DE19955735A1

DE19955735A1 - Versickerungseinrichtung und Verfahren zur Versickerung von Niederschlags- und Abwasser

Info

Publication number: DE19955735A1
Application number: DE1999155735
Authority: DE
Inventors: Thilo Herrmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Herrmann Thilo Dipl-Geooekologe 95448 Bayreuth
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 1999-11-18
Publication date: 2002-02-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Versickerungseinrichtung, bestehend aus einer wasserdurchlässigen Filterschicht mit oberflächlicher Beschickung und einer unterirdischen Sickerrigole und wahlweise einem Wasserspeicher. DOLLAR A Die Erfindung ermöglicht unabhängig von der Wasserleitfähigkeit des anstehenden Bodens, die unter natürlichen Bedingungen herrschenden Abflußverhältnisse beizubehalten, ohne daß Regenwasser abgeleitet werden muß, das den vor der Bebauung vorhandenen natürlichen Oberflächenabfluß im Betrag übersteigt. DOLLAR A Bei einer Wasserleitfähigkeit des anstehenden Bodens von wenigstens 8 x 10·-9· m/s ist die vollständige Versickerung des Abflusses von versiegelten Flächen möglich, ohne daß Überschußwasser abgeleitet werden muß.

Description

Die Erfindung betrifft eine Versickerungseinrichtung, bestehend aus einer wasserdurchlässigen Filterschicht 1 mit oberflächlicher Beschickung und einer unterirdischen Sickerrigole 2.

Aus dem Buch "Naturnahe Regenwasserbewirtschaltung", Hrsg. Friedhelm Sieker, Analytica Verlagsges. Berlin 1998, ist auf den Abb. 2 und 3, Seiten 25/26 das Mulden-Rigolen- System bekannt. Dabei handelt es sich um eine Versickerungseinrichtung, die aus einer oberflächlich beschickten Versickerungsmulde und einer unter der Mulde angebrachten Sickerrigole besteht. Die Versickerungsmulde bewirkt eine Filtration des zufliessenden Regenwassers, das nach Perkolation durch die Muldenbodenschicht in die Rigole sickert, dort zwischengespeichert ggf. wird und dann aus der Rigole in den anstehenden Boden infiltriert. Nach dem ATV Arbeitsblatt A138 (Abwassertechnische Vereinigung, Hennef) liegt die Grenze der Anwendbarkeit der bekannten Versickerungseinrichtungen bei einer Wasserleitfähigkeit des anstehenden Bodens von < 5 × 10^-6 m/s. Diese Begrenzung ergibt sich aus der begrenzten Fläche die unterhalb einer Versickerungsmulde als Wassereintrittsfläche in den anstehenden Boden zur Verfügung steht.

Daraus ergibt sich die Aufgabe eine Versickerungseinrichtung anzugeben, die auch bei noch geringeren Wasserleitfähigkeiten des Bodens eine Versickerung von Regenwasser ermöglicht.

Die Erfindung nutzt dabei die Erkenntnis, daß Niederschläge, die auf den unversiegelten Boden treffen, in aller Regel auch dort versickern können, da die natürliche Wasserleitfähigkeit des Bodens in den meisten Fällen dafür ausreichend ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß die wirksame Regenauffangfläche im Betrag der Wassereintrittsfläche in den anstehenden Boden entspricht und daß im Oberboden ein Porenvolumen zur Zwischenspeicherung des Sickerwassers zur Verfügung steht. Dieses Prinzip funktioniert bei einer Sickermrasserrate von 250 mm/Jahr auch noch bei geringen Wasserleitfähigkeiten des Bodens von bis zu 8 × 10^-9 m/s.

Eine erste Lösung ist durch die Erfindung nach den Ansprüchen 6 bis 8 gegeben. Eine Versickerungsmulde zur Entwässerung von Verkehrsflächen ist mit einer Sickerrigole kombiniert, die flächig unterhalb von Verkehrsflächen angeordnet ist. Dadurch ist die als Wassereintrittsfläche in den anstehenden Boden nicht mehr durch die Fläche der oberflächlichen Versickerungsmulde begrenzt. Der Raum unterhalb von Verkehrsflächen ist auf diese Weise zusätzlich zur Versickerung genutzt. Sind unterhalb von Verkehrsflächen Leitungen verlegt, so sind diese meist aus Gründen des mechanischen Schutzes und der notwendigen Verdichtbarkeit des Verfüllmaterials in wasserleitfähigem Sand oder Kiessand eingebettet. Das Porenvolumen innerhalb dieser Verfüllungen der Leitungsgräben wirkt dabei als Speichervolumen für eingeleitetes Wasser, so daß das zu erstellende Porenvolumen in der Sickerrigole um diesen Betrag vermindert sein kann. Dadurch entsteht eine zusätzliche Kosteneinsparung beim Bau von Versickerungsanlagen.

Anspruch 9 und verbundene geben eine Lösung an, bei der die Grundfläche unterhalb von Gebäuden für die Versickerung genutzt ist. Das Dachabflußwasser ist in diesem Fall in eine Versickerungsmulde geleitet, die mit einer Entwässerung versehen ist. Die Entwässerung mündet in die unter dem Gebäude befindliche Sickerrigole, so daß bei Bedarf die gesamte Grundfläche des Gebäudes zur Versickerung genutzt ist.

Unzulässig hohe Wasserstände in der Sickerrigole und dadurch bedingte Gebäudeschäden bei Extremregenereignissen zu vermeiden, kann zwischen Sickermulde und Sickerrigole eine Regeleinrichtung zur Abflußbeeinflußung vorgesehen sein. Im einfachen Falle kommt dabei eine Begrenzung des Füllstandes in der Rigole durch ein Schwimmerventil in Betracht. Überschüssiges Wasser kann dann bei voll eingestauter Rigole nicht weiter aus der Sickermulde versickern und das Einstauvolumen innerhalb der Sickermulde ist als zusätzlicher Speicherraum nutzbar.

Eine weitere Lösung der Aufgabe ist in Anspruch 11 und verbundene gegeben. Diese Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß die jährliche Verdunstung von einer Dach- oder Verkehrsfläche geringer ist als die Evapotranspiration des bewachsenen Bodens. Bei einer zur Versickerung genutzten Wassereintrittsfläche in den anstehenden Boden, die im Betrag der abflußwirksamen Fläche entspricht, fällt also mehr Sickerwasser im Jahresverlauf an, als dies der Fall ist, wenn die Niederschläge direkt auf den bewachsenen Boden fallen. Bei einem mittleren Jahresniederschlag von 750 mm werden durch die Evapotranspiration etwa 500 mm an die Atmosphäre abgegeben, 250 mm verbleiben als Sickerwasser. Von einer undurchlässigen Fläche würden etwa 100 mm verdunsten, so daß 650 mm Wasser zur Versickerung anfallen. Beträgt die Wasserleitfähigkeit des Bodens 8 × 10^-9 m/s, so kommt es unter natürlichen Bedingungen noch nicht zum Oberflächenabfluß. Bei der Versickerung des Oberflächenabflusses von undurchlässigen Flächen verbleibt aber bei Flächengleichheit ein Überschuß von 400 mm im Jahr (= 650 mm Abfluss minus 250 mm Sickerwasser). Die Lösung nach Anspruch 11 sieht deshalb die Ableitung des Sickerwassers aus einer Oberflächenversickerung in einen Speicher vor, aus dem Wasser zum Verbrauch entnommen wird. Überschußwasser aus dem Speicher ist in eine erfindungsgemäße Sickerrigole abgeleitet. Der Speicher kann dabei einen Bereich zur Zwischenspeicherung vorsehen. Beträgt die jährliche Wasserentnahme aus dem Speicher zum Verbrauch bezogen auf die abflußwirksame Fläche wenigstens 400 mm im Jahr, so kann das anfallende Überschußwasser vollständig versickert werden, wenn die Wasserleitfähigkeit des anstehenden Bodens wenigsten 8 × 10^-9 m/s beträgt. Bei geringeren Wasserleitfähigkeiten des Unterbodens tritt ein den natürlichen Verhältnissen entsprechender Oberflächenabfluß auf. Bei wasserleitfähigem Boden unterhalb der Versickerungsmulde ist es sinnvoll, unterhalb der Versickerungsmulde eine Dichtung vorzusehen, um eine ausreichende Wassermenge in den Speicher einleiten zu können. Die Sickerrigole für Überschußwasser kann in diesem Fall direkt unterhalb der Dichtung angeordnet sein, ohne daß es zusätzlicher Regelorgane bedarf.

Die Erfindung ermöglicht deshalb unabhängig von der Wasserleitfähigkeit des anstehenden Bodens, die unter natürlichen Bedingungen herrschenden Abflußverhältnisse beizubehalten, ohne daß Regenwasser abgeleitet werden muß, daß den vor der Bebauung vorhandenen natürlichen Oberflächenabfluß im Betrag übersteigt.

Figurenbeschreibung

Fig. 1 zeigt im Querschnitt eine gedichtete Filtermulde mit Entwässerung 3 oberhalb der Dichtung 5 und unterhalb der Dichtung angeordneter Rigole 2. Die Filtermulde ist über eine Ableitung 3 entwässert. Die Rigole ist über eine Leitung 11 mit Sickerwasser beschickt.

Fig. 2 zeigt eine neben einer Fahrbahn angeordnete Sickermulde, die über eine Leitung 11 in eine unterhalb der Fahrbahn liegende Flächenrigole 2 entwässert ist.

Fig. 3 zeigt eine Sickermulde, die Wasser einer Dachfläche aufnimmt. Unterhalb der Filterschicht 1 ist die Filtermulde über eine Leitung 11 entwässert. Die Entwässerung mündet in eine unterhalb eines Gebäudes liegende Flächenrigole 2.

Fig. 4 zeigt eine Sickermulde, die in einen Speicher 10 entwässert ist. Überlaufwasser aus dem Speicher wird über eine Regeleinrichtung 14 in eine unter dem Fundament eines Gebäudes befindliche Sickerrigole entwässert. Aus dem Speicher 10 erfolgt eine Brauchwasserentnahme 13.

Bezugszeichen

1

Filterschicht

2

Sickerrigole

3

Entwässerung der Filterschicht

4

Zulauf

5

Sichtung

6

Ablauf

7

Verkehrsfläche wasserundurchlässig

8

Fahrbahnunterbau

9

anstehender Boden

10

Wasserspeicher

11

Zulauf der Sickerrigole

12

Maximaler Wasserstand

13

Brauchwasserentnahme

14

Vorrichtung zur Abflussbeeinflussung

15

Geländeoberkante

16

Mulde

17

Bodenplatte

Claims

1. Versickerungseinrichtung, bestehend aus einer wasserdurchlässigen Filterschicht (1) und einer darunter angeordneten Sickerrigole (2), dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht nach unten zur Sickerrigole durch eine Dichtung (5) gedichtet ist und daß die Filterschicht mit einer Entwässerung (3) versehen ist, die den Bereich oberhalb der Dichtung (5) entwässert.

2. Versickerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als Dichtbahn vorzugsweise flexible Dichtbahn ausgebildet ist.

3. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung als mineralische Dichtschicht ausgebildet ist.

4. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Entwässerung (3) in einen Speicherraum für Wasser mündet.

5. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß daß ein Überlauf eines Speicherraums für Wasser in die Sickerrigole mündet.

6. Versickerungseinrichtung, bestehend aus einer wasserdurchlässigen Filterschicht (1) und einer Sickerrigole (2), dadurch gekennzeichnet, daß
die Filterschicht als Mulde (16) und/oder Becken und/oder Oberflächenversickerung im Gelände ausgebildet ist und vorgesehen ist zur oberflächlichen Beschickung mit Niederschlagswasser von Verkehrsflächen und/oder Dachflächen und
daß die Filterschicht eine Entwässerung (3) aufweist, die in die Sickerrigole (2) mündet.

7. Versickerungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Sickerrigole (2) unterhalb einer Verkehrsfläche vorzugsweise unterhalb einer wasserundurchlässigen Fahrbahn (7) angeordnet ist.

8. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht entlang einer Verkehrsfläche angeordnet ist, die in die Filtermulde entwässert.

9. Versickerungseinrichtung, bestehend aus einerwasserdurchlässigen Filterschicht (1) und einer Sickerrigole (2), dadurch gekennzeichnet, daß
die Filterschicht als Mulde (16) und/oder Becken und/oder Oberflächenversickerung im Gelände ausgebildet ist und vorgesehen ist zur oberflächlichen Beschickung mit Niederschlagswasser von Dachflächen und/oder Verkehrsflächen und
daß die Filterschicht eine Entwässerung (3) aufweist, die in die Sickerrigole (2) mündet, und daß die Sickerrigole (2) unterhalb eines Bauwerks vorzugsweise unterhalb der Bodenplatte (17) eines Gebäudes angeordnet ist.

10. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Entwässerung der Filterschicht (3) und Sickerrigole (2) ein Kontrollschacht und/oder Speicherraum und/oder eine Vorrichtung zur Abflußbeeinflussung angeordnet ist.

11. Versickerungseinrichtung, bestehend aus einer wasserdurchlässigen Filterschicht (1), einem Speicherraum für Wasser (10) und einer Sickerrigole (2), dadurch gekennzeichnet, daß
die Filterschicht als Mulde (16) und/oder Becken und/oder Oberflächenversickerung im Gelände ausgebildet ist und vorgesehen ist zur oberflächlichen Beschickung mit Niederschlagswasser von Dachflächen und/oder Verkehrsflächen und
daß die Filterschicht eine Entwässerung (3) aufweist, die in den Speicherraum für Wasser (10) mündet, und
daß der Speicherraum oder Teilbereiche des Speicherraums wasserleitend mit der Sickerrigole (2) verbunden sind, wobei der Speicherraum wenigstens in Teilbereichen entleert ist über die Sickerrigole (2) und daß
der Speicherraum wenigstens in Teilbereichen vorgesehen ist zur Zwischenspeicherung von Niederschlagswasser.

12. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Entleerung des Speicherraums in die Sickerrigole kontrolliert erfolgt.

13. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Entleerung des Wasserspeichers in die Sickerrigole gesteuert in Abhängigkeit des Wasserstandes in der Sickerrigole und/oder im Wasserspeicher erfolgt.

14. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherraum wenigstens teilweise vorgesehen ist zur Brauchwassernutzung.

15. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickerrigole unterhalb eines Bauwerks vorzugsweise unterhalb der Bodenplatte eines Gebäudes angeordnet ist.

16. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzulauf in die Sickerrigole gesteuert ist, vorzugsweise in Abhängigkeit des Wasserstandes in der Sickerrigole.

17. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstand in der Sickerrigole begrenzt ist, vorzugsweise durch ein Schwimmerventil, auf ein Niveau unterhalb der Bodenplatte eines Gebäudes.

18. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht unterhalb der Entwässerung nach unten mit einer Dichtung gedichtet ist, wobei die Dichtung vorzugsweise als flexible Dichtbahn und/oder oder als mineralische Dichtschicht ausgebildet ist.

19. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickerrigole flächig unterhalb einer Gebäudesohle ausgebildet ist.

20. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickerrigole die gesamte Grundfläche eines Gebäudes einnimmt.

21. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Sickerrigole die Kiesschicht unterhalb einer Betonbodenplatte genutzt ist.

22. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickerrigole eine Höhe von höchstens 10 oder 15 oder 20 oder 30 oder 40 oder 60 cm aufweist.

23. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Sickerrigole als Kiesschicht ausgebildet ist, die mit einem Verteilsystem versehen ist, vorzugsweise bestehend aus Sickerrohren.

24. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht aus Sand und/oder Boden hergestellt ist.

25. Versickerungseinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht bepflanzt ist.