Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Versickerung von Regenwasser in Stadtgebieten wird trotz der g\u00fcnstigen Auswirkungen auf die Grundwasserneubildung und die Reduzierung von Abfl\u00fcssen in st\u00e4dtischen Kanalisationen noch nicht in vollem Umfang genutzt, obwohl zwischenzeitlich die rechtlichen Voraussetzungen in einigen Bundesl\u00e4ndern geschaffen wurden. Ursache hierf\u00fcr sind bestehende Wissensdefizite bez\u00fcglich der Abflussdynamik und Schadstoffbelastung von Dachabfl\u00fcssen. Ziel des Vorhabens ist es, den zeitlichen Verlauf des Niederschlagsabflusses von bestehenden Dachfl\u00e4chen und dessen Beschaffenheit festzustellen. Auf Grundlage dieser Messungen sollen Ma\u00dfnahmen zur Behandlung von Dachabfl\u00fcssen erarbeitet werden, die der Dynamik der Prozesse gerecht werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn einem st\u00e4dtischen Einzugsgebiet (Herten, Nordhrein-Westfalen) wurden die Regenabflussmengen von sechs D\u00e4chern aus unterschiedlichen Materialien bestimmt und Proben aus den Abfl\u00fcssen gezogen. Dies erfolgte mit Hilfe einer automatischen Messstation f\u00fcr ausgew\u00e4hlte Regenereignisse. Die Auswahl von Einzelereignissen orientierte sich vorrangig an der Trockenwetterdauer und der Niederschlagsintensit\u00e4t. Gleichzeitig wurden meteorologische Daten am Standort gesammelt. Die Dauer der Messkampagne betrug 11 Monate. F\u00fcr alle gewonnenen Dachabflussproben wurden die Stoffparameter AFS, S\u00e4urebildner und verschiedene N\u00e4hrstoffe und Schwermetalle (SM) bestimmt. Stichprobenweise erfolgte au\u00dferdem die Analyse von Poly-Aromatischen-Kohlenwasserstoffen (PAK) und Tensiden. Auf Basis der gewonnenen Daten wurde der Einfluss des Dachmaterials auf quantitative und qualitative Pa-rameter des Abflusses untersucht. Au\u00dferdem wurden die ma\u00dfgeblichen Einflussfaktoren auf den Akkumulations-Abtrag-Prozess er\u00f6rtert. Das hydraulische und stoffliche Verhalten der unterschiedlichen D\u00e4cher wurde bez\u00fcglich zweier Gesichtspunkte betrachtet. Durch den Vergleich mittlerer Mengengr\u00f6\u00dfen sind langfristig bezogene Aussagen m\u00f6glich, besonders \u00fcber die Belastung der aufnehmenden Systeme mit inerten toxischen Substanzen. Die Analyse der Dynamik innerhalb der Ereignisse gibt dagegen Auf-schluss \u00fcber m\u00f6gliche Grenzzust\u00e4nde, durch die in erster Linie Verfahren zur Behandlung der Dachab-fl\u00fcsse beeinflusst werden. Dabei sind beide Aspekte relevant f\u00fcr die Bemessung und den Betrieb von Behandlungsma\u00dfnahmen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Trotz identischer Lokalit\u00e4t wiesen die untersuchten Materialien erhebliche Unterschiede sowohl in deren hydraulischem wie auch stofflichem Verhalten auf. Ursache hierf\u00fcr sind vor allem lokale Schwankungen der Niederschlagsbelastung, unterschiedliche Oberfl\u00e4chenbeschaffenheit und die konstruktive Gestaltung. Flache, rauhe oder por\u00f6se D\u00e4cher (Substrat, Tonziegel, Bitumen) haben ein betr\u00e4chtliches hydraulisches und stoffliches Speicherverm\u00f6gen. Diese D\u00e4cher k\u00f6nnen akkumulierte Stoffe zeitverz\u00f6gert abgeben. Glatte und geneigte D\u00e4cher geben tendenziell sauberere Abfl\u00fcsse ab. Die pro Fl\u00e4cheneinheit abgesp\u00fclten Stoffmengen schwanken dabei je nach Ereignis massiv \u00fcber drei Gr\u00f6\u00dfenordnungen. Die Trockenwetterdauer und die Niederschlagsintensit\u00e4t erweisen sich als prim\u00e4re Einflussfaktoren vor allem bei rauhen Oberfl\u00e4chen mit hohem Speicherverm\u00f6gen und feststoffgebundenen Parametern. Die Jahreszeit spielt dagegen eine eher untergeordnete Rolle.
\nViele Mikroschadstoffe (PAK, SM) kommen in Dachabfl\u00fcssen teilweise partikelgebunden und teilweise gel\u00f6st vor. Deren zeitabh\u00e4ngige Phasenverteilung ist stark pH-Wert abh\u00e4ngig. Trifft der Regen auf das Dach, laufen heftige S\u00e4ure-Base-Reaktionen ab, die zu starken pH-Wert Schwankungen im Abfluss sowohl in den sauren wie auch in den alkalischen Bereich f\u00fchren. Deshalb ist es kaum m\u00f6glich, den Ab-tragsvorgang mathematisch zu beschreiben. Die chemischen Vorg\u00e4nge bed\u00fcrfen einer thermodynamischen und reaktionskinetischen Modellierung. Eine Dachfl\u00e4che ist aber mit den heute verf\u00fcgbaren reaktionstechnischen Modellen kaum beschreibbar.
\nBasierend auf diesen Erkenntnissen wurden schlie\u00dflich verschiedene Verfahren zur Behandlung von Dachabfl\u00fcssen auf deren Wirkung und Eignung gepr\u00fcft. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass ein Erstverwurf zwar je nach Dach und Inhaltsstoff zu einem gewissen Stoffr\u00fcckhalt f\u00fchrt; das Verh\u00e4ltnis zwischen Wasserverlust und Stoffr\u00fcckhaltegrad ist aber so schlecht, dass andere Behandlungsverfahren vorzuziehen sind. Durch Siebeins\u00e4tze k\u00f6nnen grobe Feststoffe mit einem Partikeldurchmesser gr\u00f6\u00dfer 0,5 mm wirkungsvoll zur\u00fcckgehalten werden. Der R\u00fcckhalt von partikelgebundenen Mikroschadstoffen mit Sieben ist aber unwesentlich.
\nWerden Dachabfl\u00fcsse versickert, ist die Versickerung \u00fcber die belebte Bodenzone der unterirdischen Versickerung vorzuziehen. Durch die Passage der belebten Bodenzone kann eine weitgehende und nachhaltige Behandlung der Dachabfl\u00fcsse erreicht werden. Bei einer unterirdischen Versickerung sind verfahrenstechnische Ma\u00dfnahmen zur Vorreinigung notwendig, die in der Regel wesentlich teurer sind als die Behandlung durch die belebte Bodenzone.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Ergebnisse des Forschungsprojekts wurden bisher noch nicht ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Untersuchung wurde an unterschiedlichen Dachmaterialien durchgef\u00fchrt, die ohne das Ziel einer Untersuchung verbaut worden waren. Dadurch sollten praxisnahe Ergebnisse gewonnen werden. Es hat sich gezeigt, dass ein solches Vorgehen mit dem Ziel eines wissenschaftlich fundierten Vergleichs der Dachmaterialien bez\u00fcglich der Abflussverschmutzung nicht sinnvoll ist. Die Einfl\u00fcsse von Unterschieden bei der Stellung zum Wind, der Beregnung und der Dachneigung sind zu gro\u00df, um \u00fcbertragbare Vergleiche bez\u00fcglich des Dachmaterials zu ziehen.
\nEine Modellierung des Akkumulations-Abtrags-Prozesses f\u00fcr Stoffe wie Schwermetalle, die teilweise partikul\u00e4r und teilweise gel\u00f6st vorliegen, scheint auch auf Grundlage einer ge\u00e4nderten Versuchsmethodik nicht m\u00f6glich. Es \u00fcberlagern sich zu viele physikalische und chemische Prozesse. Diese k\u00f6nnen zwar einzeln im Labor unersucht werden, die Modellierung der \u00dcberlagerung erscheint aber auf dem derzeitigen Stand der Wissenschaft nicht m\u00f6glich.
\nAls beste Behandlungsm\u00f6glichkeit f\u00fcr Dachabfl\u00fcsse stellt sich weiterhin die Versickerung \u00fcber die belebte Bodenzone dar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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