sich konkrete Vorgaben für den Bau und Betrieb ableiten. Diese Forderungen gelten grundsätzlich für alle Abwasserkanäle im öffentlichen Bereich, d.h. sowohl für die Sammel- wie auch die Anschlusskanäle und -leitungen. 1) Kanäle und Bauwerke müssen stand- und betriebssicher sein, um einen gefahrlosen Kanalbetrieb zu gewährleisten. Unter standsicher ist zu verstehen, dass der bauliche Zustand des Objektes jederzeit die einwirkenden äußeren und inneren Lasten aufnimmt. Für die Bemessung der Lastaufnahme stehen einschlägige Regelwerke zur Verfügung [35], [4], [8], [36]. Als Mindestüberdeckung werden dort rd. 0,50 m über Rohrscheitel angegeben. Erfüllt der Bauzustand diese Anforderungen an die Rohrstatik nicht, liegt ein Sanierungsbedarf vor.

36 Seite 34 Um im bebauten öffentlichen Bereich Behinderungen mit kreuzenden Leitungen und Anlagen zu vermeiden, werden sie gemäß den Regeln nach DIN 1998 untergebracht. Danach liegen die Abwasserkanäle in der Regel unterhalb der Trinkwasserversorgungsleitungen. Nach [38] sind Trinkwasserleitungen zwischen rd. 1,0 1,8 m Tiefe zu verlegen. Daraus folgt im Umkehrschluss, dass Abwasserkanäle tiefer als zumindest 1,3 m (incl. 0,3 m Überdeckung zwischen Abwasserkanal und kreuzender Trinkwasserleitung) zu liegen haben, wenn die flachste empfohlene Tiefe der Trinkwasserleitungen als Bezugstiefe angesetzt wird. Als weiterer Aspekt zur Bemessung der Kanalüberdeckung ist die Kanaltiefe, bezogen auf die ortsabhängige Frostsicherheit [101], zu berücksichtigen. Werden Zuschläge wegen Frost-Tau-Wechseln notwendig, beträgt die Mindestdicke des frostsicheren Straßenaufbaus in Südostdeutschland rd. 0,60 m. Übertragen auf die Abwasserkanäle bedeutet dies, dass für ihre Frostsicherheit die Kanalscheitel, abhängig von den klimatischen Verhältnissen, in mindestens 0,6 m Tiefe liegen müssen. Liegen beim Trennverfahren Schmutz- und Regenwasserkanal in unmittelbarer Nachbarschaft, wird der Schmutzwasserkanal tiefer verlegt, z.b. in einem gestuften Graben. Die Verlegetiefen der Abwassernetze richten sich nach den örtlichen Verhältnissen. In der Regel sind sie auf den Vorfluter eingestellt. Die Betriebssicherheit betrifft sowohl den Sollzustand als auch den Bauzustand des Kanalnetzes. Das Netz ist so zu planen und zu betreiben, dass durch konstruktive Vorkehrungen sowohl Unfällen vorgebeugt, als auch Ablagerungsbildungen (verstopfungsfreier Betrieb) und Geruchsemissionen minimiert werden können. Die Zugänglichkeit für den Unterhalt ist zu gewährleisten ( s. ATV-A 157

37 U Verbundvorhaben Seite 35 [15]). Für einen störungsfreien und sicheren Betrieb der Abwasseranlage ist ihre Verkehrssicherheit zu gewährleisten. Dies gilt insbesondere in Bereichen mit angrenzenden Bauten und Ver- und Entsorgungseinrichtungen und schließt die Wartung der Abwasseranlage ein. Es ist eine regelmäßige Reinigung und, wenn erforderlich, Räumung vorzunehmen (s. ATV-A 147). 2) Kanäle und Bauwerke müssen dicht sein, um das Eindringen von Fremdwasser (Infiltration) zu vermeiden. Die Erfassung des Istzustands umfasst auch den Nachweis der Dichtheit der Abwasseranlage. Grundsätzlich haben alle Abwasserleitungen und kanäle dicht zu sein. In den landesspezifischen Ü- berwachungsvorschriften werden dazu optische Inspektionen vorgesehen. Dabei wird angenommen, dass sich die Kanaldichtheit optisch nachweisen lässt. Damit kann jedoch nur ein indirekter Dichtheitsnachweis geführt werden, wenn zur Erfassungszeit das Erfassungsobjekt vollständig unterhalb des Grundwasserspiegels liegt. Je nach landesspezifischen Anforderungen sind zusätzlich Dichtheitsprüfungen für den Nachweis vorgeschrieben (z.b. [27]). Für neu gebaute Kanäle erfolgt der Dichtheitsnachweis im Rahmen der Abnahmen nach DIN 4003 bzw. DIN EN In DIN EN wird gefordert, dass die Leistungsfähigkeit von Entwässerungssystemen während der gesamten Nutzungsdauer gewährleistet ist. Dazu zählt auch die Dichtheit. Für Kanäle in Betrieb liegen nach ATV-A 147 noch keine einheitlichen Regeln für den Dichtheitsnachweis vor. Davon ausgenommen sind Abwasserkanäle in wasserwirtschaftlich kritischen Bereichen, z.b. Trinkwasser- oder Heilquellenschutzgebieten. Für sie sind turnusmäßig Dichtheitsnachweise durchzuführen (s. ATV-A 142 und A 146 sowie landestypische Ü- berwachungsvorschriften).