Generalentwässerungsplanung als integrales Planungsinstrument - Fachpraktische und wasserrechtliche Gesichtspunkte -

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1 Generalentwässerungsplanung als integrales Planungsinstrument - Fachpraktische und wasserrechtliche Gesichtspunkte - von Dipl.-Ing. Julian Schab Zusammenfassung: Ein Generalentwässerungsplan (GEP) stellt einen ganzheitlichen und zukunftsweisenden Bewirtschaftungsplan zum Betrieb, zur Unterhaltung und zur Entwicklung des Abwassersystems einer Kommune oder eines Zweckverbands dar. Damit soll für einen einzelfallspezifisch festzulegenden Prognosezeitraum eine fachlich und rechtlich geordnete und nachhaltige Abwasserbewirtschaftung erreicht werden. Der GEP ist Grundlage für den Beleg einer ordnungsgemäßen Abwasserbewirtschaftung, die Bauleitplanung, wasserrechtlichen Gestattungsverfahren und ökologisch und ökonomisch sinnvolle Investitionsentscheidungen. Der GEP als Umsetzungsinstrument der DIN EN 752 Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden [3] in Verbindung mit den Leitlinien der integralen Siedlungsentwässerung [1] erfordert eine umfassende Betrachtungsweise unter Berücksichtigung von unterschiedlichen Fachdisziplinen (u.a. Gewässer-/ Grundwasserschutz, Hochwasserschutz, Stadtplanung, Verkehrsplanung) und setzt eine frühzeitige Beteiligung aller betroffenen Fachbehörden voraus. In diesem Fachbeitrag werden wesentliche Bedingungen für eine fachlich qualifizierte Aufstellung eines GEP und einen sinnvollen wasserrechtlichen Vollzug dargestellt. Des weiteren wird der Bedarf an praktischen Empfehlungen und Regelungen zur Anwendung dieses wichtigen Planungsinstruments aufgezeigt. Einführung: Die früheren Entwässerungskonzeptionen, die weitestgehend nur eine gesicherte Entwässerung mittels schnellstmöglicher Ableitung aus dem Siedlungsgebiet zum Ziel hatten, werden zunehmend durch integrale Entwässerungskonzeptionen ersetzt (vgl. Abb. 1). Ausgehend von früheren Allgemeinen Kanalisationsplanungen (AKP) hat sich aufgrund der heutigen Anforderungen an die Siedlungsentwässerung das interdisziplinäre Instrument der Generalentwässerungsplanung entwickelt. Mit Ausnahme von fragmentarischen Hinweisen des etwas in die Jahre gekommenen Merkblattes ATV-M 101 "Planung von Entwässerungsanlagen" [2] und dem allgemeiner gehaltenen (Dach-)Arbeitsblattes DWA-A 100 "Leitlinien der Integralen Siedlungsentwässerung" [1] bzw. der DIN EN 752 [3] liegen in Deutschland zum Thema Generalentwässerungsplanung bislang keine einheitlichen und ausreichenden praxisorientierten Empfehlungen und gesetzliche Regelungen vor.

2 Entsorgungssicherheit Gewässerschutz Integrale Entwässerungsplanung Nutzungssicherung Sonstige Schutzgüter Abb. 1: Schutzgüter der integralen Siedlungsentwässerung (nach [1], vereinfacht) Gründe für die Aufstellung eines GEP können insbesondere sein: Vorliegen einer veralteten Abwasserkonzeption (fehlende Arbeits- /Beurteilungsgrundlagen) Geplante Änderung der Entwässerungsstruktur bzw. von Nutzungen Änderungen in der bauleitplanerischen oder demografischen Entwicklung Einleitebedingte Gewässerdefizite Defizite bei der Abwasserbehandlung oder beim Entwässerungskomfort (Überflutungsprobleme) Komplexe bauliche oder sonstige technische Defizite Unzureichende wasserrechtliche Gestattungssituation Es empfiehlt sich frühzeitig, ein mit den zuständigen Fachbehörden abgestimmtes GEP- Bearbeitungskonzept aufzustellen, das auch als Grundlage für Gremienentscheidungen dienen sollte. Zur Festlegung der Bearbeitungsstrategie sollte grundsätzlich geprüft werden, welche Untersuchungen/ Planleistungen und Maßnahmen nach länderspezifischen Vorgaben gefördert oder mit der Abwasserabgabe verrechnet werden können. Grundlagenermittlung: Entscheidend für die qualifizierte Aufstellung eines GEP ist eine sorgfältige Grundlagendatenermittlung durch Erhebungen und gezielte Untersuchungen. Eine besonderer Bedeutung hat hier eine exakte Aufnahme des Kanalnetzes, von Sonderbauwerken, Abwasseranlagen, Gewässern/ bedeutsamen Gräben, besonderen Nutzungen/ Schutzanforderungen, der Einzugs-/ Außeneinzugsgebietsflächen, bedeutsamen Indirekteinleitungen und Auswertung von Eigenkontrolldaten (Zustand, Bauwerksausstattung/ -funktion, Ablaufwerte, Energieverbrauch etc.). Idealerweise wird ein wesentlicher Teil der Daten so aufbereitet, dass dieser auch in das Informationssystem des Betreibers übernommen werden kann. Die Grundlagendatenermittlung stellt im Regelfall den größten Kostenblock bei der Aufstellung eines GEP dar.

3 Nachdem erste Grundlagen zur Struktur und Funktion des Entwässerungssystems erhoben wurden, ist zu klären, welche weiteren Sonderuntersuchungen erforderlich sind. Häufig ist es sinnvoll, Fremdwassermessungen im Rahmen eines Fremdwasserbeseitigungskonzeptes durchzuführen und Niederschlags-Abflussmessungen für den Aufbau von kalibrierten bzw. pausibilisierten Kanalnetzmodellen und Schmutzfrachtmodellen aufzubauen. Nur auf Basis von qualifizierten Modellen lassen sich abgesicherte Planungen ableiten und spätere Investitionen tätigen. Die einigen Bundesländern vom Gesetzgeber geforderte Messungen zum Entlastungsverhaltens von Mischwasserentlastungsanlagen, werden zunehmend auch für die Kalibrierung oder Plausibilisierung von Modellen verwendet. Wichtig hierbei sind geeignete Messparameter, eine Messwertdokumentation und möglichst eine einhergehende Erfassung von Niederschlagsmessdaten mit ausreichender Messwertdichte (I.d.R. 5-min- Werte). Da mehrjährige Messdatenreihen anzustreben sind, sollte die Installation bzw. Kontrolle solcher Messeinrichtungen in einem frühzeitigen Projektstadium erfolgen. Kanalnetzkapazität: Die Beurteilung der hydraulischen Kapazität von Misch- und Regenwasserkanälen erfolgt im Regelfall anhand von Überstaunachweisen [4, 5]. Im Regelfall ist der Einsatz von kalibrierten hydrodynamischen Modellen sinnvoll. Darauf aufbauend empfiehlt es sich, dass die Analyse der Überflutungssicherheit kommunaler Entwässerungssysteme, verknüpft mit einer Risikobetrachtung, in drei Bearbeitungsstufen (Stufe 1: Rechnerischer Nachweis der Überstauhäufigkeit, Stufe 2: örtliche Überflutungsprüfung und Stufe 3: Risikobetrachtung) vollzogen wird [6, 7]. Dem Thema "urbane Starkniederschläge" kommt zunehmende Bedeutung zu [8]. Neben dem insbesondere privatrechtlich relevanten Nachweis eines ausreichenden Entwässerungskomforts sind qualifizierte Kenntnisse zur hydraulischen Kapazität eine wesentliche Grundlage für eine gesamtheitliche Sanierungskonzeption. Hochwasserschutz: In manchen Fällen kann die Siedlungsentwässerung lokale Auswirkungen auf den Hochwasserschutz haben. Hierfür kann eine Modellberechnung erforderlich werden, die auch das gesamte Gewässereinzugsgebiet berücksichtigt. Kläranlage: Kläranlage und Kanalnetz stehen insbesondere bei Mischsystemen in enger Wechselwirkung zueinander. Mit der Aufstellung eines GEP sollte deshalb eine aktuelle fachplanerische Überprüfung der dem Einzugsgebiet zugehörigen Kläranlage (nach [9] i.v.m. länderspezifischer Regelungen) vorliegen bzw. angestoßen werden. Nur so kann eine

4 gemeinsame und zukunftsweisende Ausrichtung von Kläranlage und Kanalnetz erfolgen. Für eine emissions- und immissionsbezogene Mischwasserkonzeption stellt die Beurteilung zur hydraulischen und stofflichen Leistungsfähigkeit der Kläranlage (Prognosezustand) eine entscheidende Grundlageninformation dar. Regenwasserbewirtschaftung im Trennsystem: Von besonderer wasserrechtlicher Bedeutung ist die die Prüfung, ob im Bestand und im Prognosezustand eine ausreichende qualitative und quantitative Regenwasserbehandlung sichergestellt werden kann (vgl. [10] i.v.m länderspezifischen Regelungen). In den GEP sollte mindestens ein gestattungsfähiges Konzept zur Regenwasserbehandlung eingebunden werden. Zunehmend an Bedeutung gewinnt in diesem Zusammenhang die Nachrüstung von dezentralen Behandlungsanlagen zur Ertüchtigung der Regenwasserbehandlung im Bestand. Regenwasserbewirtschaftung im Mischsystem und Systemoptimierung: Die nach WHG 57, Abs. 1 geforderte Einhaltung der Mindestanforderungen bei der Mischwasserbehandlung wird im Regelfall anhand einer Schmutzfrachtsimulation (Langzeitseriensimulation) nachgewiesen. Sind mehrere Kommunen gemeinsam an eine Kläranlage angeschlossen (Zweckverbände), ist die Erstellung eines systemübergreifenden Gesamtschmutzfrachtmodells erforderlich. Die Nachweise zur Schmutzfracht und zu den sonstigen Mindestanforderungen erfolgen nach [11] i.v.m. länderspezifischen Regelungen. Durch die zunehmende Ausstattung von Regenbecken mit Messeinrichtungen zur Erfassung des Entlastungsverhaltes (Entlastungshäufigkeiten, -dauern, -abflüsse) wird die Aufstellung von kalibrierten bzw. plausibilisierten Schmutzfrachtmodellen zunehmend praktikabel. Für eine Abbildung realitätsnaher Verhältnisse müssen dem Schmutzfrachtmodell zudem die aktuell vorhandenen Drosselabflüsse und der von der Kläranlage dauerhaft aufnehmbare Mischwasserzufluss im Regenwetterfall (Q M ) zugrunde liegen (Überprüfung anhand von Messdaten). Nur dann kann in Verbindung mit gewässerbezogenen Nachweisen eine qualifizierte Systemoptimierung vorgenommen werden. Daten zu Entlastungshäufigkeiten, -mengen und -konzentrationen gewinnen für die Bewertung der Gewässerverträglichkeit und zur Festlegung weitergehender Anforderungen an die Mischwasserbehandlung (WHG 57, Abs. 2) zunehmend an Bedeutung. Gewässerbezogene Anforderungen an Abwassereinleitungen: Nach WHG 57, Abs. 2 ist neben der Einhaltung von Emissionskriterien (z.b. DWA- Regelwerk, Anhänge der Abwasserverordnung) auch sicherzustellen, dass auch

5 gewässerbezogene Anforderungen eingehalten werden (Vereinbarkeit mit den Gewässereigenschaften i.s. WHG 3, Abs. 7). Neben diesen Immissionsanforderungen auf "lokaler Ebene" (direkt unterhalb der Einleitstelle) sind nach WHG 27 auch Anforderungen auf Ebene des Wasserkörpers zu berücksichtigen. Anforderungen an Einleitungen in das Grundwasser werden in WHG 47 und 48 behandelt. Die Überprüfung der Erfordernis von weitergehenden Anforderungen ist analog der Emissionsnachweise obligatorischer Bestandteil von wasserrechtlichen Antragsunterlagen. Hierzu liegen bisher nur uneinheitliche länderspezifische Regelungen vor, die sowohl stoffliche als auch hydraulische Wirkungen im Gewässer berücksichtigen [12, 13, 14, 15]. Mit der geplanten Einführung der Arbeitsblätter BWK-A 3 und DWA-A102 ist zumindest für Mischwasserentlastungs- und Regenwassereinleitungen in bestimmten Bundesländern eine Vereinheitlichung der Regelungen vorgesehen (vgl. [16]). Für Kläranlageneinleitungen gibt es derzeit keine einheitlichen Regelungen. In Baden- Württemberg werden gewässerbezogene Anforderungen an Einleitungen i.d.r. auf Basis von gewässerökologischen Gutachten festgelegt. Für die Erreichung des nach Wasserrahmenrichtlinie ( 27 WHG) geforderten guten Zustandes des Wasserkörpers, der u.a. einen guten Zustand bei den pflanzlichen Qualitätskomponenten (Modul Makrophyten und Phytobenthos und Modul Phytoplankton) voraussetzt, wird zunehmend auch die Begrenzung von Phosphoreinträgen aus kommunalen Einleitungen relevant. Havarieschutz und Gefahrenabwehr Im Sinne des Gewässerschutzes sollten für relevante Gewerbegebiete die Möglichkeiten eines Havarieschutzes bzw. einer Löschwasserrückhaltung (z.b. Installation von Absperreinrichtungen/ mobile Absperrblasen) im öffentlichen Kanal untersucht werden. Minimalziel sollte zumindest ein zwischen Kommune und Feuerwehr abgestimmtes Grobkonzept sein, das in den Generalentwässerungsplan eingebunden wird. Der Generalentwässerungsplaner ist angehalten, hierzu geeignete Stellen im Kanalnetz zu ermitteln und mindestens ein Grobkonzept aufzustellen. Bei Bedarf können Untersuchungen zur Gefahrenabwehr sinnvoll sein (z.b. bei erheblichen baulichen/hydraulischen Defiziten, Problemen hinsichtlich der Arbeitssicherheit, Fragen des Explosionsschutzes etc.). Sanierungskonzeption: Die Ausarbeitung eines ganzheitlichen Sanierungskonzeptes (vgl. auch DIN EN 752 [3], DIN EN [20] und Arbeitsblatt DWA-A [21]) setzt eine Bewertung der

6 Einsparpotential hydraulischen, baulichen, betrieblichen und umweltbezogenen (immissions- und emissionsbezogenen) Daten und eine Festlegung der Sanierungsziele voraus. Bei der Ausarbeitung von Sanierungslösungen sind neben der festgestellten Defizite auch prognostizierte Änderungen (z.b. Bauleitplanung, Demografie) und Belange anderer tangierter Sachgebiete (Verkehrsplanung, Stadtentwicklung etc.) zu berücksichtigen. Besonderer erwähnenswert sind hierbei die Möglichkeiten einer Systemoptimierung (z.b. gemeinsame Neuausrichtung von Kläranlage und Kanalnetz), eine gezielte dezentrale Regenwasserbehandlung, Abkoppelungsmaßnahmen und der Einsatz von moderner EMSR- Technik. Die Festlegung einzelner Vorzugsvarianten für die Sanierung erfolgt auf Vorplanungsniveau unter Betrachtungen Wirksamkeit und Wirtschaftlichkeit (Kostenvergleichsrechungen nach [17]) und in enger Abstimmung mit den betroffenen Fachbehörden. In dieser Projektphase ergibt sich i.d.r. das größte Einsparpotential (vgl. Abb. 2). Alle Maßnahmen münden in einer Zusammenstellung der einzelnen Maßnahmen mit Zeitplan und Kostendarstellung mit Darstellung der wasserwirtschaftlichen Dringlichkeit und Ausführungen zu den Gestattungstatbeständen (Einleitung, Bau und Betrieb). Konzeption (Grundlagenermittlung, Vorplanung) Entwurfs-/ Genehmigungsplanung Ausführungsplanung Ausschreibung /Vergabe (zzgl. Betriebsoptimierung...) Bauausführung Projektphase Abb. 2: Kosteneinsparpotential in Abhängigkeit zum Projektverlauf Wasserrechtliche Umsetzung: Grundsätzlich bedarf die Benutzung von Oberflächengewässern oder des Grundwasser durch Einleitungen einer wasserrechtlichen Erlaubnis, soweit dies durch das Gesetz bzw. Vorschriften nicht anders bestimmt ist ( 8 WHG). Je nach länderspezifischer Regelung sind

7 der Bau und der Betrieb von öffentlichen Abwasseranlagen genehmigungspflichtig. Steht ein Ausbau oder eine Neuausrichtung der kommunalen Abwasserbewirtschaftung aus, soll dies wasserrechtlich über einen sogenannten Stufenbescheid geregelt werden, der für die erforderlichen Anpassungsmaßnahmen angemessene Fristen enthält (vgl. WHG 57, Abs. 5). Die zuständige Behörde kann eine wasserrechtliche Gestattungen nach einer eingehenden fachtechnischen Überprüfung nur dann erteilen, wenn durch den Antragsteller nachgewiesen wurde, dass sowohl die Mindestanforderungen (Emissionsrichtlinien, Abwasserverordnung, Anlagen nach S.d.T.) als auch die gewässerbezogenen Anforderungen (Immissionsanforderungen) eingehalten werden. Ebenso sind die allgemeinen Grundsätze der Gewässerbewirtschaftung nach WHG 6 von grundlegender Bedeutung für den behördlichen Vollzug. Dementsprechend ist es sinnvoll, im Wirkzusammenhang stehende Abwasseranlagen bzw. deren Einleitungen (i.d.r. gesamtes Siedlungsgebietes) auch gemeinsam wasserrechtlich zu behandeln [18]. Bei Mischsystemen bedeutet dies, dass Einleiterlaubnisse für Mischwasserentlastungsanlagen am besten für das gesamte Einzugsgebiet der Kläranlage gebündelt wasserrechtlich behandelt werden. Dabei ist wichtig, dass die Schnittstelle zwischen Kläranlage und Mischwasserbehandlung - der Mischwasserzulauf zur Kläranlage im Regenwetterfall (Q M ) - eine besondere wasserrechtliche Widmung erfährt. Die Erlaubnisverfahren für Mischwasserentlastungseinleitungen sollten deshalb möglichst parallel zum Erlaubnisverfahren für die Kläranlageneinleitung behandelt werden. Hinsichtlich einer qualifizierten Regelung zur Schnittstellendefinition bzw. Absicherung der wasserrechtlichen Anforderungen bei einer Kanalnetzbewirtschaftung/Kanalnetzsteuerung liegen bisher noch keine ausreichenden Erfahrungen vor [19]. Der Wasserrechtliche Bescheid sollte (ggf. als sogenannter Stufenbescheid) auf Basis eines einzelfallspezifischen Prognosezeitraums (I.d.R. < 20 Jahre) formuliert und generell mit einer Befristung ausgestattet werden. Der Aufstellungsrahmen eines GEP ermöglicht insgesamt auch eine geordnete, gesamtheitliche und effiziente behördliche Vorgangsbegleitung. Schlussfolgerungen und Ausblick: Insgesamt ist festzuhalten, dass häufig Generalentwässerungspläne erstellt werden, die nicht den heutigen Anforderungen entsprechen. Die Praxiserfahrungen zum Umgang mit dem Instrument der Generalentwässerungsplanung zeigen auch, dass bezüglich der Herangehensweise, des Bearbeitungsumfangs und der Qualitätsanforderungen bei allen Planungsbeteiligten große Unsicherheiten bestehen.

8 Eine wasserwirtschaftlich und volkswirtschaftlich nachhaltige Ausrichtung der Siedlungsentwässerung ist nur auf Basis einer qualifizierten und integralen Betrachtungsweise möglich. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da die unterirdische Infrastruktur mit den Abwasseranlagen im Regelfall das größte Kapital von Kommunen darstellt, das verantwortungsvoll zu bewirtschaften ist. Zur Verbesserung der Situation wird neben der Einführung einer gesetzlichen Verpflichtung zur Erstellung von Abwasserkonzeptionen insbesondere der Bedarf an einem GEP- Praxisleitfaden für Betreiber, Planungsbüros, Gutachter und Behörden gesehen. Auch wenn z.t. unterschiedliche länderspezifische Vorgaben vorliegen (auf die in einem solchen Leitfaden einzugehen ist) wäre es sicherlich sinnvoll, wenn die DWA die Erarbeitung eines solchen Leitfadens anstoßen und koordinieren würde. Literatur: [1] DWA (2006):Arbeitsblatt DWA-A Leitlinien der integralen Siedlungsentwässerung [2] ATV (1996): Merkblatt ATV-M Planung von Entwässerungsanlagen, Neubau, Sanierungsund Erneuerungsmaßnahmen [3] Beuth-Verlag (2008): DIN EN Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden [4] DWA (2006): Arbeitsblatt DWA-A Hydraulische Bemessung und Nachweis von Entwässerungssystemen [5]DWA (2004): Arbeitsbericht der ATV-DVWK-Arbeitsgruppe ES Bewertung der Leistungsfähigkeit bestehender Entwässerungsysteme, KA Abwasser, Abfall (51), Heft 1, Januar 2004, S [6] DWA (2008): Arbeitsbericht der DWA-Arbeitsgruppe ES Anforderungen und Grundsätze der Entwässerungssicherheit,, KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 2008 (55) Nr. 9, S [7] DWA (2013): Arbeitsbericht der DWA-Arbeitsgruppe ES Methoden der Überflutungsberechnung, KA Korrespondenz Abwasser, Abfall, 2013 (60), Heft 6, [8] DWA (2013): DWA-Themen - Starkregen und urbane Sturzfluten Praxisleitfaden zur Überflutungsvorsorge [9] ATV-DVWK (2000): Arbeitsblatt ATV-DVWK-A Bemessung von einstufigen Belebungsanlagen [10] DWA (2007): Merkblatt DWA M Handlungsempfehlungen zum Umgang mit Regenwasser, korrigiert 2012 [11] ATV (1992): ATV-Arbeitsblatt A Richtlinien für die Bemessung und Gestaltung von Regenentlastungsanlagen in Mischwasserkanälen [12] BWK (2007): Merkblatt BWK M3 - Ableitung von immissionsorientierten Anforderungen an Mischund Niederschlagswassereinleitungen unter Berücksichtigung örtlicher Verhältnisse [13] BWK (2008): Merkblatt BWK M7 - Detaillierte Nachweisführung immissionsorientierter Anforderungen an Misch- und Niederschlagswassereinleitungen gemäß BWK-Merkblatt 3 [14] HMUELV (2012): Leitfaden zum Erkennen ökologisch kritischer Gewässerbelastungen durch Abwassereinleitungen

9 [15] BayLfU (2013): Merkblatt Nr. 4.4/22 - Anforderungen an die Einleitungen von häuslichem und kommunalem Abwasser sowie an Einleitungen aus Kanalisationen [16] Schmidt T.G. (2012): Weiterentwicklung des DWA-Regelwerks für Regenwetterabflüsse KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 2012 (59) Nr. 3 [17] DWA (2012): Leitlinien zur Durchführung dynamischer Kostenvergleichsrechnungen [18] Vogel H.-J. & Fischer U. (2013): Bündelung von kommunalen Einleiteerlaubnissen unter fachlichen, rechtlichen und ökonomischen Aspekten, Vortrag bei der Dienstbesprechung des UM Baden-Württemberg am in Altensteig-Wart. [19] Schumacher B. (2013): Mündliche Mitteilung am Rande des 1.Deutschen Kanalnetzbewirtschaftungstages in Geisingen. [20] Beuth Verlag (2013): DIN EN : Management und Überwachung von betrieblichen Maßnahmen in Abwasserleitungen und -kanälen - Teil 2: Sanierung [21] DWA (2013): Arbeitsblatt DWA-A Sanierung von Entwässerungssystemen außerhalb von Gebäuden - Teil 1: Planung und Überwachung von Sanierungsmaßnahmen (Entwurf)