Straßen und Freiflächen

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1 Starkregen und Überflutungsvorsorge 11. Februar 2014 Karlsruhe/Neureut Straßen und Freiflächen Albrecht Dörr Tiefbauamt Stadt Karlsruhe Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 1 Gliederung Die wasserwirtschaftlichen Aufgaben einer Straße bei Starkniederschlägen Die Straße als Speicherraum Die Straße als Flutrinne/Notwasserweg Multifunktionale Flächennutzung Strategien gegen Starkregen Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 2 1

2 Versagen der Stadtentwässerung oder Bemessungszustand? Bilder: Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 3 Die wasserwirtschaftlichen Aufgaben einer Straße bei Starkniederschlägen Anforderungen an eine moderne Straßengestaltung - Barrierefrei - Behindertengerecht - Spielstraße - Aufenthaltsqualität - Verkehrsberuhigung Straße ist aber auch: Speicherraum Notwasserweg Flutmulde Quelle: BNN Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 4 2

3 Der Straßenablauf als Drosselorgan Die Straße als Speicherraum 44 l/qm Niederschlag in 45 Min. Zwischen dem rechten und unteren Bild liegen ca. 40 Minuten ohne Eingriffe wie Straßenablaufreinigung oder Abpumpaktionen! Der Abfluss des an der Oberfläche gespeicherten Regenwassers erfolgte gedrosselt über die Straßenabläufe. Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 5 Unterschiedliche hydraulische Belastungsannahmen für Straßenentwässerung und privates und öffentliches Kanalnetz KOSTRA-Werte (Karlsruhe) Jährliche Häufigkeit Jahr n 1 1,00 2 0,50 3 0,33 Niederschlagsdauer hn rn hn rn hn rn hn rn hn rn hn rn hn rn 5 Min. 5,4 180,8 7,6 253,1 8,9 295,4 10,5 348,7 14,8 493,4 17,7 589,0 19,8 661,4 10 Min. 8,4 140,6 11,2 186,6 12,8 213,6 14,9 247,5 20,4 339,6 24,0 400,5 26,8 446,6 15 Min. 10,4 115,0 13,5 150,4 15,4 171,1 17,7 197,1 24,1 267,9 28,3 314,6 31,5 350,0 20 Min. 11,7 97,3 15,2 126,6 17,3 143,8 19,8 165,4 26,9 224,1 31,5 262,8 35,1 292,2 30 Min. 13,4 74,4 17,4 96,9 19,8 110,1 22,8 126,7 30,9 171,7 36,3 201,5 40,3 224,0 45 Min. 14,8 55,0 19,5 72,3 22,2 82,4 25,7 95,2 35,0 129,7 41,2 152,6 45,9 169,9 60 Min. 1 h 15,7 43,6 20,9 58,0 23,9 66,3 27,7 76,9 38,0 105,6 44,8 124,6 50,0 138,9 1. Bei Bemessungsannahme für ein privates Kanalnetz werden aufgrund der angeschlossenen Fläche in Karlsruhe von ca. 90 % der Grundstücke das Regenwasser ohne Drosselung sofort in das Kanalnetz abgeleitet. 2. Bei der gleichen Bemessungsannahme wie unter 1. können pro Straßeneinlauf (50x50 cm, QA = 4,5 l/s) eine Straßenfläche von ca. 200 qm angeschlossen werden. 5 0, , , ,010 l/qm l/s*ha l/qm l/s*ha l/qm l/s*ha l/qm l/s*ha l/qm l/s*ha l/qm l/s*ha l/qm l/s*ha Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 6 3

4 Der Straßeneinlauf als Drosselorgan Straßenentwässerung Grundlagen RAS-EW 2005 RAS-EW Bemessungsannahme für Straßeneinläufe r 15,1 Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 7 Die Straße als Speicherraum Mögliche Ursachen für einen Einstau: Die Anzahl und der Eintrittsquerschnitt der Straßenabläufe ist zu gering. Die gefallenen Regenmenge liegt über der Bemessungsannahme. Die Ableitungskapazität der Ablaufleitung wurde überschritten Das Wasser fließt in einer Mulde zusammen Jährliche Jahre Häufigkeit n Niederschlagsdauer ,00 0,33 0,20 0,10 0,05 0,02 0,01 mm mm mm mm mm mm mm Verstopfung der Einleitstellen 15 Min. 10,4 15,4 17,7 20,9 24,1 28,3 31,5 30 Min. 13,4 19,8 22,8 26,9 30,9 36,3 40,3 45 Min. 14,8 22,2 25,7 30,4 35,0 41,2 45,9 60 Min. 15,7 23,9 27,7 32,8 38,0 44,8 50,0 Beispiel: Bei einem 45 Minuten Starkregen mit 50 jährlicher Wiederkehrwahrscheinlichkeit fallen 30,8 l/qm mehr Niederschlag als über das Straßenentwässerungsnetz abtransportiert werden kann. Zwischenspeicherung bezogen auf 400 qm Einzugsfläche: 400 qm x 30,8 l/qm = 12,3 cbm oder 16,5 cbm ohne Ableitung Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 8 4

5 Straßenablaufmodelle Auswahl Bergablauf Einlaufquerschnitt cm² Standardstraßenablauf* Einlaufquerschnitt cm² Mittelrinne Wohnstraßen Einlaufquerschnitt 600 cm² Radfahrer freundlich Einlaufquerschnitt 750 cm² Empfohlene Einzugsfläche gemäß Richtlinie für die Anlage von Straße RAS-EW 400 qm *Richtwert in Karlsruhe ca. 200 qm; max. 3 Abläufe pro DN 150 Anschlussleitung. Die Anzahl und Bauform sind auf die Umgebungsbedingungen abzustimmen! Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 9 Optimierte Straßenablaufanordnung und Reinigungsbetrieb verdichteter Straßenablaufabstand Straßenablauf vor Parkplätzen zur besseren Erreichbarkeit bei der Reinigung Abstand Baum - Straßenablauf min. 3,5 m Verwendung von Standardrösten und großen Schlammfängern Vermeiden von Sonderabläufen Reinigungsintervalle auf Schmutz- und Laubanfall abstimmen Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 10 5

6 Die Gehweghinterkante definiert den Speicherraum des gesamten Straßenraums Die niedrigste Gehweghinterkante legt das Speichervolumen des gesamten Straßenraumes fest und entscheidet im wesentlich über die Gefährdungslage der Anwohner. Durch Absenken des Straßenniveaus oder Einbau einer Mittelrinne - bei Beibehaltung der Gehweghinterkante- kann das Speichervolumen erhöht werden. Tiefbord Straße mit Dachgefälle Speichervolumen: Straßenbreite 6 m auf 40 m Hochbord: ca. 36 cbm Flachbord: ca. 7 cbm Einborden einer Straßen ist aktiver Überflutungsschutz Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 11 Speicherraum einer Wohnstraße mit Mittelrinne ohne Bordsteine und Gehwege Das Speichervolumen des Straßenraumes wird stark reduziert. Die Gefährdung der Anwohner bei Starkregen erhöht sich. Speichervolumen: Straßenbreite 6 m auf 40 m bei 2,5 % Quergefälle ca. 9 cbm bei 2,0 % Quergefälle ca. 5 cbm Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 12 6

7 Gefährdungsanalyse Fahrbahnüberflutung (aktivierter Straßenspeicherraum) Beurteilung des kurzfristigen Speichervolumens im Straßenraum Ist das vorhandene Speichervolumen auf der Straße kleiner als das Austrittsvolumen aus dem Kanalnetz nach hydraulischer Berechnung? Fließt Oberflächenwasser aufgrund der Längsneigung der Straße in einer Mulde/Senke zusammen? Wohin fließt das Wasser bei Überschreitung des Speichervolumens? Befindet sich angrenzendes Privatgelände unter der Gehweghinterkante? Wird durch einen Straßenumbau das Speichervolumen des Straßenraumes zukünftig reduziert? Erhöht ein Straßenumbau das Überflutungsrisiko der Anwohner? Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 13 Notwasserweg - Flutmulde Straße Zur Erinnerung*: Aus technischen und wirtschaftlichen Gründen berücksichtigen Siedlungswasserwirtschaftler die Fahrbahnüberflutung bewusst in den hydraulischen Berechnungsannahmen! Die Höhe der niedrigsten Gehweghinterkante legt den Fließquerschnitt der Flutmulde/ des Notwasserwegs fest. Die Gehweghinterkante als "Streichwehr" entscheidet im wesentlich über die Gefährdungslage der Anwohner. Ermitteln Sie die Fließtiefe des abströmenden Wassers auf der Straßenoberfäche. "Flutmulde" Hochbord *Bemessungsannahmen: - Allgemeine Wohngebiete 1 in 2 Jahren - Stadtzentrum, Industrie- 1 in 3 Jahren Straße mit Dachgefälle und Gewerbegebiete Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 14 7

8 "Streichwehr" Gehweghinterkante - Gefahrenstellen "Streichwehr" Gesichert mit Hochbordstein Keine Sicherung vorhanden Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 15 Aufnahme des Oberflächenwassers durch Rinnensysteme Straßenquergefälle auf Rinne ausrichten Rinnenbreite und Wasseraufnahmekapazität richtig wählen Straßenlängsgefälle und Anströmgeschwindigkeit berücksichtigen Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 16 8

9 Straßenwasseraufnahme bei großen Längsgefälle und hohen Wassermengen Fertigteilschacht Kleingeröllfang Typ Karlsruhe Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 17 Entwässerung in Straßenbegleitgrün Prüfen: Können Borde entfernt werden bzw. kann durch Öffnen der bestehenden Bordsteinanlage das Wasser schadlos in Straßenbegleitgrün oder über die Böschungsschulter abgeleitet werden. Das regelmäßige Abschälen der Böschungskante ist zu beachten. Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 18 9

10 Querschnittsschema Straßen im Hanggebiet Aus Straßen werden im Hanggebiet bei Starkregen kurzfristig Bachläufe! EG EG Planungsdetails: Verkippung zur Bergseite Senken und Mulden in der Straßengradiente vermeiden Eine gerichtete Wasserführung auf ein Gebäude, Garage, Hauseingang vermeiden Talseitige Flurstücke durch Erhöhung der Gehweghinterkante vor Überflutung schützen Geländeeinschnitte und alte Wasserläufe in Erschließungsgebieten berücksichtigen Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 19 Multifunktionale Flächennutzung Konversionsgebiet Karlsruhe Knielingen Neuer Stadtteil mit Wohnbau-, Mischbau-, Sonderbauflächen, einem Gewerbegebiet und einem großen Grünzug (Größe ca. 35 ha, ca Einwohner) Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 20 10

11 Multifunktional genutzte Grünfläche Kombinierte Versickerungsmulden mit Spielplatz und Grünanlage Spielplatz leichter Einstau Einlauf Randstraße mit Entwässerung zum Becken Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 21 Strategien gegen Starkregen Beantwortungen einiger Fragen Regenwasserkonzeption festlegen für ein Gebiet. Speichern von Regenwasser im Straßenraum oder erhöhte Ableitung aufgrund der Gefährdungslage Erhöhung bzw. Aufrechterhaltung des Speichervolumens im öffentlichen Straßenraum durch verstärkte Querneigung zur Mittelrinne, Erhöhung der Gehweghinterkante oder Verbleib des Hochbordes Verbesserte Straßenentwässerung durch hydraulischen Nachweis der Gitterröste, Erhöhung der Anzahl der Abläufe, Reduzierung der Einzugsfläche, optimierte Lage im Verkehrsraum, erhöhte Reinigungsintervalle in Abhängigkeit zum Schmutzanfall Durchführung einer Gefährdungsanalyse beim Straßenumbau bei reduziertem Speicherraum, Wegfall von Hochbordsteinen bewerten Multifunktionale Flächennutzung durch Mitbenutzung von städtischen Grünanlagen oder Parkplatzflächen als Versickerungsanlagen bzw. temporäre offene Regenrückhaltebecken Berücksichtigung des Szenario Starkregen bei der Aufstellung von Bebauungsplänen Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 22 11

12 Fotos: Jürgen Heinz in ka-news, Karlsruhe Rheinstraße August 2010 Vielen Dank für Ihre Albrecht Dörr Aufmerksamkeit! Stadt Karlsruhe: Albrecht Dörr 23 12