Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Vielfach ist es insbesondere im verdichtet bebauten Bereich aufgrund eingeschr\u00e4nkten Platzangebots nicht m\u00f6glich, den Oberfl\u00e4chenabflu\u00df dezentral zu versickern. Mit Hilfe des neu entwickelten und patentierten Versickerungsrinnen-Systems der Firma BIRCO Baustoffwerk GmbH kann Oberfl\u00e4chenabflu\u00df, der nicht sch\u00e4dlich verunreinigt ist, direkt unterhalb der versiegelten Fl\u00e4che versickert werden. Hierbei werden Entw\u00e4sserungsrinnen direkt an eine Rigole angeschlossen. Ein durchl\u00e4ssiger Oberfl\u00e4chenbelag ist nicht erforderlich. Zus\u00e4tzlich kann eine Zisterne zur Brauchwassernutzung angeschlossen werden.
\nVor der Praxisreife des Systems ist ein an die spezifischen Anforderungen angepa\u00dftes, effektives und wartungsarmes Partikelfilter zu entwickeln. Ferner sind offene Fragen zur Retention von Schadstoffen, dem lokalen Grundwasserhaushalt und der mechanischen Standfestigkeit zu kl\u00e4ren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Sicherstellung einer dauerhaften Funktion der Anlage soll ein Partikelfilter entwickelt werden, der Feststoffe aus dem Oberfl\u00e4chenabflu\u00df zur\u00fcckh\u00e4lt, ohne die Durchsatzleistung der Anlage bei Starkregenereignissen zu beeintr\u00e4chtigen. Zu diesem Zweck werden am ISWW Filtersiebe und an die Systemgeometrie angepa\u00dfte Lamellenabscheider einem Leistungsvergleich unterzogen. Anschlie\u00dfend wird im Hinblick auf den Grundwasserschutz in Labor- und Gel\u00e4ndeversuchen die Reinigungsleistung des Filters sowie der Rigole bez\u00fcglich der im Oberfl\u00e4chenabflu\u00df enthaltenen Schadstoffe getestet.
\nHinsichtlich der nicht abscheidbaren Partikelanteile soll das Kolmationsverhalten der mit einem Geotextil-Vliesstoff umkleideten Rigole am Lehrstuhl Baugrund-Grundbau der Universit\u00e4t Dortmund in Laborexperimenten untersucht werden. Hier wird zudem die mechanische Standfestigkeit des Gesamt-systems in Abh\u00e4ngigkeit von den verwendeten Komponenten und der Fl\u00e4chennutzung gepr\u00fcft.
\nDie Bemessung der Anlage gem\u00e4\u00df den einschl\u00e4gigen Regelwerken wird unter Ber\u00fccksichtigung der spezifischen Systemparameter einer Kontrolle durch ein hydrologisches Simulationsmodell unterzogen, das auf mehrj\u00e4hrige Regenreihen verschiedener Regionen zur\u00fcckgreifen soll. Mit einem numerischen Grundwasserstr\u00f6mungsmodell soll unter Verwendung der Outputdaten des hydrologischen Modells die Auswirkung der Versickerung auf den lokalen Grundwasserhaushalt insbesondere im verdichtet bebau-ten Bereich und bei ung\u00fcnstigen Bodenverh\u00e4ltnissen untersucht werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die g\u00e4ngigen Ans\u00e4tze zur hydraulischen Bemessung f\u00fcr Rigolen wurden hinsichtlich Ihrer Anwendbarkeit auf das vorgestellte System sowohl in praktischen Versuchen als auch in einer numerischen Modellierung mit einer langj\u00e4hrigen Regenreihe mit Erfolg getestet. Hinsichtlich der Versickerungsleistung bestehen gegen\u00fcber dem Bemessungsansatz nach ATV-Arbeitsblatt A 138 noch Sicherheitsreserven. In weiteren numerischen Untersuchungen wurde der langfristige Grundwasserhaushalt im Be-reich einer Versickerungsanlage und die Wechselwirkung mit benachbarten Geb\u00e4uden nachgebildet. Dabei konnte gezeigt werden, dass selbst bei lehmigen Sandb\u00f6den eine Vern\u00e4ssung von unterirdischen Bauwerksteilen auch in regenreichen Perioden nicht zu bef\u00fcrchten ist, wenn zu den Bauwerken ein Ab-stand von mindestens 3 m eingehalten wird.
\nIn Lehm- und Tonb\u00f6den k\u00f6nnen Versickerungsanlagen meist nur mit unwirtschaftlich hohem Aufwand als reine Versickerungsl\u00f6sung eingesetzt werden. Hier kann die Rigole als Retentionsspeicher mit einem gedrosselten Abfluss in einen Vorfluter bzw. in das Kanalisationssystem ausgef\u00fchrt werden.
\nMit einem Finite-Elemente-Programm wurde die mechanische Belastbarkeit des Versickerungsrinnen-Systems im eingebauten Zustand f\u00fcr verschiedene Lastf\u00e4lle und verschiedene Ausf\u00fchrungen untersucht. Dabei wurden sowohl f\u00fcr PKW- als auch f\u00fcr LKW-Belastung Ausf\u00fchrungen gefunden, die sowohl die beim \u00dcberfahren auftretenden vertikalen Lasten als auch horizontale Bremskr\u00e4fte aufnehmen k\u00f6nnen. Die Ergebnisse des numerischen Modells wurden an einer Testanlage auf dem Firmengel\u00e4nde von BIRCO in der Praxis verifiziert.
\nZur Verhinderung der Kolmation der Versickerungsanlage wurden f\u00fcr den Sammel- und Reinigungsschacht ein Filtersieb und ein Lamellenabscheider zum Unterflureinbau entwickelt und im Labor sowie im Freilandversuch getestet. Dabei wurde im Laufe des Forschungsprojekts deutlich, an welchen Stellen die urspr\u00fcngliche Konstruktion des Lamellenabscheiders \u00fcberarbeitet werden musste. Die Optimierung des Lamellenabscheiders im Hinblick auf eine effektive Trennung von abgelagerten Partikeln und durchstr\u00f6mendem Oberfl\u00e4chenabfluss wurde mit Hilfe von hydraulischen Modellversuchen vorgenommen.
\nDa durch Filter- bzw. Absetzma\u00dfnahmen Partikel unter einer Korngr\u00f6\u00dfe von 60 bis 100 \u00b5m nicht zur\u00fcckgehalten werden k\u00f6nnen, wurden die langfristigen Auswirkungen des Partikeleintrages auf die Standzeit der Rigole ermittelt und die verwendeten Materialien Kies und Rigolenvlies in dieser Hinsicht optimiert. Die unvermeidbare Reduzierung der Durchl\u00e4ssigkeit des Rigolenvlieses infolge Partikeleinlagerung muss bei der Dimensionierung der Versickerungsrigole ber\u00fccksichtigt werden.
\nDer wichtigste Mechanismus, der das Grundwasser vor wassergef\u00e4hrdenden Stoffen sch\u00fctzt, ist bei allen Versickerungsanlagen die Zur\u00fcckhaltung von Partikeln, an denen Schadstoffe gebunden sind. Dies kann entweder in einer belebten Oberbodenschicht oder in einer entsprechend leistungsf\u00e4higen Reinigungseinheit stattfinden. Im Rahmen von mehrmonatigen Versickerungsversuchen in Labors\u00e4ulen, die zur Erzielung eines Zeitraffereffekts mit einer Intensivierung der Regenh\u00e4ufigkeit und -intensit\u00e4t betrieben wurden, konnten im Ablauf der S\u00e4ulen nach einer Bodenpassage von 0,5 m weder Schwermetalle noch Mineral\u00f6lkohlenwasserstoffe nachgewiesen werden.
\nHinsichtlich des Verhaltens der Anlage bei Frost konnte \u00fcber eine Betrachtung der Energiebilanz beim Einleiten von Wasser in eine Rigole, in der Temperaturen unter 0\u00b0C herrschen, gezeigt werden, dass die Gefahr eines Versagens auch bei extremen Wettersituationen nur sehr gering ist.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Versickerungsrinnen-System wurde in das Produktprogramm der BIRCO Baustoffwerk GmbH aufgenommen und wird \u00fcber das bundesweite Vertriebsnetz sowie auf Baufachmessen auf dem Markt vorgestellt. Eine Ver\u00f6ffentlichung von Teilprojekten aus dem Untersuchungsprogramm in Fachpublikationen ist geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des Projekts wurde in Laborversuchen und in der Praxis gezeigt, dass das beschriebene Versickerungsrinnen-System die Anforderungen zahlreicher Anwendungsf\u00e4lle f\u00fcr Versickerungsanlagen erf\u00fcllt und f\u00fcr die Versickerung von nicht sch\u00e4dlich verunreinigtem Oberfl\u00e4chenabfluss eingesetzt wer-den kann.
\nNach dem Abschluss des Forschungsprojekts steht ein marktreifes System zur Verf\u00fcgung, das auch auf vielen Fl\u00e4chen eingesetzt werden kann, bei denen bisher aus Platzgr\u00fcnden keine Versickerung m\u00f6glich war. Damit kann die Akzeptanz der Regenwasserversickerung erh\u00f6ht und ein Beitrag zur Entlastung der Vorfluter und zur Wiederherstellung des nat\u00fcrlichen Grundwasserhaushalts geleistet werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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