Wassertechnische Untersuchung

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1 Freistaat Thüringen A4, 5131 von Betr.-km 279,042 bis Betr.-km 279,776 Unterlage Tank- und Rastanlage Eisenach Wassertechnische Untersuchung aufgestellt: Berlin, den DEZ DEGES, Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH

2 BAB A 4 Tank- und Rastanlage Eisenach Seite 1 Unterlage 18 - Wassertechnische Untersuchung Seite Inhaltsverzeichnis Erläuterungen Allgemeine Berechnungsannahmen Übersicht der Entwässerungsabschnitte und Beschreibung des Planungsgebietes Berechnungsunterlagen Berechnung der Entwässerungsabschnitte Bewertungsverfahren nach Merkblatt DWA-A Bemessung der Sedimentationsanlagen Anlagen A1 Starkniederschlagshöhen für Deutschland, KOSTRA, DWD Niederschlagshöhen und spenden für Eisenach Rasterfeld 38 56

3 BAB A 4 Tank- und Rastanlage Eisenach Seite Erläuterungen Berechnungsgrundlagen Planungsziel der vorliegenden Planung ist die schadlose Ableitung der anfallenden Abflussmengen (Oberflächenwasser) in den vorhandenen Vorfluter ( Langer Graben ) und der Schutz der bestehenden Gewässer und des Grundwassers vor Verunreinigungen. Die Planung und Dimensionierung der notwendigen Entwässerungsanlagen erfolgte auf der Grundlage der "Richtlinien für die Anlagen von Straßen", Teil Entwässerung RAS-EW, Ausgabe 2005, der Regelwerke der DWA - Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v. und die "Richtlinie zur Beseitigung von Niederschlagswasser in Thüringen" der Thüringer Landesanstalt für Umwelt Nr. 18/96. Regenspende Als Bemessungsregen mit einer Regendauer von T = 15 min wurde nach Anlage 1, KOSTRA, DWD 2000 für das Rasterfeld eine Regenspende von r 15(n=1) = 108,30 l/ s x ha. Regenhäufigkeit - Entwässerung von Fahrbahnflächen über Mulden, n = 1 Seitengräben oder Rohrleitungen Abflussbeiwerte - Fahrbahnen ψ s = 0,9 Berechnung des Regenabflusses Für die Ermittlung des Regenabflusses wurde das Zeitbeiwertverfahren angewandt. Der Spitzenabfluss ergibt sich aus der Formel: i = n Q = r D,n Σ A Ei ψ si [ l/s] (RAS-Ew 2005, Formel 2) i = 1 Hierin bedeuten: Q [l/s] Oberflächenabfluss r D,n [l/s ha] Regenspende A Ei [ha] Größe der Entwässerungsfläche ψ si Spitzenabflussbeiwert von Fläche A Ei

4 BAB A 4 Tank- und Rastanlage Eisenach Seite 3 Bewertung und Bemessung von Regenwasserbehandlungsanlagen - DWA-M 153 Handlungsempfehlungen zum Umgang mit Regenwasser, August 2007 Straßenmulden Zum Nachweis der Mulden und Gräben wurde nach RAS-Ew die Kontinuitätsbedingung verwendet: Q = v A [m³/s ] in Verbindung mit der Fließformel von Manning - Strickler : v = k St r 2/3 hy I 1/2 E [m 3 /s] mit r hy = A / l u Die Rauigkeit für Mulden und Gräben wird mit Strickler-Beiwert k St = 20 m 1/3 /s angesetzt. Auf einen abschnittsweisen Nachweis der Mulden wurde verzichtet, da eine Mulde mit einer Breite von 2,0 m und einer Tiefe von 0,40 m bei einem Längsgefälle von 0,5 % eine Leistungsfähigkeit von 275 l/s besitzt und somit bei den gegebenen Längen der Entwässerungsabschnitte ausreichend ist. Bemessung von Rohrleitungen Die Bemessung von Rohrleitungen erfolgt nach RAS-EW 2005, Formel (8) unter Voraussetzung einer Vollfüllung im Abflussquerschnitt nach Prandtl-Colebrook: Es bedeuten: Q [m³/s] = Durchfluss d [m] = Innendurchmesser des Rohres I E [m/m] = Energiegefälle g [m/s²] = Fallbeschleunigung υ [m²/s] = Kinematische Viskosität (bei 10 C υ = 1,31 x 10-5 m/s) k b [m] = Betriebliche Rauheit Die Auswahl der betrieblichen Rauheit k b [mm] erfolgte nach DWA-Arbeitsblatt A 110 Hydraulische Dimensionierung und Leistungsnachweis von Abwasserkanälen und -leitungen.

5 BAB A 4 Tank- und Rastanlage Eisenach Seite 4 Auszug aus der Tabelle 4: Pauschal-Werte für die betriebliche Rauheit k b [mm] nach DWA-A 110 Kanalart Regel- schächte Schachtausbildung Angeformte Schächte Sonder- Schächte Transportkanäle 0,50 0,50 0,75 Sammelkanäle DN ,75 0,75 1,50 Sammelkanäle DN ,75 1,50 Mauerwerkskanäle, Ortbetonkanäle, Kanäle aus nicht genormten Rohren ohne besonderen Nachweis der Wandrauheit 1,50 1,50 1,50 Für die Dimensionierung der geplanten Rohrleitungen im Planungsbereich wurde eine betriebliche Rauheit k b = 0,75 mm für Sammelkanäle DN 1000 mit Regelschächten angesetzt. Für Bestandskanäle erfolgte eine Nachweisführung für eine betriebliche Rauheit k b = 1,5 mm. Schächte In Steilstrecken mit größerem Sohlgefälle bzw. zur Überwindung von Höhenunterschieden im Kanalnetz werden Absturzbauwerke mit innenliegenden Unterstürzen und Prallplatten gemäß Arbeitsblatt ATV-DVWK-A 157 Bauwerke der Kanalisation sowie Merkblatt DWA-M 158 Bauwerke der Kanalisation - Beispiele vorgesehen. Die Schächte werden entsprechend der Regelausführungen der RAS-Ew und gemäß ATV-DVWK-A 157 ausgebildet. Als Fertigteilschächte sollen sie den Forderungen der DIN EN 1917 und der DIN V entsprechen. Der Schachtabstand wurde zwischen 50 bis 80 m gewählt.

6 BAB A 4 Tank- und Rastanlage Eisenach Seite Übersicht der Entwässerungsabschnitte und Beschreibung des Planungsgebietes Resultierend aus der Topographie, dem Planungsentwurf und den Bestandsanlagen ergeben sich folgende Entwässerungsabschnitte: Entwässerungsabschnitt Lage/ Beschreibung/ A E /Abfluss Q r15;1 Entwässerungsmaßnahmen EA 1 (TEG 1.1 bis TEG 1.5) - ohne TEG 1.6, Bestandsentwässerung (Betriebsfläche Tankstelle Süd) EA 2 (TEG 2.1 bis TEG 2.5) Parkplatz Untere Ebene Lkw-Parkstände Nordost A E = 1,46 ha Q r15,1 = 141,99 l/s Parkplatz Untere Ebene Lkw-Parkstände Nordwest A E = 2,88 ha Q r15,1 = 280,82 l/s Ableitung über neue Bordrinnen, Entwässerungsrinnen, Abläufe und Sammelleitungen DN 300/500 zur Sedimentationsanlage MSAL 3650/1 (200 l/s) und Anschluss an Bestand DN 500 (Tankstelle Süd 1 ) Ableitung über neue Bordrinnen, Entwässerungsrinnen, Abläufe und Sammelleitungen DN 300/400/500/600 zur Sedimentationsanlage MSAL 5600/1 (450 l/s) und Anschluss an Bestand DN 800 (vorh. Hauptsammler) EA 3 (TEG 3.1 bis TEG 3.4) - ohne TEG 3.5, Bestandsentwässerung (Betriebsfläche Tankstelle Nord Westseite) Parkplatz Obere Ebene Pkw-Parkstände Südwest A E = 0,79 ha Q r15,1 = 76,56 l/s Ableitung über neue Bordrinnen, Entwässerungsrinnen, Abläufe und Sammelleitungen DN 300/400 zur Sedimentationsanlage MSA 5600 (123 l/s) und Anschluss an Bestand DN 400 (Tankstelle Nord) Der Entwässerungsabschnitt 4 (TEG 4.1 und 4.2) umfasst die Bestandseinzugsgebiete der Tankstelle Nord (Ostseite) sowie die Fläche für den alternativen Standort Zoll bzw. die Erweiterungsfläche östlich der Tankstelle mit einer Bestandsentwässerung. Der Entwässerungsabschnitt 5 beinhaltet die vorhandene Betriebsfläche der Raststätte, die Fahrgasse für Busse Reservefläche südlich der Raststätte sowie einen Teil der Pkw- Parkstände einschließlich Fahrgasse östlich der Raststätte mit Entwässerung in den Bestandskanal. Weitere Bestandsflächen entwässern über vorhandene Kanäle in den Teileinzugsgebieten TEG 1.6 (Betriebsfläche Tankstelle Süd) und TEG 3.5 (Betriebsfläche Tankstelle Nord - Westseite). 1 Bei der Tankstelle Süd handelt es sich um die Tankstelle im tieferliegenden nördlichen Teil der Rastanlage, da diese der Richtungsfahrbahn Süd der A 4 Richtung Dresden zugeordnet ist.

7 BAB A 4 Tank- und Rastanlage Eisenach Seite 6 Allgemeine Aussagen Das Vorhaben beinhaltet den Um- und Ausbau der bestehenden Tank- und Rastanlage Eisenach (BAB A 4, Betriebskilometer 279,0) im Rahmen des Sonderprogramms zur Erweiterung von Lkw-Stellplätzen an Bundesautobahnen in der Baulast der Bundesrepublik Deutschland (Bundesstraßenverwaltung). Der Vorhabenträger ist der Freistaat Thüringen, vertreten durch die DEGES, Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH. Die Tank & Rast Holding GmbH hat die Konzession zum Betrieb der bewirtschafteten Rastanlage. Die Shell Deutschland Oil GmbH ist Grundstückseigentümerin der Betriebsgrundstücke. Bei der Tank- und Rastanlage Eisenach an der BAB A 4 handelt es sich um eine bestehende einseitige Tank- und Rastanlage für die Richtungsfahrbahnen Dresden und Frankfurt. Der Nebenbetrieb hat sich historisch aus einer Grenzübergangsstelle entwickelt und ist hinsichtlich verschiedenster Anforderungen an einen Nebenbetrieb einer Bundesautobahn verbesserungswürdig. Die Tank- und Rastanlage Eisenach liegt bei Betriebs-km 279,0 nördlich der BAB A 4 im Freistaat Thüringen, Wartburgkreis, Verwaltungsgemeinschaft Hainich-Werratal in der Gemarkung Krauthausen nordwestlich von Eisenach. Wassergewinnungsgebiete und Ausbau nach RiStWag Von der Tank- und Rastanlage werden keine Wassergewinnungsgebiete beeinträchtigt. Vorflutsituation Als Vorflut für die bestehenden Einzugsgebiete im Planungsbereich dient der Lange Graben (Gewässer 2. Ordnung) nördlich der L 1017 in der Unterhaltspflicht der Gemeinde Krauthausen. Zunächst erfolgt die Sammlung des anfallenden Oberflächenwassers der Tank- und Rastanlage über einen Kanal DN 800 mit Auslauf in einen vorhandenen Graben der Gemeinde Krauthausen nordwestlich der Anlage. Im weiteren Verlauf Richtung Norden ist dieser Graben im Gewerbegebiet Deubachshof verrohrt und verläuft weiter bis zur L Hier mündet der vorhandene Graben in den Langen Graben mit weiterer Vorflut Richtung Werra.

8 BAB A 4 Tank- und Rastanlage Eisenach Seite 7 Angaben zur Bestandsentwässerung Die Flächen der vorhandenen Tank- und Rastanlage entwässern wie nachfolgend beschrieben zur o. g. Bestandsvorflut: 1. Vorflut RW-Kanal DN 600 (Nordostseite der Tank- und Rastanlage) - Ausfahrt aus der Tank- und Rastanlage Richtung Erfurt - Überfahrt von der Tank- und Rastanlage Süd (untere Ebene) zur Tank- und Rastanlage Nord (obere Ebene) - Zulauf aus BAB A 4 Der bestehende Kanal verläuft in Richtung Norden in das Gewerbegebiet Deubachshof und mündet dort in das Gewässer 2. Ordnung Langer Graben ein. 2. Vorflut RW-Kanal DN 800 (Nordwestseite) - Zulauf aus Tank- und Rastanlage Süd (untere Ebene) - Zulauf aus Tank- und Rastanlage Nord (obere Ebene) - Überfahrt Tank- und Rastanlage Nord (obere Ebene) zur Tank- und Rastanlage Süd (untere Ebene) - Ausfahrt aus der Tank- und Rastanlage Richtung Frankfurt a. M. Der vorhandene RW-Kanal DN 800 der Tank- und Rastanlage läuft ca. 50 m nördlich der Grundstücksgrenze in einen vorhandenen Graben der Gemeinde Krauthausen aus. Anschließend ist dieser Bestandsgraben im Gewerbegebiet Deubachshof wieder verrohrt und verläuft weiter Richtung Norden bis zur L Zusammen mit dem Regenwasserkanal des Trink- und Abwasser Verband Eisenach - Erbstromtal mündet der verrohrte Graben dort in das Gewässer 2. Ordnung Langer Graben ein. Die vorhandenen Flächen der Tank- und Rastanlage entwässern derzeit über Bordrinnen, Straßenabläufe und Sammelleitungen. Die Tankstellen verfügen darüber hinaus jeweils über einen Ölabscheider. Zum baulichen Zustand der ca. 30 Jahre alten Entwässerungsanlagen liegen keine Angaben vor. Betriebsflächen Nach Aufgabenstellung bleiben die Betriebsflächen (Tankstelle Süd, Tankstelle Nord und Raststätte) von der Planung unberührt. Alle Entwässerungseinrichtungen dieser Betriebsflächen einschließlich der Abscheideanlage sind zu erhalten.

9 BAB A 4 Tank- und Rastanlage Eisenach Seite 8 Die Tankstelle Eisenach Süd entwässert mit einer Leitung DN 500 in Richtung Raststätte zum Bestandskanal DN 600. Die nördliche Zulaufleitung DN 400 aus der nordöstlichen Bestandsfläche geht außer Betrieb und ist rückzubauen. Die Tankstelle Eisenach Nord (östlicher Teil) entwässert mit einer Leitung DN 400 in Richtung Osten, stürzt Richtung Norden auf die untere Ebene ab und verläuft zurück in Richtung Westen zum Kanal DN 600 (Bereich Raststätte). Die südliche Zulaufleitung DN 400 aus südöstlicher Fläche (alternativer Standort Zollamt oder Erweiterungsfläche) bleibt ebenfalls in Betrieb. Die vorhandenen Straßenabläufe der Fahrgasse/Stellflächen auf der unteren Ebene östlich Raststätte werden im Zuge der Umplanung abgebrochen und sind von der Leitung DN 400 abzutrennen. Die Raststätte entwässert zusammen mit vorgenannten Flächen in die Hauptentwässerung RW-Kanal DN 600/800, der in nordwestlicher Richtung verläuft. Dieser Kanal verläuft in großer Tiefenlage von 5,00 m bis 5,60 m, aufgrund einer dreifachen Unterquerung des bestehenden Sammelkanals. Der vorhandene Tiefensicker des Sammelkanals entwässert ebenfalls in diese tief liegenden Kanäle und muss erhalten werden. Die Tankstelle Eisenach Nord (westlicher Teil) entwässert mit einer Leitung DN 400 in Richtung Westen, stürzt nach Norden auf die untere Ebene ab und verläuft in Richtung Norden (ehemaliges Zoll-Gebäude) mit Anschluss an die Hauptentwässerung DN 800. Die vorhandenen Abläufe der Fahrgasse/Stellflächen der oberen Ebene westlich Tankstelle Nord gehen hier ebenfalls außer Betrieb und sind abzubrechen. Beschreibung der geplanten Entwässerungsanlagen Im Zuge des vorgesehenen Um- und Ausbaus der Tank- und Rastanlage Eisenach werden die vorhandenen Entwässerungsanlagen - Rinnen, Abläufe und Sammelleitungen erneuert. Grundsätzlich ist geplant, dass alle Neubauflächen und die bestehenden Betriebsflächen wie bisher zur bestehenden Vorflut (DN 800, Graben) auf der Nordwestseite der Tank- und Rastanlage entwässern. Eine zusätzliche Einleitung in den vorhandenen Kanal DN 600 auf der Nordostseite ist nicht vorgesehen. Durch die Neuordnung der Parkstände der Tank- und Rastanlage entstehen die neuen Entwässerungsabschnitte EA 1 bis EA 3 mit jeweils einer Behandlungsanlage. Die verbleibenden Betriebsflächen der Tankstellen Nord/ Süd und der Raststätte sind den Entwässerungsabschnitten EA 4 und EA 5 zugeordnet.

10 BAB A 4 Tank- und Rastanlage Eisenach Seite 9 Die Flächenbilanz Bestands- und Neuversiegelung führt zu folgendem Ergebnis: - Bestand: befestigte Fläche = m² / Q r = 800 l/s - Planung: befestigte Fläche = m² / Q r = 781,79 l/s Durch den Um- und Ausbau der Tank- und Rastanlage Eisenach erfolgt somit keine Erhöhung des Oberflächenabflusses von den versiegelten Flächen zur vorhandenen Vorflut Langer Graben. Da sich die Einleitmenge in den Vorfluter Langen Graben (Gewässer 2. Ordnung) nicht vergrößert und unterhalb der L 1017 das vorhandene Regenrückhaltebecken Spichra besteht, ist eine zusätzliche Rückhaltung nicht erforderlich. Eine erforderliche Behandlungsmaßnahme ist gemäß DWA- M 153 bewertet und vorgesehen. Einleitepunkt Einleite- BAB 4 Punkt Betriebs- Km 1 279,582 Abw.- Anlage Sedimentationsanlagen 1-3 Gewässer Einleite- Menge Q max l/s Koordinaten der Einleitestelle Hochwert / Rechtswert Langer Graben 781, ,8 / ,7 Gemarkung/Flur/ Flurstück Gemarkung Krauthausen Flur 7 Flurstück 388/186 Sedimentations-Anlagen Nach dem Bewertungsverfahren nach DWA-M 153 ist das auf den Parkständen und Fahrgassen anfallende Niederschlagswasser zu sammeln und vor der Einleitung in ein Gewässer zu reinigen. Zur Reinigung des Straßenoberflächenwassers werden Sedimentationsanlagen vorgesehen, welche Fest- und Leichtstoffe zurückhalten. Die Rückhaltung der auf den befestigten Straßenflächen anfallenden wassergefährdenden Stoffe erfolgt mittels Teildauerstau und Tauchwand nach dem Schwerkraftprinzip. Mit einer Oberflächenbeschickung von 18,0 m/h wird eine Abscheidung von Schwer- und Leichtstoffen gewährleistet. Für < 125 l/s Zuflussmenge wurde eine Sedimentationsanlage rund mit rotierendem Wasserkörper und > 125 l/s eine Sedimentationsanlage lang mit längsgerichteter Strömung ausgewählt. Die Fließgeschwindigkeit im Durchflussquerschnitt vor und hinter der Tauchwand soll 0,05 m/s nicht überschreiten. Mittels Sohlschwelle ist ein Schlammsammelraum vorgesehen. Zur Gewährleistung von Reinigung, Kontrolle und Wartung erhalten die geplanten Sedimentationsanlagen über Schachtdome Einstiegsmöglichkeiten.