zur Regenwasserversickerung im Bebauungsplangebiet Nr. 237 "Am Schwan - Nord " in Wesel

Transkript

1 Ingenieurbüro für Geo- und Umwelttechnik Luitpoldstraße Gelsenkirchen PartG, AG Essen, PR 1527 Steuernr.: 319/5848/0566 Sparkasse Gelsenkirchen, IBAN: DE Konzept zur Regenwasserversickerung im Bebauungsplangebiet Nr. 237 "Am Schwan - Nord " Auftraggeber: Hansestadt Wesel Fachbereich Stadtentwicklung Team Bauleit- und Verkehrsplanung Mülheim an der Ruhr Bearbeiter: Dr. Lutz Jendrzejewski Projekt Nr.: 649/14 Umfang: 13 Seiten 4 Anlagen 2 Tabelle Gelsenkirchen, den

2 Inhaltsverzeichnis Seite 1 Veranlassung und Aufgabenstellung Verwendete Unterlagen Örtliche Verhältnisse Untersuchungsprogramm Untersuchungsergebnisse Bodenverhältnisse Grundwasserverhältnisse Durchlässigkeitsbeiwerte (k f -Werte) Gutachterliche Bewertung Standortbewertung Hinweise zur Planung und Ausführung Seite 2 von 13

3 Teil 1 Erläuterungsbericht zu den versickerungstechnischen Untersuchungen Seite 3 von 13

4 Anlagenverzeichnis Anlage 1: Übersichtslageplan im Maßstab 1: Anlage 2: Lageplan im Maßstab 1:2.000 Anlage 3: Schichtenprofile KRB 1 bis 5 Anlage 4: Darstellung der Bohrlochauffüllversuche Seite 4 von 13

5 1 Veranlassung und Aufgabenstellung Der Fachbereich Stadtentwicklung der Hansestadt Wesel plant die Aufstellung des Bebauungsplans Am Schwan - Nord im Süden des Stadtteils Lackhausen. Das auf den öffentlichen Verkehrsflächen anfallende Niederschlagswasser soll vorzugsweise ortsnah in den Untergrund versickert werden. Die technischen Möglichkeiten zur Ableitung und Versickerung sollten daher in einer Studie geprüft, bewertet und geplant werden. Die geologie:büro Dr. Jendrzejewski & Wefers PartG wurde von der Hansestadt Wesel am mit der Ausarbeitung der Studie beauftragt. Der Teil 1 umfasst die versickerungstechnische Untersuchung des Untergrunds sowie die nach 51a LWG und DWA-Merkblatt A 138 maßgeblichen Bewertungen, Angaben und Empfehlungen. Der Teil 2 beinhaltet das darauf aufbauende technische Konzept und die planerische Darstellung. Dieser Teil wurde von der Ingenieurbüro R.A.Patt GmbH, Voerde, im Unterauftrag erarbeitet. Seite 5 von 13

6 2 Verwendete Unterlagen Die folgenden Unterlagen wurden für die Erstellung des Berichts berücksichtigt: DWA DEUTSCHE VEREINIGUNG FÜR WASSERWIRTSCHAFT, ABWASSER UND ABFALL E.V. (April 2005): Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser, Arbeitsblatt A 138. GEOLOGISCHER DIENST NRW (2001): Geologische Karte von Nordrhein-Westfalen 1:25.000, Blatt 4305 Wesel. HANSESTADT WESEL, FACHBEREICH 1, TEAM BAULEIT- UND VERKEHRS- PLANUNG (ohne Datum): Gestaltungskonzept Bebauungsplan Nr. 237 "Am Schwan - Nord", 1:500. LANUV LANDESAMT FÜR NATUR, UMWELT UND VERBRAUCHER- SCHUTZ NRW ( ): Fachinformationssystem ELWAS-WEB, Internet-Abfrage, Wasserstandsdaten der Grundwassermessstelle , Wasserstandsdaten der Grundwassermessstelle MUNLV MINISTERIUM FÜR UMWELT UND NATURSCHUTZ, LANDWIRT- SCHAFT UND VERBRAUCHERSCHUTZ DES LANDES NRW ( ): Anforderungen an die Niederschlagsentwässerung im Trennverfahren SMBl. NRW 772. Seite 6 von 13

7 3 Örtliche Verhältnisse Das Bebauungsplangebiet Nr. 237 Am Schwan - Nord liegt im Süden von Wesel-Lackhausen. Es umfasst eine Fläche von rd. 5,5 ha und wird von der Emmericher Straße im Westen, von der Ida-Noddack-Straße im Norden und vom Hohen Weg im Osten begrenzt (s. Anlagen 1 und 2). Das Gelände weist überwiegend Höhen zwischen rd. 25,5 und 25,8 m +NN auf. Nur das Flurstück 875 im Nordwesten liegt mit rd. 26,6 m +NN auf einem erkennbar höheren Niveau. Mit rd. 25,2 m +NN kann der Tiefpunkt inmitten des Plangebietes verortet werden. Das vorläufige Gestaltungskonzept sieht eine Wohnbebauung mit Einzel- und Doppelhäusern vor, die vom Hohen Weg und von der Straße Am Schwan aus erschlossen werden. Zwischen der Emmericher Straße und der Straße Am Schwan ist ein Gehölzstreifen vorgesehen. Im Südwesten des Plangebietes besteht auf dem Flurstück 699 ein umfangreicher landwirtschaftlicher Betrieb mit zehn Gebäuden, der im Zuge der Neubebauung zurückgebaut werden soll. Das Flurstuck 875 im Nordwesten wurde in der Vergangenheit zur Aufstellung und Wartung von Kraftfahrzeugen sowie zuletzt als Lagerplatz genutzt. Die dort bestehenden Hallen sollen ebenfalls zurück gebaut werden. Im Nordosten liegen zudem fünf bereits mit Wohnhäusern bebaute Grundstücke, die zukünftig in den Geltungsbereich des Bebauungsplan fallen werden. Die übrigen Flurstücke werden als Ackerland genutzt, lagen zum Zeitpunkt der Geländeuntersuchungen jedoch brach. Seite 7 von 13

8 4 Untersuchungsprogramm Zur Erkundung des Bodenaufbaus wurden im Plangebiet am fünf jeweils rd. 2,0 m tiefe Kleinrammbohrungen mit einem gestaffelten Durchmesser von 50/40 mm ausgeführt. Die Bohransatzstellen wurden unter Auslassung der bebauten Flurstücke über das Plangebiet verteilt. Sie wurden nach Lage und Höhe vermessen. Als Bezugspunkt diente ein Kanaldeckel in der Fahrbahn der Straße Am Schwan, dessen Niveau im Plan des Gestaltungskonzepts mit 25,79 m +NN angegeben ist (s. Anlage 2). Zur Ermittlung der Wasserdurchlässigkeit der Böden wurden die Bohrungen KRB 1, 4 und 5 mit einer an der Sohle offenen Verrohrung gesichert und darin jeweils ein instationärer Bohrlochauffüllversuch (Open-End- Test) ausgeführt. Die Bohrlöcher wurden dazu laufend mit Wasser aufgefüllt, bis im Umfeld ein weitgehend stationärer Fließzustand angenommen werden konnte. Anschließend wurde die Absenkung des Wasserspiegels in der Verrohrung nach der Zeit bestimmt. Seite 8 von 13

9 5 Untersuchungsergebnisse 5.1 Bodenverhältnisse Die Schichtenfolge beginnt mit einem rd. 0,2-0,4 m mächtigen Oberboden (Schicht I). Darunter folgt flächendeckend ein feinsandiger, schwach toniger Schluff, der genetisch als Auenlehm des Rheins anzusprechen ist (Schicht II). Demgegenüber weist die Geologische Karte 1: für das Plangebiet eine Sandbedeckung aus, die durch die aktuellen Untersuchungen nicht bestätigt werden konnte. Unter dem Lehm folgt dann ein mittelsandiger Feinsand, der als Auensand anzusprechen ist (Schicht III). Darunter sind Kiessande der eiszeitlichen Niederterrasse zu erwarten, die jedoch nicht erbohrt wurden. Die Aufschlussbohrungen sind in Anlage 3 gemäß DIN 4023 dargestellt. Der Bodenaufbau ist in der nachfolgenden Tabelle 1 zusammengefasst. Tabelle 1: Schichtenfolge, Schichtmächtigkeiten und Höhenquoten der Schichtgrenzen Schichteinheit Material Mächtigkeit [m] Basisniveau [m +NN] I: Oberboden Schluff, feinsandig, schwach humos; braun; erdfeucht II: Auenlehm Schluff, feinsandig, schwach tonig, braun; erdfeucht III: Auensand Feinsand, mittelsandig; hellbraun, braun; erdfeucht 0,20 0,40 25,12 25,68 0,50 1,50 23,88 24,78 > 1,30 nicht erbohrt In der nachfolgenden Tabelle 2 sind die Böden zusätzlich anhand der Lösbarkeit und der Frostempfindlichkeit klassifiziert. Tabelle 2: Bodenmechanische Eigenschaften Schichteinheit Gruppen DIN Klassen DIN Lagerungsdichte bzw. Konsistenz Frostempfindlkt. ZTVE-StB II: Auenlehm UL, UM 4 (2) + steif F3 III: Auensand SE, SU 3 (2) + mitteldicht F1 F2 + Schicht bei Aufgrabungen und Zutritt von Wasser fließgefährdet Seite 9 von 13

10 5.2 Grundwasserverhältnisse Die lokale Grundwasserströmung ist nach Archivunterlagen unseres Hauses mit sehr flachem Gradienten nach Westen auf den Rhein ausgerichtet. Das über das Internet verfügbare Fachinformationssystem ELWAS-WEB (LANUV, 2015) gibt für die rd. 150 m westlich des Plangebiets gelegene Grundwassermessstelle einen höchsten Wasserstand von rd. 20,4 m +NN an. Die rd. 100 m südlich gelegenen Messstelle zeigte in den 1960er Jahren Höchstwerte um rd. 21,6 m +NN und danach bis zur Außerbetriebnahme im Jahr 1988 Wasserstände bis maximal rd. 20,7 m +NN. Daraus kann für das Plangebiet ein Mindestflurabstand von rd. 4,5 m unter der Geländeoberkante (u. GOK) abgeschätzt werden. Während der Feldarbeiten wurde kein Grundwasser angetroffen. Die Schichten waren in den Bohrungen lediglich erdfeucht. 5.3 Durchlässigkeitsbeiwerte (k f -Werte) Die Bohrlochauffüllversuche wurden als Open-End-Tests durchgeführt. Der Durchlässigkeitsbeiwert K f der betrachteten Schicht berechnet sich daraus gemäß folgender empirischer Bestimmungsgleichung: K f = Q / 5,5 x r x h (Q = Sickerrate, r = Radius Sickerrohr, h = Druckspiegelhöhe) Die danach für den Auensand (Schicht III) ermittelten K f -Werte schwanken zwischen rd. 2,9 x10-5 und 1,4x10-4 m/s. Das Material ist insgesamt als durchlässig gemäß DIN zu bezeichnen. Die Sickerversuche sind in Anlage 4 graphisch dargestellt. Um den für die weitere Planung relevanten Bemessungs-k f -Wert der ungesättigten Bodenzone zu erhalten, sind die aus den Felduntersuchungen ermittelten k f -Werte gemäß DWA-A 138, Anhang B, mit dem Faktor 2 zu multiplizieren. Daraus ergibt sich im Mittel ein Wert 1,5 x10-4 m/s, der für die weitere Planung zugrunde gelegt werden kann. Seite 10 von 13

11 6 Gutachterliche Bewertung 6.1 Standortbewertung Ausschlusskriterien für die Niederschlagswasserversickerung, die sich aus der Geländeneigung, dem Grundwasserstand oder der Grundwasserfließrichtung, aus Altlasten oder Altlastenverdachtsflächen 1 sowie aus Auflagen behördlich festgesetzter Schutzgebiete ergeben können, bestehen nach den vorliegenden Untersuchungs- und Rechercheergebnissen nicht. Die in DWA-A 138 formulierten Planungsgrundsätze werden im Bebauungsplangebiet 237 erfüllt, so dass eine Niederschlagswasserversickerung dort grundsätzlich möglich ist. Der oberflächennahe Auenlehm ist aufgrund seines hohen Feinkornanteils und der damit verbundenen, geringen Wasserdurchlässigkeit jedoch als ungeeignet einzustufen. Auf die Errichtung von flachen Versickerungsmulden muss daher im gesamten Plangebiet verzichtet werden. Dem gegenüber eignen sich die unterlagernden Sande gut für die Niederschlagswasserversickerung. Deren Durchlässigkeit liegt deutlich über der in DWA-A 138 für Mulden-Rigolen-Anlagen formulierten Mindestanforderung von 1x10-6 m/s. Geringer durchlässige Horizonte können jedoch nicht gänzlich ausgeschlossen werden. Ein hydraulischer Anschluss an die Sande ist durch einen Aushub des Auenlehms bzw. durch einen Austausch gegen Material mit höherer Wasserdurchlässigkeit möglich. Dadurch ergibt sich für eine zentrale Regenwasserversickerung eine Beckenanlage mit einer Sohle im Niveau der Auensande als Vorzugsvariante. Für eine dezentrale Versickerung sind Rigolen- und Mulden-Rigolen-Anlagen sinnvoll und empfehlenswert. Der Bodenaushub bzw. -austausch erfordert nach den aktuellen Untersuchungsergebnissen Arbeitstiefen zwischen rd. 0,7 und 1,7 m u. GOK, im Bereich des höher gelegenen Flurstücks 875 voraussichtlich auch darüber hinaus. Aufgrund der engräumig wechselnden Ablagerungsbedingungen im Rheintal ist nicht auszuschließen, dass die Sande 1 Telefonat vom mit Herrn Fischer, Fachgruppe Wasser- und Abfallwirtschaft (60-3). Seite 11 von 13

12 zwischen den Aufschlusspunkten auch auf einem höheren oder tieferen Niveau anzutreffen sind. 6.2 Hinweise zur Planung und Ausführung Aufgrund des voraussichtlich geringen Verkehrsaufkommens auf den wenig befahrenen Erschließungsstraßen halten wir es aus gutachterlicher Sicht für fachlich vertretbar, die Abflüsse über eine belebte Oberbodenschicht ohne zusätzliche Vorbehandlung in den Untergrund zu versickern. In ähnlichen Fällen hat sich die UWB beim Kreis Wesel bereits für eine solche Variante ausgesprochen. Eine frühzeitige Abstimmung mit der Wasserbehörde wird jedoch empfohlen. Eine Versickerung über Rigolen ohne Oberbodenpassage ist nur für Abflüsse von Dachflächen ohne unbeschichtete Metallkomponenten sowie von Terrassenflächen erlaubnisfähig. Abflüsse von Dachflächen mit unbeschichtete Metallkomponenten, von Hofflächen ohne häufigen Fahrzeugwechsel sowie von Geh- und Radwegen dürfen demgegenüber nur über eine belebte Oberbodenschicht in den Untergrund versickert werden. Eine weitere Vorbehandlung ist in der Regel jedoch nicht erforderlich. Für den Bau und Betrieb der Versickerungsanlagen bedarf es einer wasserrechtlichen Erlaubnis, die bei der Unteren Wasserbehörde des Kreises Wesel beantragt werden muss. Im Hinblick auf die erforderlichen Erdarbeiten weisen wir darauf hin, dass Baugruben über 1,25 m Tiefe gemäß DIN 4124 nur mit einer regelgerechten Sicherung oder standsicheren Böschung angelegt werden dürfen. Die Sohle und die Böschungen des Beckens bzw. des Muldenelements sollte in einer Stärke von 0,1 m mit Oberboden angedeckt und durch Raseneinsaat begrünt werden. Der Bodenaushub ist um die Stärke der Oberbodenauflage tiefer und breiter auszuführen. Die Sohle sollte horizontal angelegt werden, um eine optimale Versickerung zu erreichen. Der k f -Wert der Oberbodenauflage übt einen maßgeblichen Einfluss auf den Flächenbedarf der Versickerungsanlage aus. Gemäß Arbeitsblatt DWA-A 138 sollte er 1x10-5 m/s betragen. Entsprechend der Durch- Seite 12 von 13

13 lässigkeit der Auensande halten wir im konkreten Fall 1x10-4 m/s für sinnvoll und ausreichend. Für den Fall, dass Mulden-Rigolen-Anlagen zu Ausführung kommen sollen, ist zur Gewährleistung der Filterfestigkeit zwischen Oberboden und Austauschboden je nach Körnung des Austauschbodens ein Schutzvlies (Geotextil) einzuplanen. Ein einschichtiger Vliesstoff aus Polyethylen mit einem Flächengewicht von g/m 2 wird als ausreichend angesehen. Gelsenkirchen, den Dipl.-Geol. Hans-Peter Wefers Beratender Ingenieur IK-Bau NRW Seite 13 von 13

14 Luitpoldstraße 52, Gelsenkirchen Tel.: 0209 / , Fax: 0209 / Konzept zur Regenwasserversickerung im Bebauungsplangebiet Nr. 237 Am Schwan - Nord Übersichtslageplan Projektnr.: 649 / 14 Hansestadt Wesel Datum: gezeichnet / geprüft: Maßstab: Her / Je 1 : Anlagen-Nr.: 1

15 Spielpl a-10c N KRB L e g e n d e : KRB = Kleinrammbohrung KRB KRB = Kleinrammbohrung mit Sickerversuch KRB = Schachtdeckel = Bebauungsplangebiet KRB KRB Luitpoldstraße 52, Gelsenkirchen Tel.: 0209 / , Fax: 0209 / Höhenbezugspunkt = 25,79 [m NN] Hoher Weg 32 Konzept zur Regenwasserversickerung im Bebauungsplangebiet Nr. 237 Am Schwan - Nord Projektnr.: 649 / 14 Hansestadt Wesel Lageplan Am Schwan Datum: gezeichnet / geprüft: Maßstab: Anlagen-Nr.: Her / We 1 :

16 &'&&('&& )'*+ *,-((-*&&&!""#$ "#$ "%" $.*',.++( -/&*&01(22+223'4/&*&01(22,.00( 9$:; "#$6-*)2 <"6<= 7=!5-/3,01(, %"/ 1$ / / 6-/ &*-&)-*&(. %>6,&*) 718 )

17 ,, *!!"""#$%#& $'%!$!( %! "!)!"""#$%#&$'% )#&!( %!%! "!), *!!"""#$%#& $'%!$!( %! "!)!"""#$%#&$'% )#&!( %!%! "!) +#$%#)) $%#& %! %!"!) #)) #)& %&), +#$%#)) $%#& %! %!"!) #)) #)& %&),, -!#). $)%/ 0 $(# 1 234,+%5234, 33 9.)9!&'%$$>$#(!& #%!!&$. %&#)?;'%,?#@$ <%$$)%)@$ 67()234 #)."#! 8%)!2 &9#)4&.:")2 *%/$)%2 ; %&,2 <4= 2

18 + )!!!"#$"% #&$ # '$! ( +, )!!!"#$"% #&$ # '$! (,!!!"#$"% '$ $! (!!!"#$"%#&$ ("% '$ $! ( + *"#$"((#$"% $ $! ( "(("(%$%( + +,, *"#$"((#$"% #&$#!!"%$ $! ( "(("(%$%(, + - "(.#($/,,0#'" 1234+,*$ (9 %&$##>#"' % "$ %#.$%"(?;&$+?"@# <$##($(@# 67'(234 "(.!" 8$( 2 %9"(4%.:!(2 )$/#($2 ;$%+2 <4= 2

19 (!!!"#$"% &"% # '$! &,!!!"#$"%#*$ &"%$! &,) ) +"#$"&&#$"% $ $! & "&&"&%$%& ), - "&.#&$/ )0#'" 1234),+$5234), 33) 9.&9 %*$##>#"' % "$ %#.$%"&?;*$,?"@# "&.!" 67'&234) <$##&$&@# 8$& 2 %9"&4%.:!&2 ($/#&$2 ;$%,2 ) <4= )2

20 Absenkung [m] 0,00-0,20-0,40-0,60-0,80-1,00-1,20-1,40-1,60-1,80-2,00 0, Zeit [min] Sickerkurve KRB 1 k -Wert: 1,40 x 10 f m/sec Sohle Sickerrohr: 2,00 m unter GOK Sohlfläche Sickerrohr: 5,1 cm -4 2 Luitpoldstraße 52, Gelsenkirchen Tel.: 0209 / , Fax: 0209 / Konzept zur Regenwasserversickerung im Bebauungsplangebiet Nr. 237 Am Schwan - Nord Hansestadt Wesel Projektnr.: 649 / 14 Darstellung des Bohrlochauffüllversuches KRB 1 Datum: gezeichnet / geprüft: Maßstab: Anlagen-Nr.: Her / Je 4.1