Quellfassungsanlagen Betrieb - Unterhalt - Wartung

Weiterbildungskurse 2011
www.brunnenmeister.ch
Quellfassungsanlagen
Betrieb - Unterhalt - Wartung
Ulrich Hugi
Dipl. Ing. FH
FACHSTELLE TRINKWASSER-SICHERHEIT HUGI
Panoramaweg 14
3672 Oberdiessbach/BE
www.trinkwasser-sicherheit.ch
info@trinkwasser-sicherheit.ch
Veranstaltungsort:
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Quellfassungsanlagen Betrieb - Unterhalt - Wartung
Autor/Referent: Ulrich Hugi, Fachstelle Trinkwasser-Sicherheit Hugi, 3672 Oberdiessbach/BE
1. Einleitung
1.1. Grundwasser
Obwohl kaum wahrnehmbar, haben für uns die unterirdischen Wasservorkommen
eine grosse Bedeutung, denn rund 80% des Trinkwassers in der Schweiz stammen
aus Grundwasser.
Grundwasser
Grundwasser füllt die natürlichen Hohlräume (Poren, Spalten, Klüfte) des Untergrundes
zusammenhängend aus und bewegt sich entsprechend der Schwerkraft.
Grundwasserleiter können aus Lockergesteinen (z.B. Kies, Sand) oder aus Festgesteinen
(z.B. Kalkstein, Granit) bestehen. Deren Durchlässigkeit ist ein entscheidender
Faktor für den unterirdischen Wasserfluss.
Wasserkreislauf
Das Grundwasser ist Teil des natürlichen Wasserkreislaufes. Die Grundwasserneubildung
erfolgt einerseits durch die natürliche Versickerung eines Niederschlagsanteils
(Niederschlag minus Oberflächenabfluss und Verdunstung) und andererseits
durch die Infiltration (Versickerung) von Wasser aus Flüssen und Bächen. Das
Grundwasser kann unterirdisch in Bäche, Flüsse oder andere Oberflächengewässer
übertreten, an der Oberfläche natürlich austreten (Quellen) oder künstlich gefasst
werden.
Quellen
Quellen sind natürliche Grundwasseraustritte an der Oberfläche, sie sind damit eine
besondere Erscheinungsform des Grundwassers.
1.2. Grundwasserschutz
Im Gewässerschutzgesetz von 1971 stand die Reinhaltung der Gewässer im
Vordergrund. Die von 1977/82 war denn
auch insbesondere auf den Schutz der Trinkwasserfassungen vor wassergefährdenden
Flüssigkeiten und mikrobiellen Verunreinigungen ausgerichtet. Mit dem
Gewässerschutzgesetz 1991 kam der Aspekt des mengenmässigen Grundwasserschutzes
hinzu.
Die Gewässerschutzverordnung vom 28. Oktober 1998 misst dem Grundwasserschutz
noch grössere Bedeutung zu. Das Grundwasser wird als Teil des gesamten
Wasserkreislaufs und als Grundlage für Ökosysteme betrachtet. Die Verordnung
regelt den planerischen Schutz des Grundwassers und stellt mit der Einführung des
Zuströmbereichs ein zusätzliches planerisches Instrument zum Schutz von
Fassungsanlagen vor der Verunreinigung durch mobile und schwer abbaubare
Stoffe zur Verfügung.
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Unter der Leitung des BAFU (ehemals
BUWAL) und der Schweizerischen Gesellschaft
für Hydrogeologie wurde 2004 eine
Vollzugshilfe „Wegleitung Grundwasserschutz“
erarbeitet. Sie dient der vollständigen
Darstellung der Grundwasserschutz-
Philosophie und der Erleichterung des
Vollzugs. Sie erläutert die rechtlichen
Bestimmungen zum Grundwasserschutz
und bildet die Grundlage zur Harmonisierung
des Vollzugs.
Dabei gewährleistet sie einerseits ein
grosses Mass an Rechtsgleichheit und
Rechtssicherheit, andererseits ermöglicht sie im Einzelfall flexible und angepasste
Lösungen. Gerade in diesem Punkt stossen aber Wasserversorgungen in den letzten
Jahren bei den kantonalen Vollzugsstellen auf zum Teil grossen Wiederstand.
Auch wenn in einigen Kantonen der Schweiz Trends feststellbar sind, vorwiegend in
Grundwasserfassungsanlagen und nicht in Quellfassungsanlagen zu investieren,
werden wir zum Glück auch in Zukunft Trinkwasser aus Quellen gewinnen. Diese
sorgen zudem auch bei unterbrochener Energieversorgung noch für genügend
Wasser.
Bereits die Römer besassen und betreuten Wasserversorgungsanlagen und
Schutzzonen. In der Schweiz werden seit mehr als hundert Jahren periodisch und
umfassend die Quellen kontrolliert und überwacht. Seit der Einführung des neuen
Lebensmittelgesetztes im Jahre 1995, verbunden mit der Pflicht zur Selbstkontrolle,
werden diese Arbeiten zum Teil noch umfangreicher ausgeführt. Deshalb
beschränke ich mich im folgenden Text vor allem auf wichtige Grundlagen, welche
für einen einwandfreien Betrieb, für gezielte Kontrolle und geplanten Unterhalt von
Quellen hilfreich sind. Nebst den Gesetzen, Vollzugshilfen und Richtlinien, stütze ich
mich bei meinen Aussagen auf eine über 30-jährige praktische Erfahrung ab.
2. Betrieb von Quellfassungsanlagen
2.1 Schutzzonen, Gefahrenermittlung
Weil das Grundwasser im Versteckten fliesst und Verschmutzungen in der Regel
nicht sofort auffallen, hat man die Gefahren von Grundwasser-Verschmutzungen
lange Zeit unterschätzt. Kommt hinzu, dass im Boden angereicherte langlebige
Schadstoffe oft weite Fliessstrecken zurücklegen, bevor sie - möglicherweise erst
Jahre nach einem Schadenereignis - allmählich in einer Trinkwasserfassung
auftauchen.
Zum Schutz von Fassungen, deren Wasser den Anforderungen der Lebensmittelgesetzgebung
entsprechen muss, verlangt das Gewässerschutzgesetz im Sinne
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Autor/Referent: Ulrich Hugi, Fachstelle Trinkwasser Trinkwasser-Sicherheit Sicherheit Hugi, 3672 Oberdiessbach/BE
einer planerischen Massnahme das Ausscheiden von Schutzzonen mit ent ent-
sprechenden Nutzungsbeschränkungen.
Die Selbstkontrolle gemäss Lebensmittelgesetz erfordert vom Fassungseigentümer
das s Erfassen aller Gefahrenpunkte
Gefahrenpunkte, , das Abschätzen der Risiken und das Festlegen
von Massnahmen zur Beherrschung jener Risiken, die nicht beseitigt werden
können.
Gefahr erkannt, Gefahr gebannt
2.2 Ort und Zustand der Fassungsanlage
Fassungsanlage, , Wasserqualität
Werden heute Schutzzonen ausgeschieden oder überarbeitet, müssen vorgängig
alle Leitungsstränge geortet und der deren Zustand mittels Kamerabefahrung ermittelt
werden. Bei vielen Schutzzonen, welche in der Zeit zwischen 1982 und 1999
ausgeschieden wurden, fehlen en diese wichtigen Angaben.
Als erster Schritt einer Untersuchung steht immer die Auswertung und Überprüfung
der bereits vorhandenen Datengrundlage. Dabei werden sämtliche Informationen zu
den hydrogeologischen Gegebenheiten, die chemischen und mikrobiol mikrobiologischen
Zusammensetzung des Wassers, dem Wasserdargebot, den meteorologischen
Eigenschaften des Einzugsgebietes etc. zusammengetragen und beurteilt. In diesem
Zusammenhang interessiert vor allem die Analyse langer Zeiträume sowie von
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Regen- und Hochwasserereignissen, um Schwankungen, Trends oder sogar neu
auftretende Stoffe feststellen zu können.
Deshalb muss sich der Brunnenmeister folgende Fragen stellen:
• Wo befinden sich die Fassungen?
• Wie viele Fassungsstränge sind vorhanden?
• Stimmt die heute vermutete Lage der Fassung?
• Stimmt die Situation der Quellableitungen (zwischen den Fassungsanlagen
bis zu den Brunnenstuben) gemäss Ausführungsplan oder alter Skizze?
• Wie ist der Zustand der Leitung?
• Bestehen unterwegs noch weitere Wassereintritte (Blindanschlüsse)?
• Stimmt die Schutzzone mit der effektiven Lage der zu schützenden
Quellfassung(en)?
Mit den Angaben aus den durchgeführten Abklärungen, kann die Gefahren- und
Risikoermittlung – gemäss Art. 51 LGV HACCP-Konzept – sowie die Planung der
Massnahmen durchgeführt werden.
Nebst den Ergebnissen aus der Gefahrenanalyse, müssen als Entscheidungsgrundlage
für zu treffende Massnahmen, folgende Faktoren mitberücksichtigt werden:
• Angaben betreffend die Wasserqualität: Mikrobiologische, chemische und
physikalische Qualität der einzelnen Quellen bei unterschiedlichen
Witterungsverhältnissen und unterschiedlicher Bewirtschaftung innerhalb der
Schutzzone;
• Angaben betreffend die Quantität: Wobei nebst dem Dargebot
(Quellschüttungen / Quellergiebigkeiten), vor allem die Schwankungsbreiten
und Extremwerte von Interesse sind.
Die Charakterisierung des Rohwassers umfasst zum einen die grundlegenden
physikalisch-chemischen Parameter wie Temperatur, Trübung, pH-Wert oder
Leitfähigkeit sowie die gesamte chemische und mikrobiologische Zusammensetzung
des Quellwassers. Die unerwünschten Inhaltsstoffe bestimmen die Sanierungsmassnahmen
oder sogar notwendige Aufbereitungsverfahren.
Man beachte dabei auch, dass gewisse Inhaltsstoffe (z.B. Assimilierbarer
organischer Kohlenstoff, AOC) potentielle Nährstoffe für eine mögliche
Wiederverkeimung durch Mikroorganismen im Trinkwassernetz darstellen. Weiter
vermindert eine zu starke Trübung die Wirksamkeit der Desinfektion mit chemischen
Desinfektionsmitteln und UV-Strahlen.
2.3 Anforderungen an Brunnenstuben und Umgebung
Die BrunnenmeisterInnen werden im Umgang mit der Hygiene (gemäss HyV
3. Kapitel: Personalhygiene und Schulung) geschult.
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Somit müssen die Wasserversorgungen für die entsprechenden Rahmenbedingungen
sorgen. Nur wenn die Anlagen dem Stand der Technik entsprechen, sind
die Voraussetzungen für einen einwandfreien Betrieb, zeitsparenden Unterhalt und
eine geringe Wartung gegeben.
Folgende Punkte müssen u.a. berücksichtigt werden:
• Standort bzw. Zugang zum Bauwerk sollte für die Kontrollperson keine Gefahr
darstellen (Steinschlag, Absturzgefahr etc);
• Umgebung sollte wenn möglich nicht mit Mist, Jauche etc. belastet sein;
• Steinplatten im Bereich des Einstiegs sind empfehlenswert und nützlich;
• Abdeckung mit Filter;
• Trockeneinstieg;
• Richtungsänderungen vor Brunnstube (falls erforderlich) mit langen Bogen;
• Bogen bei Einlauf in Brunnstube (wenn erforderlich) muss demontierbar sein;
• Beschriftung der Quelleinläufe (Name/Nr. Labor Probenerhebungsstelle)
• Leer- Überlauleitung mit Siphon, Leitungsende (Bach etc.) markiert und gut
zugänglich für die periodische Kontrolle!
Beispiel einer Quellfassung mit Brunnenstube
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In der „Richtlinien für Projektierung, Ausführung und Betrieb von Quellfassungen“
des SVGW, W 10 d/f, Ausgabe 1989 ist das Wichtigste aufgeführt.
Vielerorts bestehen noch Brunnenstuben ohne Trockeneinstieg. Beim Öffnen der
Abdeckung besteht direkter Kontakt auf die Wasseroberfläche. Dass solche
Bauwerke nicht alle von heute auf morgen ersetzt werden können ist klar. Jedoch
müssen solche Quellschächte in die Planung der Massnahmen aufgeführt werden.
Bei einer umfassenden Sanierung können solche Schächte aufgehoben, ersetzt oder
die Leitung kurzgeschlossen werden. Der Quellschacht wird zu einem
Kontrollschacht umfunktioniert. Dabei müssen in jedem Fall die hydraulischen
Gegebenheiten mit einbezogen werden.
Solange die Quellschächte (mit Nasseinstieg) bestehen, muss die entsprechende
Checkliste für die Kontrolle mit einem Hygiene-Hinweis versehen werden!
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3. Unterhalt und Wartung
3.1 Organisation, Qualitätssicherung
An den letztjährigen Weiterbildungskursen in Sursee hat Herr Reto Baumann, Häny
AG, in seinem Referat die theoretischen Begriffe und die Definition der Wartung
gemäss DIN 31051 erläutert.
Bei Wasserversorgungen, die über eine klar strukturierte Betriebsweise mit dem zur
Verfügung stehenden und ausgebildeten Personal besitzen und über intakte Anlagen
(welche dem Stand der Technik entsprechen) verfügen, kommt es in der Regel zu
weniger Betriebsstörungen!
Ein strikt geführtes und angewendetes Qualitätssicherungssystem bildet einen
weiteren Erfolgsfaktor. Diese Verantwortung delegiert die Politik bzw. die Verantwortlichen
an den Leiter Wasserversorgung bzw. an den Brunnenmeister. Wer
Verantwortung übernehmen will oder darf, muss auch mit den nötigen Kompetenzen
ausgestattet werden.
Die Qualitätssicherung im Bereich der Schutzzonen ist ein wichtiges Element der
Qualitätssicherung der gesamten Wasserversorgung.
Mit gezielten Kontrollen ist sicherzustellen, dass die Nutzungsbeschränkungen auch
eingehalten werden. Zudem gilt es, mögliche Gefährdungen zu erkennen, diese
richtig zu bewerten und bei Bedarf die notwendige Abhilfe schaffen.
Die „Richtlinie für die Qualitätssicherung in Grundwasserschutzzonen“ W2 d,
Ausgabe März 2005, enthält praxisorientierte Angaben für den Aufbau eines
wirksamen Systems der Selbstkontrolle im Bereich der Grundwasserfassungen.
Die Richtlinie enthält u.a. detaillierte Informationen über die wichtigsten Kontrollbereiche
und die dazugehörigen Massnahmen.
Für die Kontrollbereiche wird eine detaillierte Auflistung der einzelnen Gefährdungen
und deren möglichen Auswirkungen sowie der Schutzmassnahmen zur Beseitigung
bzw. Reduktion der Gefahren erstellt.
Die Richtlinie befasst sich nicht nur mit der Elimination oder der Beherrschung von
Kontrollpunkten, sondern sie umfasst das Thema Grundwasserschutzzonen als
Ganzes, wie es ein Brunnenmeister bei seiner täglichen Arbeit antrifft.
Die Kontrollbereiche lassen sich in die vier Bereiche: generelle Risiken,
Landwirtschaft, Bauten und Anlagen, sowie in den Bereich Wald zuordnen.
Die Kontroll- und Unterhaltsplanung ist Bestandteil der QS. Anlässlich des jährlich
durchzuführenden Rückblicks müssen allfällige Änderungen/Verbesserungen in
Bezug auf die Kontroll- und Unterhaltsarbeiten angepasst werden.
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Wichtiger Punkt der QS der WV ist, dass die durch die Schutzzone betroffenen
Landeigentümer im Besitze des Schutzzonenplanes und –reglements sind. Zudem
wird ein jährliches Gespräch mit dem Landeigentümer/Bewirtschafter sehr
empfohlen. Ich kann nur von positiver Erfahrung berichten. Diese Gespräche geben
auch immer wieder wichtige Erkenntnisse, im Zusammenhang mit den unter Absatz
2.2 aufgeführten Analysen.
3.2 Vollzug der Schutzzonen
Die Qualitätssicherung in den Grundwasserschutzzonen setzt nicht erst nach
Abschluss des gesetzlich vorgeschriebenen Festsetzungsverfahrens ein. Die
entscheidenden Weichen der Qualitätssicherung werden bereits bei der Erarbeitung
bzw. Überarbeitung der Schutzzonen gestellt.
Im Schutzzonenreglement werden die zum Schutz des Grundwassers im Hinblick auf
dessen Nutzung als Trinkwasser erforderlichen Massnahmen, Einschränkungen und
Auflagen festgehalten.
Mit der Inkraftsetzung des Schutzzonenplanes und des –reglements müssen die
darin aufgeführten Auflagen umgesetzt und ihre Umsetzung und Einhaltung vom
Fassungseigentümer kontrolliert werden. Die Kontrollen sind nicht nur für die
Aufrechterhaltung der Qualitätsvorgaben erforderlich, sonder auch als Grundlage,
um die allenfalls jährlich festgelegten Entschädigungen für Nutzungsbeschränkungen
ausrichten zu können.
Welche Voraussetzungen müssen aber vorhanden sein, damit die Schutzzone auch
überprüft werden kann?
Nur wenn die erforderlichen Grundlagen wie Übersichtspläne, Schutzzonenplan mit
Konfliktplan (vgl. Unterlagen WBK 2010) vorhanden sind und die Schutzzonen S1 –
S3 auch sichtbar markiert sind, ist eine verbindliche Kontrolle erst möglich.
Schutzzone S1 mit Zaun
Oft werden bei Kontrollen Handlungen gegen Bestimmungen des Schutzzonenreglementes
festgestellt. Im Rahmen des direkten Gesprächs wird dann in der Regel
versucht, eine Lösung zu erzielen. Oft kommt es jedoch zu keiner Lösungsfindung.
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In solchen Fällen haben dann immer noch
vielerorts Brunnenmeister keine Unterstützung
von Seite Verantwortliche Person
(gemäss Art. 3 LGV) und/oder von der
Vollzugsbehörde. In solchen Fällen hilft nur
den schriftlichen Weg einzuschlagen. Vorfall
schriftlich aufzeichnen, mit Foto ergänzt und
der Vorgesetzten Stelle und u.U. dem
Kantonalen Laboratorium zukommen
lassen. Das hilft in den meisten Fällen.
4. Fazit
Quellfassungsstränge im Feld markiert
Für den Betrieb, den Unterhalt und die Wartung von Quellfassungsanlagen müssen
viele Grundlagen vorhanden oder noch erarbeitet werden. Erst Aufgrund dieser
Grundlagen und den eingeleiteten Massnahmen, können die entsprechenden
(Kontroll-) Unterlagen erstellt werden.
Anlagen, welche nicht dem Stand der Technik entsprechen, sind keine kritischen
Kontrollpunkte (CCP) gemäss Art. 51 LGV.
Die Schutzzonen können als CCP festgelegt werden, wobei die bekannten und auf
ein akzeptables Minimum reduzierten Gefahren als CP’s überwacht werden.
Vielerorts müssen aber trotz ausgeschiedenen und umgesetzten Schutzzonen,
Desinfektionsanlagen/Aufbereitungsanlagen eingebaut werden. Damit wird ein
Multibarrieren-System aufgebaut. Die Desinfektion/Aufbereitung inkl. Überwachung
und Verwurf sowie Alarmierung bilden dadurch den CCP!
5. Aufbereitungsanlagen, neue Vollzugshilfe
An die Qualität von Trinkwasser werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Das
Rohwasser aus Grundwasser kann diese mikrobiologischen und chemischen
Anforderungen nicht jederzeit erfüllen, weshalb das Wasser vor dem Konsum
vermehrt aufbereitet werden muss. Die Wahl des geeignetsten Verfahrens stellt die
Verantwortlichen in den Wasserversorgungen, die beratenden Ingenieurbüros und
die Kantone jedoch oft vor Schwierigkeiten, da mehrere Möglichkeiten der
Aufbereitung vorhanden sind, die allerdings alle Vor- und Nachteile haben.
Unter der Leitung des Bundesamtes für Gesundheit (BAG) und in enger
Zusammenarbeit mit Spezialisten für Fragen der Trinkwasseraufbereitung an der
EAWAG, wurde die Vollzugshilfe erarbeitet und im August 2010 publiziert. Bezug als pdf unter
www.bag.admin.ch oder BBL Vertrieb Bundespublikationen, CH-30003 Bern,
Bestellnummer: 311.150.d.
Oberdiessbach, Dezember 2010 / U. Hugi
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