Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Vom Institut f\u00fcr Wasserwirtschaft, Hydrologie und landwirtschaftlichen Wasserbau der Universit\u00e4t Hannover wurde das Mulden-Rigolen-System (MRS) ein innovatives System zur Bewirtschaftung des abflie\u00dfenden Regenwassers entwickelt und als Alternative zu den bisherigen Entw\u00e4sserungssystemen erstmalig in der Bundesrepublik in der Sch\u00fcngelbergsiedlung projektiert. Das Entw\u00e4sserungssystem MRS warf aufgrund sei-ner Neuartigkeit diverse Fragen bzgl. der Funktionsweise, der fachtechnischen Bemessung und Umsetzung auf, die u.a. mittels des vorliegenden Me\u00dfkonzepts beantwortet werden sollten. Messungen am MRS wurden daher zur \u00dcberpr\u00fcfung und Verbesserung der Bemessungsans\u00e4tze durch Quantifizierung und Optimierung der Systemfunktionen und zur Erfassung des Einflusses der Versickerung auf die Qualit\u00e4t des Grundwassers und des Bodenmilieus durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenWasserstandsmessungen in den Speicherelementen Mulde und Rigole mittels Drucksonden an ausgew\u00e4hlten Standorten des MRS der Sch\u00fcngelbergsiedlung und Zuflu\u00dfmessungen (\u00fcber Regenschreiber) wurden kontinuierlich \u00fcber einen Zeitraum von 1 1\/2 Jahren durchgef\u00fchrt. Au\u00dferdem wurden zur Quantifizierung der Systemfunktionen erg\u00e4nzend zu den Messungen der Naturereignisse Flutungsversuche mit fest definierten Zufl\u00fcssen und Versuchsrandbedingungen vorgenommen. Die erg\u00e4nzende Ermittlung der Versickerungsleistung des Bodens der Muldenbette und der Systemabmessungen dienten der Modellentwicklung und Simulation der erhobenen Me\u00dfdaten. Mittels eines hydrologischen Niederschlags-Abflu\u00dfmodells wurden die Me\u00dfergebnisse simuliert und das Berechnungsmodell sowie das Bemessungsverfahren optimiert. Messungen von Stoffkonzentrationen im Niederschlag und dem zugeh\u00f6rigen Zu- und Ablauf der Versickerungsanlagen erm\u00f6glichten bei gleichzeitiger quantitativer Messung des Wassertransportes die Bilanzierung der Stoffstr\u00f6me und die Absch\u00e4tzung der Reinigungsleistung des MRS bez\u00fcglich ausgew\u00e4hlter Schadstoffe. Der Betrieb einer Versuchsanlage zur Beprobung von Niederschlag und Dachablauf erlaubte zus\u00e4tzlich ereignisaufl\u00f6sende Aussagen hinsichtlich der Entwicklungen der Stoffkonzentrationen im Verlauf von Niederschlagsereignissen. Untersuchungen von Bodenproben aus ausgew\u00e4hlten Muldenb\u00f6den erm\u00f6glichten Aussagen zur H\u00f6he und Tiefenverteilung von Stoffanrei-cherungen. Erg\u00e4nzend zu den Feldversuchen wurden zus\u00e4tzlich quantitative und qualitative Untersuchungen an halbtechnischen Versuchsanlagen (Lysimeter) durchgef\u00fchrt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Bei Flutungsversuchen wurde ein Mulden-Rigolen-System (MRS) k\u00fcnstlich geflutet. F\u00fcr unterschiedliche Zulaufintensit\u00e4ten sowie unter Ber\u00fccksichtigung verschiedener Wassergehalte im Muldenbett des MRS wurden Flutungsversuche durchgef\u00fchrt. Der Einflu\u00df der Zulaufintensit\u00e4t und des Anfangswassergehaltes des Muldenbettes auf das Speicher- und Abflu\u00dfverhalten konnte dokumentiert werden. Die Versuchsergebnisse der Flutungsversuche stellten eine gute Datenbasis f\u00fcr die Modellentwicklung und f\u00fcr Vergleichssimulationen dar. Das Me\u00dfkonzept f\u00fcr die Messung von Naturereignissen konnte erfolgreich getestet werden. Die Messung der Naturereignisse an zwei Str\u00e4ngen des MRS der Sch\u00fcngelbergsiedlung (Strang 15 und 20) wurde seit Juli 1996 betrieben. Aufgrund von Vandalismus und bautechnischer M\u00e4ngel mu\u00dfte allerdings der Strang 15 aufgegeben werden. Geringe Niederschlagsmengen und der Ausfall von Me\u00dfger\u00e4ten (trotz aufwendiger Unterhaltungsma\u00dfnahmen) erlaubten teilweise nur die Messung von Einzelereignissen. L\u00e4ngere, zusammenh\u00e4ngende Aufzeichnungszeitr\u00e4ume konnten nicht dokumentiert werden. Die Infiltrationsrate wurde in Feldversuchen f\u00fcr verschiedene MRS-Str\u00e4nge mit unterschiedlicher Betriebszeit ermittelt (Open-End-Verfahren und Doppelringinfiltrometer). Durch Wiederholung der Versuche am Ende des Projektzeitraumes konnte die Entwicklung der Infiltrationseigenschaften der Muldenbette nach drei Vegetationsperioden aufgezeigt werden. Bodenbildungsprozesse und die Einfl\u00fcsse des Edaphons, die Verdichtungen durch z. B. Unterhaltungsma\u00dfnahmen entgegenwirken, f\u00fchrten dabei zu leicht erh\u00f6hten bzw. konstanten Infiltrationsraten der Muldenbette am Ende des Untersuchungszeitraums. Zur modelltechnischen Beschreibung der Prozesse in einem MRS wurden unterschiedliche Simulationsprogramme verwendet. Ein eindimensionales Bodenfeuchtemodell bfSIM wurde in das hydrologische Speichermodell KOSIM-MRS eingebaut. Das so entstandene neue Modell MURITEST konnte erfolgreich kalibriert und validiert werden. Im Vergleich zur Bemessung mit konstanter Infiltrationsrate f\u00fchrt die Bemessung mit MURITEST zu um bis zu 1\/3 kleineren Muldenbauwerken. Der Einsatz nicht linearer, vom Bodenwassergehalt abh\u00e4ngiger Infiltrations- und Perkolationsans\u00e4tze f\u00fchrt also zu kleineren Abmessungen und damit zu Einsparungen beim Bau der MRS.
\nDie Beurteilung der \u00f6kologischen Vertr\u00e4glichkeit der Versickerungsma\u00dfnahmen erfolgte durch qualitative Untersuchungen von w\u00e4\u00dfrigen Komponenten einzelner Niederschlagsereignisse (Niederschlag, Nie-derschlagsabflu\u00df, Rigolenablaufwasser im MRS). F\u00fcr Niederschlag und Dachabflu\u00df konnten ereignisaufl\u00f6sende mengenproportionale Probennahmen durchgef\u00fchrt werden. F\u00fcr Zink konnten im Dachabflu\u00df sehr hohe Konzentrationsspitzen festgestellt werden. Die Untersuchungsergebnisse belegen, da\u00df die Reinigungsleistung der Oberbodenpassage in den MRS die mit den Niederschlagsabfl\u00fcssen eingetragenen Belastungen ausreichend verringert. So konnte eine deutliche Konzentrationsminderung von Metallen und PAK\u00b4s durch die Oberbodenpassage ermittelt werden. Die Untersuchung von Feststoffproben verschiedener Mulden mit unterschiedlichen Verfahren ergab Hinweise zur H\u00f6he und Tiefenverteilung der versickerungsbedingten Stoffanreicherung. F\u00fcr Zink als Material der Dachentw\u00e4sserung lie\u00df sich ein deutlicher Anreicherungseffekt erkennen, der zun\u00e4chst oberfl\u00e4chennah und mit zunehmender Betriebszeit verst\u00e4rkt auch in tieferen Bodenschichten sichtbar wird. Am \u00e4ltesten Strang in der Sch\u00fcngelbergsiedlung (MRS 26) konnten die h\u00f6chsten Gehalte an Schwermetallen und PAK nachgewiesen werden.
\nDie zus\u00e4tzlich durchgef\u00fchrten Untersuchungen an halbtechnischen Versuchsanlagen (Lysimeter) lieferten Erkenntnisse zum R\u00fcckhalteverm\u00f6gen der Bodenpassage bei Variation von Bodencharakteristika und anderen die Reinigungsleistung beeinflussenden Parametern. So ist mit zunehmendem Sandanteil des Oberbodensubstrates von einer verringerten Pufferkapazit\u00e4t auszugehen, die langfristig zu einer verminderten Reinigungs- und R\u00fcckhalteleistung f\u00fchren kann. Versuche mit abgesenktem pH-Wert des Lysimeter-Zulaufs (ca. pH 5) sowie Versuche zur Simulation von Sto\u00dfbelastungen zeigen eindeutig die Grenzen der Belastbarkeit der Oberbodenpassage auf.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Schneider, F.; Holtz, S.; Masberg, R. (1998): Investigation and Development of Alternative Stormwater Management: Modelling the Waterflow of Trough-Trench-Systems. G.R.A.I.E. (Ed.): Innovative technologies in urban storm drainage. Proceedings Novatech 1998, Vol. II, S. 479-485.
\nSchneider, F. (1998) Untersuchungen zum Speicher- und Abflu\u00dfverhalten von Mulden-Rigolen-Systemen. Zeitschrift f\u00fcr Kulturtechnik und Landentwicklung, Vol. 39 (6); S.266-271.
\nH\u00fctter, U., Hesse, U., Kaczmarczyk, B. (1998): Investigations on the migration of storm water pollutants in soils. G.R.A.I.E. (Ed.): Innovative technologies in urban storm drainage. Proceedings Novatech 1998, Vol. II, 567-574.
\nRemmler, F. (1998): Regenwasserversickerung und Grundwasserschutz. Zeitschrift f\u00fcr Kulturtechnik und Landentwicklung, Vol. 39 (6); S.272-279.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Vorgehensweise zur Kl\u00e4rung der quantitativen und qualitativen Fragestellungen innerhalb des Projektes hat sich generell bew\u00e4hrt. Die Ergebnisse belegen die Notwendigkeit zuk\u00fcnftiger betriebsbegleitender Funktionskontrollen, die anhand von Untersuchungen in gewissen zeitlichen Abst\u00e4nden die Entwicklung und Wirksamkeit der Reinigungs- und R\u00fcckhaltefunktion der Bodenpassage pr\u00fcfen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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