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Sie sind hier: Startseite BFR Abwasser  > Anhänge  > A-5 Niederschlagswasser­bewirtschaftung > A-5.7 Dezentrale Versickerungsanlagen > A-5.7.1 Versickerungsverfahren
A-5.7.1 Versickerungsverfahren
A-5.7.1.1 Flächenversickerung
Bei der Flächenversickerung wird das Regenwasser auf eine offene, unversiegelte Fläche geleitet und flächenhaft in den Untergrund versickert. Die Versickerung erfolgt durch den bewachsenen Boden i.d.R. auf Rasenflächen. Sie erfolgt ohne wesentlichen Aufstau. Vorteilhaft sind insbesondere die geringen Baukosten und eine sehr große Reinigungsfunktion infolge des geringen Anschlussverhältnisses (Au:As).
Einsatzbereich
Diese Flächenversickerung ist nur bei Böden mit einer guten bzw. sehr guten Durchlässigkeit möglich (kf-Wert von 10-3 bis 5 x 10-4 m/s). Voraussetzung ist eine große Freiflächenverfügbarkeit mit möglichst geringem Gefälle. Die Flächenversickerung eignet sich insbesondere für kleinere befestigte Flächen wie Stellflächen und Zufahrten sowie für kleine Verkehrsflächen mit geringer Verkehrsbelastung.
Das Verhältnis von angeschlossener versiegelter Fläche (Au) zu Sickerfläche (As) (hydraulische Belastung) sollte in Abhängigkeit der Durchlässigkeit des Bodens kleiner als fünf sein
Au : As 5 [DWA-A 138].
Bemessung und Herstellung
Die Bemessung von Versickerungsflächen erfolgt gemäß Arbeitsblatt [DWA-A 138] für eine Versagenshäufigkeit von 1 mal in 5 Jahren. Die Dauer des Bemessungsregens sollte zu D = 10 min gewählt werden. Voraussetzung für die Bemessung ist, dass die Versickerungsrate größer ist, als die Niederschlagsintensität.
Wartung und Betrieb
Beim Betrieb einer Flächenversickerung ist die Aufrechterhaltung der Versickerungsfähigkeit des Untergrundes besonderes zu beachten. Nutzungen als Lagerfläche für schwere Lasten oder eine Verdichtung des Untergrundes durch Überfahren sind zu vermeiden. Ablagerungen wie Laub und Sedimente sind regelmäßig zu entfernen.
A-5.7.1.2 Muldenversickerung
Eine Mulde ist eine flache, mit Gras bewachsene Vertiefung, in die das Wasser zur Versickerung eingeleitet wird. Dabei kann das Niederschlagswasser kurzzeitigen durch gezielten Einstau gespeichert werden. Durch die Vegetation werden eine Befestigung des Bodens und eine Aufrechterhaltung der Durchlässigkeit (Durchwurzelung) gewährleistet. Es besteht eine hohe Reinigungswirkung zum Schutz des Grundwassers. Vorteil der Muldenversickerung sind geringe Baukosten.
Einsatzbereich
Eine Muldenversickerung bietet sich für Abflüsse von unbedenklich bis tolerierbar belasteten Flächen gem. Tabelle 5 3 an. Die Versickerungsmulde wird bei Böden verwendet, die eine gute bis mittlere Versickerungsleistung aufweisen (kf = 1 x 10-3 bis 5 x 10-6 m/s), oder wenn bei bestehender hoher Versickerungsfähigkeit die zur Versickerung zur Verfügung stehende Fläche klein ist.
Das Verhältnis von angeschlossener versiegelter Fläche (Au) zu Versickerungsfläche (As) (hydraulische Belastung) sollte in Abhängigkeit der Durchlässigkeit des Bodens zwischen fünf und zehn betragen (5 Au : As 10).
Bemessung und Herstellung
Muldenversickerungen werden gem. [DWA-A 138] auf eine Versagenshäufigkeit von 1 mal in 5 Jahren bemessen. Für zentrale Anlagen wird ein Nachweis mit einer Langzeitsimulation empfohlen [DWA-A 117].
Die Mulden sollten eine Tiefe von 30 cm nicht überschreiten; die Böschungsneigung sollte < 1:3 sein. Die maximale Einstaudauer sollte kleiner als 24 Stunden sein. Bei der Beschickung ist eine möglichst gleichmäßige Verteilung des zu versickernden Wassers anzustreben, um punktuelle stoffliche Belastungen zu vermeiden. Bei langgestreckten Mulden oder Versickerungsgräben ist die Sohle zur Belastungsverteilung mit einem geringen Gefälle auszubilden. Bei Versickerungsgräben und topografisch bedingtem Längsgefälle können durch Querriegel zusätzlich Speicherräume geschaffen werden, die die Verweilzeit für die Versickerung über die belebte Bodenzone erhöhen.
Bei punktuellen Einleitungen sind konstruktive Maßnahmen gegen Erosion zu treffen.
Wartung und Betrieb
Eine störungsfreie Versickerung des Niederschlagswassers ist gegeben, wenn sich die Vegetationsdecke flächendeckend dicht und stabil ausgebildet hat. Die Erreichung und der Erhalt dieses Zustandes ist das Ziel von Wartungsarbeiten. Bei der regelmäßigen Mahd ist eine Kontrolle hinsichtlich einer möglichen Verdichtung (abgestellte Lasten o.ä.) und von eingeschwemmten Sedimenten (Laub, Abfälle) durchzuführen. Weitere Hinweise zur Wartung sind z.B. in [MUNLV]gegeben.
A-5.7.1.3 Rigolenversickerung
Eine Rigole ist ein unterirdischer Speicher in dem Niederschlagswasser gespeichert und entsprechend der Durchlässigkeit des umgebenden Bodens verzögert in den Untergrund versickert wird.
Eine typische Bauform sind vor Ort hergestellte Rigolen durch Grabenaushub, Verfüllung mit Kies sowie Ummantelung mit einem filterstabilen Geotextil. Das spezifische Speichervolumen wird durch die Sieblinie des Füllmaterials bestimmt und sollte > 30% des Rigolenkörpers betragen. Im Zusammenhang mit einer unterirdischen Zuleitung in einen perforierten Rohrstrang, der in Kies gebettet ist, spricht man von einem Rohr-Rigolenelement.
Häufig werden auch industriell vorgefertigte, quaderförmige Kunststoffrigolen verwendet. Vorteil dieser Systeme ist ein sehr hohes verfügbares Speichervolumen von etwa 95%, so dass ein geringes Aushubvolumen und einhergehend ein geringer Flächenbedarf erforderlich sind.
Einsatzbereich
Die Versickerung erfolgt ohne eine Durchströmung der bewachsenen Bodenzone. Daher dürfen nur unbedenklich verschmutzte Flächenabflüsse (vgl. Tab. A-5 - 3) in eine Rigole eingeleitet werden. Die Rigolenversickerung wird bei beengten Platzverhältnissen und häufig zur Versickerung von Dachflächenwasser verwendet. Die Versickerung von Metalldachabflüssen über Rigolen ist nicht zulässig.
Kunststoffrigolen sind für Verkehrslasten bis SLW 60 erhältlich und beliebig kombinierbar. Sie eignen sich besonders unterhalb von Parkplatzflächen.
Bemessung und Herstellung
Die Bemessung von Rigolen erfolgt, wie bei allen Versickerungsanlagen auf Grundlage von [DWA-A 138] und [DWA-A 117] für eine Wiederkehrzeit von 5 Jahren. Da die Versickerungsebene im Vergleich zur Muldenversickerung tiefer liegt, muss der Grundwasserflurabstand entsprechend groß sein. Die Rigole ist horizontal anzuordnen und mit einem filterstabilen Flies (Geotextil) zu ummanteln. Bei Kiesrigolen ist eine vollständige Ummantelung des Rigolenkörpers mit einem geotextilen Filter nicht zu empfehlen, da durch Fein- und Feinstanteile im Füllmaterial für die Rigole eine Selbstdichtung der Rigolensohle resultieren kann. Deshalb ist die Rigole nur oben und seitlich durch ein Geotextil abzudecken, um eine ausreichende Filterstabilität gegenüber dem anstehenden Bodenmaterial herzustellen. Bei der Verwendung von Hohlkörperelementen aus Kunststoff hingegen, ist eine vollständige Ummantelung mit Filtervlies einschließlich der Sohle erforderlich.
Bei allen unterirdischen Anlagen, die direkt mit dem Niederschlagsabfluss beschickt werden, ist es sinnvoll, das Wasser vor dem Eintritt in die Anlage von Feststoffen zu reinigen, damit eine Selbstabdichtung der Anlage vermieden wird (Absetzschächte, Filtersiebe, etc.).
Wartung und Betrieb
Die Kontrolle von Rigolen beschränkt sich auf die zugänglichen Anlagenteile wie Zuläufe, Kontroll- und Einlaufschächte. Dabei ist insbesondere eine Reinigung dieser Anlagenteile durchzuführen. Diese sollte etwa 1-2 mal pro Jahr stattfinden. Im Bereich der Rigole ist eine nachträgliche Bepflanzung auszuschließen und ein wilder Aufwuchs von Sträuchern oder Bäumen zu entfernen, da die Wurzeln Geotextil und Rohre schädigen sowie das Porenvolumen des Rigolenkörpers vermindern.
Kunststoffrigolen können mit selbstfahrenden Kamerawagen optisch inspiziert werden.
A-5.7.1.4 Schachtversickerung
Bei der Schachtversickerung erfolgt die Einleitung des Regenwassers ebenfalls unterirdisch. Es werden 2 Bauarten unterschieden: Den Schacht Typ A, bei dem eine seitliche Versickerung in den Schachtringen erfolgt und den Schacht Typ B, bei dem die Versickerung ausschließlich unterhalb einer Filterschicht an der Sohle erfolgt.
Einsatzbereich
Da keine Reinigung des Regenwassers durch eine Bodenpassage erfolgt, können nur Abflüsse von unbedenklich belasteten Dachflächen und Hofflächen (Tab. A-5 - 3) eingeleitet werden. Außerdem muss ein Grundwasserabstand zwischen der Oberkante der Filterschicht und dem höchsten Grundwasserstand 1,5 m eingehalten werden. Die Einleitung von Metalldachabflüssen ist nicht zulässig.
Bemessung und Herstellung
Die Bemessung von Sickerschächten erfolgt, wie bei allen Versickerungsanlagen auf Grundlage von [DWA-A 138] bzw. [DWA-A 117] für eine Wiederkehrzeit von 5 Jahren. Für die Schachtringe sind Standardmaße gem. [DIN 4034-2] einzuhalten. Bei einem erhöhten Anfall von absetzbaren Stoffen im Niederschlagsabfluss (Blätter, Sand, etc.) sollte dem Sickerschacht ein Absetzschacht mit undurchlässiger Sohle vorgeschaltet werden. Alternativ ist der Einsatz eines Geotextilfiltersacks möglich.
Wartung und Betrieb
Aufgrund der fehlenden belebten Bodenzone neigen Sickerschächte ohne den Einbau von Filtersäcken zur Kolmation. Die Filterschicht ist regelmäßig (1 x jährlich) zu kontrollieren und ggf. zu reinigen. Bei Versagen der Versickerungsfunktion - erkennbar durch einen Schwemmsaum an der Schachtoberkante) - ist die Filterschicht zu erneuern und fachgerecht zu entsorgen.
A-5.7.1.5 Mulden-Rigolen-Versickerung
Das Regenwasser wird nach der Speicherung in der Mulde und der Durchsickerung der Oberbodenschicht (kf-Wert 10-5 m/s) in eine darunterliegende Rigole geleitet. In der Rigole erfolgt zusätzlich zur Mulde eine weitere Speicherung. Aus der Rigole erfolgt die Versickerung in das Grundwasser. Die Kombination von Mulde und Rigole mit dem Ziel der Versickerung wird als Mulden-Rigolen-Element bezeichnet.
Einsatzbereich
Der Einsatz von Mulden-Rigolen-Elementen erfolgt, wenn bei kf-Werten von kleiner als 10-6 m/s eine Versickerung erwünscht ist. Der Flächenbedarf ist geringer als bei einer reinen Muldenversickerung.
Bemessung und Herstellung
Mulden-Rigolen-Elemente werden auf eine Versagenshäufigkeit von 1 mal in 5 Jahren gem. [DWA-A 138] bemessen. Bei Anschluss des Muldenüberlaufs an die Rigole darf die Häufigkeit für die Mulde auf 1 mal pro Jahr erhöht werden. Damit die Einstauzeit in der Mulde begrenzt bleibt, sollte die Einstauhöhe 30 cm nicht überschreiten. In der Praxis hat sich eine etwa 20-30 cm dicke Oberbodenschicht (kf-Wert 10-5 m/s) mit einer darunterliegenden Schutzschicht aus Sand/Kies (5-10 cm) bewährt. Die Schutzschicht beugt einer Selbstabdichtung des Geotextils der Rigole vor. Da sich unter der Mulde eine Rigole befindet, darf die Bepflanzung nur aus flachwurzelnden Pflanzen (i.d.R. Rasen) bestehen.
Das Verhältnis von angeschlossener versiegelter Fläche (Au) zu Versickerungsfläche (As) (hydraulische Belastung) sollte in Abhängigkeit der Durchlässigkeit des Bodens kleiner fünf-zehn sein (Au : As 15).
Die Rigolenlänge ist größer oder gleich der Muldenlänge zu wählen; die Rigolenbreite sollte etwa der Muldenbreite entsprechen.
Wartung und Betrieb
Es gelten die Anmerkungen der reinen Mulden- sowie Rigolenversickerung mit folgender Ergänzung:
Die Mutterbodenschicht wird wegen des höheren Verhältnisses von undurchlässiger (befestigter) Fläche Au zur Sickerfläche As stärker und öfter überstaut als reine Muldenflächen. Die Unterbrechung des kapillaren Wasseraufstieges durch die Rigole führt zu einer sehr schnellen Austrocknung der Mutterbodenschicht. Dabei können Trockenrisse entstehen, durch die vom Niederschlagswasser mitgeführte Schadstoffe in die Rigole eingeschwemmt werden. Trockenrisse sind daher regelmäßig zu kontrollieren (2 mal pro Jahr) und ggf. auszubessern. Eine Veränderung des pH-Wertes des Bodens in den sauren Bereich (pH < 6) weist auf eine verminderte Reinigungsleistung der Mulde hin. Daher sollte der pH-Wert halbjährlich gemessen und ggf. durch Kalken des Bodens reguliert werden.
A-5.7.1.6 Mulden-Rigolen-System
Mulden-Rigolen-Systeme unterscheiden sich zu den Mulden-Rigolen-Elementen durch die zusätzliche Funktion der gedrosselten Ableitung des Niederschlagswassers in das Kanalnetz oder ein Gewässer. Die Rigolendrossel kann gem. Herstellerangaben auf Werte bis zu 0,5 l/s eingestellt werden.
Einsatzbereich
Durch die gedrosselte Ableitung können Mulden-Rigolen-Systeme auch bei sehr schlechter Durchlässigkeit des Bodens (kf-Wert < 10-6) eingesetzt werden. Durch die Verbindung der einzelnen Mulden-Rigolen-Elemente entstehen zentrale Anlagen der Niederschlagswasser­bewirtschaftung.
Bemessung und Herstellung
Die Bemessung erfolgt gem. den Angaben in Anhang A-5.7.1.5. Aufgrund der Komplexität zentraler Systeme ist eine Nachweisführung mittels Langzeitsimulation zu empfehlen.
Wartung und Betrieb
Es gelten die Angaben gem. Anhang A-5.7.1.5. Zusätzlich ist die Funktion der Rigolendrossel im Drosselschacht regelmäßig (halbjährlich) zu prüfen.
A-5.7.1.7 Beckenversickerung
Versickerungsbecken sind zentrale erdeingebaute Anlagen, denen Niederschlagsabflüsse von größeren Einzugsbereichen über ein Regenwassernetz punktuell zugeführt und dort über die bepflanzte und belebte Beckensohle und -böschung versickert werden.
Einsatzbereich
Versickerungsbecken werden bei hohen hydraulischen Belastungen eingesetzt; d. h. das Verhältnis der angeschlossenen befestigten Fläche (Au) zur versickerungswirksamen Fläche (As) ist größer als 15:1. Die Einstauhöhen können über 1 Meter betragen.
Bemessung und Herstellung
Die hydraulische Bemessung von zentralen Versickerungsanlagen sollte gemäß [DWA-A 138] mittels kontinuierlicher Langzeitsimulation für eine Versagenshäufigkeit n 0,1/Jahr erfolgen. Für Versickerungsbecken ist eine Durchlässigkeit von kf = 1 x 10-5 m/s (Fein- bis Mittelsand) als Standortvoraussetzung erforderlich, damit angemessene Entleerungszeiten erreicht werden. Zur Vermeidung von Selbstdichtung durch eingetragene Feststoffe sollten sie mit vorgeschaltetem Absetzraum ausgestattet sein. Grundsätzlich kommen in Frage:
*
Absetzzone
*
trockenfallendes Absetzbecken
*
gedichtetes Absetzbecken (Nassbecken)
*
gedichtetes Absetzbecken mit Dränage als Trockenbecken
Grundsätzlich ist eine Leichtstoffabscheidung im Zulauf des Versickerungsbeckens vorzusehen. Zur Vermeidung von Erosion ist der Zulauf in das Versickerungsbecken durch geeignete konstruktive Maßnahmen gleichmäßig über die Beckenbreite zu verteilen. Allgemeine Hinweise zu Sedimentationsanlagen enthält[DWA-M 153]; konstruktive Hinweise sind im [DWA-A 166] angeführt.
Wartung und Betrieb
Es gelten die Hinweise aus AnhangA-5.7.1.2. Zusätzlich sind die Absetzzonen bzw. Becken regelmäßig zu kontrollieren und im Bedarfsfall zu räumen. Die Funktionsfähigkeit der Leichtstoffabscheidung ist regelmäßig zu prüfen.