IB SPÄTH
PROJEKTVORSTELLUNG:
Vergleich von zwei unterschiedlichen
Lösungsansätzen bei der
Sanierung von Überflutungsproblemen einer
Wohnanlage in Hanglage,
ausgelöst durch Abflüsse aus einem
unberücksichtigten Außengebiet
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Ausgangssituation
Bei der Bemessung der Oberflächenentwässerunsanlage (Mulden-Sickerschacht-System)
des betroffenen Baugebiets wurden Abflüsse aus dem oberhalb liegenden, weitgehend
unbebauten Außengebiet nicht berücksichtigt. Bei Starkniederschlägen treten deshalb in
der Wohnanlage an mehreren Punkten schädliche Überflutungen auf. Im Zuge einer
rechtlichen Auseinandersetzung wurde ein entsprechender Planungsmangel festgestellt.
Die Oberflächenent-wässerungsanlage der Wohnanlage ist demnach zu sanieren.
Luftbild mit dem
betroffenen Baugebiet
(Bauabschnitt 1 und 2)
und dem Außengebiet
Außengebiet
BA 1
BA 2
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Zuflüsse aus dem Außengebiet führen im Bestand zur Überflutung
-
des Kellers über die Lichtschachtentw. und den daran angeschlossenen Sickerschacht (1)
-
des Treppenhauses über den Hauseingang und den zuführenden Gehweg (2)
1
2
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Planungsgrundlagen
Die Bemessung der Oberflächenentwässerungsanlage wurde bei der Planung des Bauvorhabens auf ein Niederschlagsereignis mit einer statistischen Wiederkehrdauer von fünf Jahren
abgestellt, wie dies die einschlägigen Regelwerke zum Zeitpunkt der Planung vorsahen.
Bei der Sanierungsplanung sind jedoch die einschlägigen technischen Regelwerke in ihrer
aktuellen Fassung zu Grunde zu legen, die heute die Führung eines Überflutungsnachweises
für ein Niederschlagsereignis mit der statistischen Wiederkehrdauer von 30 Jahren empfehlen.
Anforderungen an die Sanierungsplanung
-
Regelwerk DWA A117 (04/2006):
Nachweis ausreichenden Retentionsraumes zur Rückhaltung von bis zu zehnjährlichen
Abflüssen aus dem Baugrundstück
-
Regelwerk DWA A138 (02/2004):
Zusätzliche Ableitungsmöglichkeit neben der Versickerung erforderlich, da die
Durchlässigkeit des anstehenden Bodens kleiner als 1*10^-6 m/s ist
-
Regelwerk DIN 1986-100 (05/2008):
Überflutungsnachweis für die Abflüsse eines dreißigjährlichen Niederschlags aus dem
Baugrundstück und dem Außengebiet
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Der Überflutungsnachweis nach DIN 1986-100
Gem. DIN 1986-100 ist nachzuweisen, dass der auf dem Baugrundstück anfallende Oberflächenwasserzufluss abzüglich der Abflüsse zum Kanal und in den Untergrund bei einem dreißigjährlichen, maßgeblichen Niederschlagsereignis schadlos auf dem Grundstück zurückgehalten werden kann. Dies erfolgt in der Regel in Anlehnung an die DWA A117 über einen
Vergleich von Zufluss-, Speicher- und Abflussvolumina.
Für Abflüsse, die außerhalb des Baugebietes entstehen, das Baugebiet jedoch belasten, ist
allerdings auch Vorsorge zu treffen.
Diese kann zum Einen durch entsprechende Rückhaltung im Baugebiet gewährleistet werden.
Da die betroffene Wohnanlage bereits fertiggestellt ist und die Hanglage sowie die bestehende Bebauung die Erstellung ausreichenden Rückhalteraumes zur Speicherung der bisher
unberücksichtigten Abflüsse des obenliegenden Außengebietes in offenen Rasenmulden
nicht erlaubt, ist im vorliegenden Falle der Einsatz von aufwendigen Hohlkörperrigolensystemen unumgänglich.
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Seit dem Jahre 2000 etwa werden EDV-Programme zur Erstellung von 2D-Hydraulik angeboten, die es zuverlässig ermöglichen, die Wasserspiegel für ein mit beliebigen dynamischen
Abflüssen belastetes hydraulisches Modell zu berechnen.
Damit kann zum Anderen ein schadloser Abfluss des im Baugebiet anfallenden Oberflächenwassers inkl. der Abflüsse aus dem Außengebiet nachgewiesen werden, d. h. der entsprechende Überflutungsnachweis erbracht werden.
Da zu Beginn der Sanierungsplanung das 2D-Modell noch nicht zur Verfügung stand, wurde
zunächst ein Sanierungsentwurf fertiggestellt, der eine Zwischenspeicherung der Abflüsse
des Außengebietes vorsieht. Die Projektkosten wurden jedoch nicht ermittelt.
Im Augenblick werden zum zweiten Lösungsansatz Angebote eingeholt, so dass auch hier
noch keine genauen Projektkosten vorliegen.
Die beiden Lösungen unterscheiden sich jedoch im erforderlichen baulichen Aufwand so
signifikant, dass ein wirtschaftlicher Vergleich auch ohne Kenntnis der Preise zu einem
eindeutigen Ergebnis führt.
PROJEKTVORSTELLUNG:
SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Unterschiedliche Lösungsansätze zur Führung des Überflutungsnachweises
Im Folgenden werden die beiden unterschiedlichen Vorgehensweisen zum Nachweis der
Überflutungssicherheit nach DIN 1986-100 miteinander verglichen:
Lösungsansatz 1:
-
Rückhaltung der auf dem Grundstück und dem Außengebiet anfallenden
dreißigjährlichen Abflüsse
Lösungsansatz 2:
-
Rückhaltung der auf dem Grundstück anfallenden dreißigjährlichen Abflüsse
-
Nachweis der schadlosen Ableitung der aus dem Außengebiet anfallenden
dreißigjährlichen Abflüsse durch das Baugebiet
PROJEKTVORSTELLUNG:
SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Vorgehensweise Lösungsansatz 1:
-
Ermittlung der Zuflüsse aus dem Außengebiet und dem Baugebiet für Tw = 30a
(stationär)
-
Bemessung des erforderlichen Rückhalteraumes für die 30-jährlichen Abflüsse aus dem
Baugebiet selbst sowie des Außengebietes
-
Ermittlung des zusätzlich erforderlichen Retentionsraumes unter Ansatz der
bestehenden Volumina
Das Planungsergebnis Lösungsansatz 1:
-
Errichtung von mehr als 600 m³ zusätzlichen Retentionsraum (wegen Platzmangel nur
als Hohlkörperrigole möglich – z. T. muss sie befahrbar sein) inkl. erf. Zubehör
-
Bau eines Abfangegrabens in Beton
-
Teilweise Vergrößerung der best. Mulden erforderlich
-
Bau von zwei Leitungen (Spülbohrverfahren) mit Drossel und Überlauf zur Ableitung von
Qab zum öffentlichen Kanal mit den erforderlichen Schächten
PROJEKTVORSTELLUNG:
SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Vorgehensweise Lösungsansatz 2:
Untersuchung des Bestandes
-
Aufstellung eines 2-D-Modells aus den CAD-Daten für den Bestand
-
Ermittlung der Zuflüsse aus dem Außengebiet sowie dem Baugebiet für Tw = 30a
(instationär)
-
Drosselabfluss (Qab, ges. = 10 l/s)
-
Berechnung der Wasserspiegellagen zum Abflussgeschehen im Bestand für die o. g. 30jährlichen Zu- und Abflüsse
-
Prüfung der Plausibilität des Modells
-
Analyse der Schadensursachen
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Draufsicht auf das Berechnungsnetz:
Finite Elemente, Modellränder und Randbedingungen
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Ausschnitt Berechnungsnetz Bestand:
Modelloberfläche in der 3D-Ansicht
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Simulation des Abflussgeschehens im Bestand,
das durch einen 30-jährlichen Niederschlag verursacht wird
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Optimierung der Sanierungsmaßnahme und hydraulischer Nachweis
-
Entwicklung von Lösungskonzepten
-
Umsetzung der Konzepte jeweils in 2-D-Modellen und Optimierung durch iterative
hydraulische Berechnung
-
Nachweis ausreichender Rückhalteräume zur Rückhaltung des 30-jährlichen Abflusses
aus dem Baugebiet selbst (Speicherbemessung nach DWA A117)
-
Nachweis der schadlosen Ableitung eines 30-jährlichen Abflusses aus dem Außengebiet
und dem Baugebiet selbst (2D-Hydraulik)
-
Nachweis der Auswirkungen eines 100-jährlichen Niederschlagsereignisses (2DHydraulik)
Das Planungsergebnis Lösungsansatz 2:
-
Bau eines Abfangegrabens zur schadlosen Ableitung des Zuflusses aus dem Außengebiet
mit Errichtung eines Durchlasses DA 380 im Spülbohrverfahren
-
Nur konstruktive Vergrößerung bestehender Mulden aus landschaftspflegeri-schen
Gesichtspunkten
-
Bau von zwei Leitungen (Spülbohrverfahren) mit Drossel und Überlauf zur Ableitung von
Qab zum öffentlichen Kanal mit den erforderlichen Schächten
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Simulation des Abflussgeschehens im sanierten Zustand,
das durch einen 30-jährlichen Niederschlag verursacht wird
PROJEKTVORSTELLUNG:
SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Bewertung der beiden Lösungsansätze:
-
Die Kostenersparnis errechnet sich aus der Differenz zwischen dem Aufwand zum Bau
der Hohlkörperrigole einerseits mit mehr als 600 m³ z. T. befahrbaren Rückhalteraum,
der zug. Bauteile, wie Einlaufmulden, Revisionsschächte, usw. sowie der Errichtung einer
temporären Baustraße im Süden und andererseits dem Aufwand zur Errichtung des
Durchlasses DA380.
Die Reduzierung des zur Umsetzung der Baumaßnahmen notwendigen finanziellen Aufwands durch den Einsatz des Planungsinstrumentes „2D-Hydraulik“ ist damit erheblich.
-
Bauarbeiten finden bei der Lösung ohne Rückhaltung des Abflusses aus dem Außengebiet vornehmlich außerhalb oder am Rande des Baugebietes statt. Bei der Errichtung
von Hohlkörperrigolen sind dagegen umfangreiche Bauarbeiten im Süden und im Westen des Baugebietes erforderlich, die während der Bauarbeiten die Wohnqualität in den
betroffenen Wohnungen massiv herabsetzen würde.
-
Schwierigkeiten bei der wasserrechtlichen Genehmigung durch die fragwürdige Rückhaltung von wild abfließendem Wasser aus dem Außengebiet in der Rigole können bei
der schadlosen Ableitung der Abflüsse aus dem Außengebiet durch das Baugrundstück
vermieden werden.
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SANIERUNG DER OBERFLÄCHENENTWÄSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE
Lösungsansatz 2 wurde vom Auftraggeber gewählt und
wurde bereits von den Behörden genehmigt.

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