Reduzierung von Fremdwasser bei der Abwasserentsorgung

• Reducing infiltration and inflow to sewers

Hennerkes, Jörg André; Dohmann, Max (Thesis advisor)

Aachen : Publikationsserver der RWTH Aachen University (2006)
Doktorarbeit

Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2006

Kurzfassung

Steigende Anforderungen an den Gewässerschutz und hohe finanzielle Belastungen der Kommunen haben in den vergangenen Jahren das Interesse an optimierenden und kostenreduzierenden Untersuchungen im Abwassersektor geweckt. Aus dem breiten Themenfeld ist besonders das Fremdwasser ins Rampenlicht politischer und technischer Diskussionen gerückt. Fremdwasser bezeichnet das unerwünscht in Kanalisationen abfließende, nicht behandlungsbedürftige Abwasser. Es besteht überwiegend aus dem über Undichtigkeiten und Dränagen in öffentliche Kanäle bzw. private Abwasserleitungen gelangenden Grundwasser sowie dem in Schmutzwasserkanäle eines Trennsystems eingeleiteten Niederschlagswasser. Es führt zu einer hydraulischen Mehrbelastung der Kanalisationen, einem reduzierten Wirkungsgrad der Kläranlagen und damit bei höheren Abwasserentsorgungskosten zu einer Belastung der Gewässer. Ziel der Arbeit ist es, die nationalen und internationalen Erkenntnisse zum Thema Fremdwasser zusammenzufassen und Lösungen zur Vermeidung oder Reduzierung unter Berücksichtigung von Grundwasseraspekten und einer Dränagewasserableitung zu erarbeiten. Als Abschluss erfolgt eine ganzheitliche Betrachtung der Thematik durch eine Bewertung von Maßnahmen zur Fremdwasserreduzierung und deren Auswirkungen. Hierbei handelt es insbesondere um einen möglichen Anstieg des Grundwassers mit den Folgen einer Vernässung oder Nutzungseinschränkungen. Erst mit einer solchen Entscheidungshilfe können entsprechende Planungen zur Fremdwasserreduzierung aufgestellt werden. Voraussetzung hierfür ist die Kenntnis des Reduzierungspotenzials für Fremdwasser bei einzelnen Maßnahmen. Ansätze zur Quantifizierung des Zuflusses über Fehlanschlüsse existieren bereits. Unbekannt hingegen ist das Fremdwasseraufkommen des über Undichtigkeiten in Abwasserkanäle und -leitungen eindringenden Grundwassers. Im Rahmen dieser Arbeit werden daher zunächst Untersuchungen zur Quantifizierung der Grundwasserinfiltration in undichte Abwasserkanäle und Leitungen vorgenommen. Hierzu wurden in zwei Versuchsanlagen an einem rolligen und einem schwach-bindigen Boden bei unterschiedlichen Grundwasserständen, Schadensbildern und Belastungen die Grundwasserinfiltrationsraten gemessen. Durch Auswertung der Messergebnisse gelingt die Aufstellung einer funktionalen Abhängigkeit der Grundwasserinfiltration für Punkt-, Riss- und Muffenschäden von der Wasserdurchlässigkeit des Bodens, der Schadensfläche und der hydrostatischen Druckhöhe. Mit Hilfe dieses Ansatzes können die Erfolge von fremdwasserreduzierenden Maßnahmen, insbesondere der Kanalsanierung, werden bei Kenntnis von Boden- bzw. Grundwasserverhältnissen prognostiziert werden. Abschließend wird auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse eine ganzheitliche Betrachtung der Thematik durch eine Bewertung von Maßnahmen zur Fremdwasserreduzierung und deren Auswirkungen in Form einer Nutzwertanalyse für verschiedene Szenarien der Fremdwasserentstehung vorgenommen. Die Bewertung erfolgt anhand von technischen, planerischen, ökologischen und ökonomischen, genehmigungsrechtlichen und sozial-politischen Kriterien. Der Einfluss verschiedener Gewichtungen der Bewertungskriterien wird mit Hilfe einer Stabilitätsanalyse untersucht. Als Ergebnis können Rangfolgen und Maßnahmenkombinationen zur Fremdwasserreduzierung für die verschiedenen Szenarien ermittelt werden. Als Ergebnis bleibt festzuhalten, dass mit der Quantifizierung des über Undichtigkeiten eindringenden Fremdwassers und der vorgenommenen Bewertung eine ganzheitliche Betrachtung der Fremdwasserproblematik unter Berücksichtigung der Auswirkungen auf den Wasserhaushalt nunmehr vorliegt. Damit kann der Aufwand von Maßnahmen zur Fremdwasserreduzierung besser kalkuliert und eine höhere Planungssicherheit erreicht werden.

Einrichtungen

• Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft und Institut für Siedlungswasserwirtschaft [314110]