Bilder Baumaßnahme - badenova AG & Co. KG

27. Wasserkolloquium in Neuenburg am Rhein 

26. September 2013 

Neues Verfahren zur 

Regenwasserbehandlung 

am Beispiel Gewerbegebiet Haid in Freiburg i. Br. 

Dipl.-Ing. (FH) Michael Mündlein 

badenova AG & Co. KG 

badenova AG & Co. KG Bild 1

Gliederung 

1. Grundlagen 

2. Vorplanung Regenklärbecken (RKB) 

3. Alternativprüfung 

4. Erhebung der Verschmutzung der Abflüsse 

5. Entwurfsplanung 

6. Ablaufbeschreibung 

7. Modellrechnungen 

8. Ausführungsplanung 

9. Kosten 

10. Zusammenfassung 

11. Bilder der Baumaßnahme 


Grundlagen 

Gewerbegebiet Haid in Freiburg i. Br. 

h Erschließung im Trennsystem 1980 

h RW- Kanal DN 300 – DN 2100 

h Sohltiefe des RW- Sammlers: ca. 5 m 

h Rückhaltung des Regenwassers im RRB Haid 

h Ableitung in den Schelmengraben (kleiner Flachlandbach) 

Angaben aus dem GEP 2004 zur Hydraulik 

h Gesamteinzugsgebietsfläche: ca. 110 ha 

h befestigte abflusswirksame Fläche: ca. 58 ha (ca. 53%) 

h Q max(n=0,2) = ca. 8 m 3 /s 


Grundlagen 

Übersichtslageplan 

Gewerbegebiet Haid 


Grundlagen 

RRB Haid 

Auslauf DN 2000 

Auslauf in den Schelmengraben 


Grundlagen 

Qualitative Bewertung gemäß GEP von 2004 

h gemäß Arbeitshilfen für den Umgang mit Regenwasser in Siedlungsgebieten 

der LUBW sind weitere Maßnahmen zur Regenwasserbehandlung notwendig 

Lösungen zur Regenwasserbehandlung nach GEP 

h Regenklärbecken im Dauerstau mit einer Oberfläche: 423 m 2 

(Volumen bei einer Tiefe von 2 m: 846 m 3 ) 

Dies entspricht gemäß LUBW einem Feststoffrückhalt von 50 % im 

Jahresmittel 


Vorplanung Regenklärbecken 

Lageplan konventionelles Regenklärbecken 


Vorplanung Regenklärbecken 

Bau eines konventionellen Regenklärbeckens 

h Gesamtfläche mit Klärüberlauf und Beckenüberlauf ohne Zu- und 

Ablaufkanäle: ca. 850 m 2 . 

h Bau nur auf einem Grundstück einer ansässigen Firma im Gewerbegebiet 

möglich. Es sind keine öffentlichen Flächen vorhanden. 

h Hohe Grunderwerbskosten durch den erforderlicher Kauf von insgesamt ca. 

1.700 m 2 Gewerbefläche. 

h Grundwasserstand bei ca. 2 m unter GOK 

⇒ hohe Kosten für bauzeitliche 

Grundwasserabsenkung 


Alternativprüfung 

Alternativprüfung zum konventionellen RKB durch 

Nutzung des im RW- Kanalnetz vorhandenen 

Volumens zur Reinigung des Regenwassers 

h fehlende Regelwerke 

h Erhebung der Verschmutzung des Regenwassers durch die Universität 

Stuttgart 

h Simulation eines neu entwickelten Bauwerkes durch das Ingenieurbüro 

Sydro Consult/ Darmstadt) 

h Auftraggeber Eigenbetrieb Stadtentwässerung der Stadt Freiburg 

h Förderung von 50 % der Kosten der Arbeiten der Universität Stuttgart und 

des Ingenieurbüros Sydro Consult durch den Innovationsfond der badenova 

AG & Co KG. 


Alternativprüfung 

Festlegung der Randbedingungen für die alternative 

Regenwasserbehandlungsanlage 

h Bau auf dem bestehenden Regenwasserkanal 

h Behandlung aller anfallenden Oberflächenabflüsse 

h Entlastung in einen naheliegenden Schmutzwasserkanal 


Erhebung der Verschmutzung der Abflüsse 

Metallschwelle am Auslauf zur Entnahme der Sedimente 

Tanks zur Aufnahme von Regenwasser für die Bestimmung der Sinkgeschwindigkeit. 



Sonden zur Durchflussmessung im Regenwasserkanal 

Behälter zur Entnahme von bis zu 12 Proben in einem By- Pass Strom 



Ergebnisse der Untersuchungen durch das ISWA der 

Universität Stuttgart 

h Q max = 4,5 m 3 /s (entspricht einem einjährlichen Regenereignis) 

h ausgeprägter Spülstoß 

h max. Basisabfluss im März bei 

hohem Grundwasserstand: 25 l/s 

h min. Basisabfluss im Juli bei 

niedrigem Grundwasserstand: 0 l/s 

⇒ Fremdwasserproblematik 



Ergebnisse der Untersuchungen durch das ISWA der 

Universität Stuttgart 

Beobachtete Havariefälle: 

• Ölunfall im Januar 2009 

• Säureeinleitung im Februar 2009 

• Farbstoffeinleitung im Juni 2009 

Zusammenfassung für das geplante Behandlungsbauwerk: 

• Spülstoß muss zur Kläranlage 

• Fremdwasser muss im Regenwasserkanal verbleiben 

• Gefahr von Fehleinleitungen ist zu berücksichtigen 

• Geschiebe muss zurückgehalten werden 


Entwurfsplanung 

Systemskizze Lageplan Behandlungsbauwerk 



Zusätzlich: 

• Wasserstandsmessung 

• Regenmesser 

• Spüleinrichtung im 

Oberwasser 

Systemskizze Grundriss Behandlungsbauwerk 



Systemskizze Schnitt A-A Behandlungsbauwerk 



Bauwerksdaten: 

h Die Gesamtfläche des Bauwerkes ohne Ablaufkanal beträgt ca. 70 m 2 ; dies 

entspricht ca. 8 % des Flächenbedarfs des konventionellen 

Regenklärbeckens. 

h Abmessungen des Bauwerkes: Länge ca. 9 m; max. Breite: ca. 8 m; 

Tiefe: ca. 5,60 m 

h Einbauten sind mit einer Mess-, Steuer-, Regeltechnik ausgerüstet und 

regeln selbstständig, können jedoch auch manuell betätigt werden. 

h OK Schwelle entspricht der Höhe des Scheitels des Zulaufrohres; bei 

Volleinstau werden ca. 900 m 3 Regenwasser gespeichert. 

h Spülschacht mit Spülschild befindet sich ca. 370 m oberhalb der 

Regenwasserbehandlungsanlage. Dadurch ergibt sich ein zusätzliches 

Spülvolumen von ca. 80 m 3 . Bauwerksgröße des Spülschachtes: ca. 3 x 4 m 


Ablaufbeschreibung 

1 Ausgangslage bei Trockenwetter 

h 

h 

h 

h 

Entlastungsschieber an der Schwelle ist geschlossen. 

Schieber DN 500 zum Schmutzwasserkanal ist geschlossen. 

Schieber des Bypass DN 250 ist geöffnet um Fremdwassser abfließen 

lassen zu können. 

Spülschild im Oberwasser des RW- Kanals ist geöffnet. 



2 Beginn eines Regenereignisses 

h 

h 

h 

h 

Entlastungsschieber an der Schwelle ist geschlossen. 

Schieber DN 500 zum Schmutzwasserkanal ist geschlossen. 

Schieber des Bypass DN 250 wird geschlossen. Das gesamte 

Regenwasser wird zurückgehalten. 

Spülschild im Oberwasser des RW- Kanals wird geschlossen. 

Spülwasser sammelt sich an. 



3 Einstau bis OK Schwelle und Überstauung der Schwelle 

h 

h 

Alle Schieber sind geschlossen. Das gesamte Regenwasser wird 

zurückgehalten. Überschüssiges Wasser gelangt über die Schwelle in 

den Vorfluter. 

Spülschild im Oberwasser des RW- Kanals ist geschlossen. 

Die Spülwassermenge hat sich angestaut. Das Spülschild 

wird überströmt. 



4 Ende des Regenereignisses und Beginn der Entlastung 

h 

Alle Schieber bleiben geschlossen bis sich der Wasserspiegel bis zur OK 

des Entlastungsschieber abgesenkt hat (Rückhalt von ca. 900 m 3 

Wasser). Anschließend öffnet der Entlastungsschieber bis auf eine Höhe 

von ca. 1,10 m über der Sohle und der Klarwasserabzug beginnt. Die 

schwimmende Tauchwand hält Schwimmstoffe davon ab über die 

Schwelle in die Vorflut zu gelangen. Bei Erreichen einer Höhe von 

1,10 m über Sohle verbleibt eine Restwassermenge von ca. 220 m 3 im 

Kanal. 



5 Beginn der Ableitung in den SW- Kanal 

h 

Schieber DN 500 zum Schmutzwasserkanal wird geöffnet. Die 

Restwassermenge von ca. 220 m 3 wird in den Schmutzwasserkanal 

geleitet. 



6 Beginn der Reinigung des RW- Kanal 

h 

h 

Entlastungsschieber an der Schwelle schließt. 

Spülschild im Oberwasser des RW- Kanals wird geöffnet. Die 

Spülwassermenge von ca. 80 m 3 reinigt den RW- Kanal und fließt durch 

den geöffneten Schieber DN 500 in den Schmutzwasserkanal. 



7 Rückstellung aller Funktionen in den Ursprungszustand 

gem. Pkt. 1 



Beginn und Ende des Ablaufs 

h Feststellung eines Regenereignisses durch einen Regensensor im 

Einzugsgebiet und zusätzlich durch eine Wasserstandsmessung im 

Zulaufkanal. 

h Sobald die Messorgane anschlagen beginnt die Regenwasserbehandlung. 

h Um den Nachlauf von Regenereignissen bei der Regenwasserbehandlung 

abzudecken beginnt das Öffnen der Schwelle erst 6 Stunden nach 

Beendigung des Regenereignisses. 

h Sollte innerhalb dieser Zeitspanne ein erneutes Regenereignis stattfinden, 

so wird dies als ein zusammenhängendes Regenereignis betrachtet. 


Modellrechnungen 

Modellrechnung zum Wirkungsgrad der Anlage durch 

das Ingenieurbüro Sydro Consult/ Darmstadt 

h Nachweis des Feststoffrückhaltes von 50 % im Jahresmittel 

h Nachweis der Reinigung des Staukanals 



Ergebnisse der Simulation 

(Klarwasserabzug) 

Strömungsgeschwindigkeiten 

Wasserstand 

Partikelverteilung 



Ergebnisse der Simulation 

"abgesetzt" Einstaubereich Klarwasserabzug Entlastung 

Ende des Klarwasserabzugs 

Ende der Entlastung 

Ende des Regenereignisses 

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 

Massenanteile der einzelnen Entlastungsphasen 

Für die maßgebenden Anfangs- und Randbedingungen für das 

Jahresmittel konnte bei diesem Bauwerk ein Feststoffrückhalt 

nach Ende des Klarwasserabzuges von 72 % ermittelt werden. 



Aufgrund der Rückhaltung des Regenwassers im Kanal wird es zu 

vermehrten Ablagerungen im Kanal kommen. 

Die Reinigung des RW- Kanals durch ein überströmbares Spülschild 

im Oberwasser wurde durch das IB Sydro simuliert. 

h Ablagerungen können bis auf 12 % entfernt werden. 

h Rechnerisch zurückbleibende Feststoffmasse wird mit der Zulaufwelle des 

nächsten Regenereignisses abtransportiert. 

h Entfernung weiterer Ablagerungen durch Öffnen und Schließen der 

Spüleinrichtung. Bei längeren Trockenphasen ist der Kanal zu spülen. 


Ausführungsplanung 

Übersichtslageplan 


Ausführungsplanung 

Lageplan 


Kosten 

Kostenanschlag (netto) 

Bauwerke 950.000 € 

davon 

h Bauwerke mit BE 500.000 € 

h Spritzbetonverbauarbeiten 120.000 € 

h Geschlossene Wasserhaltung 230.000 € 

h Bodenstabilisierungen 100.000 € 

Maschinentechnik 110.000 € 

EMSR- Technik 170.000 € 

Summe 1.230.000 € 

(zzgl. Baunebenleistungen und Ing. Honorar) 


Zusammenfassung 

Zusammenfassung 

h Nutzung des Volumens im Kanalnetz für die Regenwasserbehandlung ist 

möglich. 

h Forderungen der LUBW werden eingehalten. 

h Flächenbedarf für die Behandlungsanlage wird deutlich reduziert. 

h Kostengünstigere Alternative zur konventionellen Bauweise. 

h Bauzeit 8 Monate; Inbetriebnahme geplant Ende September 2013 

(Erfahrungen im Betrieb liegen daher noch keine vor.) 

h Bau dieser Art der Regenwasserhandlung ist noch an weiteren Standorten in 

Freiburg i. Br. geplant. 


Bilder Baumaßnahme 

Ursprungszustand Regenwasserbehandlungsanlage 



Erdbau und Einbau Spritzbetonverbau 



Vorbereitende Arbeiten am 

Regenwasserbehandlungsbauwerk 



Einbau Bodenplatte mit Wasserhaltung 



Rohbauarbeiten 



Einbau Anschlussschacht Schmutzwasserkanal 



Profilbeton 



Entlastungsschieber 



schwimmende Tauchwand 



Gelände nach Bauende 



Vorbereitende Arbeiten am Spülschacht 



Einbau Spülschacht 



Einbau Spülschacht 



Spülschild 



Schaltschrank mit Regensensor 



Steuerung mit Monitor 


Dipl.-Ing. (FH) Michael Mündlein 

badenova AG & Co. KG 

Tullastraße 61 – 79108 Freiburg 

+49 761 / 279 – 2148 

michael.muendlein@badenova.de 

www.badenova.de

Bilder Baumaßnahme - badenova AG & Co. KG

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