DIE ZUKUNFT DER REGENWASSERBEHANDLUNG MIT BESONDEREM BLICK AUF DIE QUANTITÄT DURCH STARKREGENEREIGNISSE - STEPHAN ELLERHORST, SWECO GMBH ...
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DIE ZUKUNFT DER REGENWASSERBEHANDLUNG MIT BESONDEREM BLICK AUF DIE QUANTITÄT DURCH STARKREGENEREIGNISSE STEPHAN ELLERHORST, SWECO GMBH, DÜSSELDORF FACHTAGUNG REGENWASSER UND ABWASSER IM KLIMAWANDEL 2021 DORTMUND - HANAU – STUTTGART - FRANKFURT
Regionale Verankerung und internationale Stärke • Unsere dezentrale Organisation garantiert Ihnen einen persönlichen, verantwortlichen Ansprechpartner vor Ort. • Unsere internationale Stärke sichert den Zugang zur passenden Expertise für jede Aufgabenstellung.
Wir handeln heute für die Welt von morgen
• Urbanisierung, Globalisierung, Digitalisierung
und der Klimawandel schaffen neue
Bedürfnisse
• Als Berater mit anerkannter Fachkompetenz ist
es unsere Aufgabe, im Denken und Handeln
immer einen Schritt voraus zu sein
• Sweco schafft nachhaltige Lösungen aus einer
Hand zum Wohle der Gesellschaft
• Wir geben Freiraum für verantwortliches
Arbeiten in abwechslungsreichen Projekten
und schaffen damit die Voraussetzungen für
Leistungsfähigkeit und fachliche Exzellenz
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2021-09-05
Anforderungen an die NW-Behandlung
Von der Europa- zur Landesebene
Quelle: © Nomad_Soul / Fotolia.com
Klimawandel
Der quantitative Umgang mit Starkregenereignissen
Quelle: © Adobe Stock / Juergen Faelchle
Zentral oder Dezentral
Struktur der Regenwasserbehandlung
Quelle: Ellerhorst, Sweco GmbH
Marktübersicht dezentrale RW-Behandlung
Eine Vielzahl von Herstellern ist am Markt vertreten
Quelle: © Adobe Stock / Tierney
Wohin geht die Reise?
Die Infrastruktur im Wandel
Quelle: Sweco GmbH
Einflussfaktoren / Spannungsfeld
Demografie
Klimawandel
Investitionen
Quelle: Ellerhorst, Sweco GmbH
Anforderungen an die NW-Behandlung
Von der Europa- zur Landesebene
Quelle: © Nomad_Soul / Fotolia.comAnforderungen an die Regenwasserbehandlung
EG-WRRL
zielt auf Flussgebiete
WHG
mit kombiniertem AbwV
Ansatz von Rahmengesetz- (Abwasserverordung)
gebung (§ 54, § 55)
Emission LWG
(noch) keine
Immission Grundsätze zur
Regelung zu Länderspezifische DWA-A 102
NW-Beseitigung
Niederschlags- Regelungen
wasser Anforderungen
z.B. NRW: aus:
Europäische
Trennerlass • Emission - T1
Union
• Immission - T2
Bundesrepublik Deutschland
Bundesländer
Allgemein anerkannte Regeln der
Technik – Regelwerk der DWAHerkunft der Gewässerbelastung
Anteil Regenwasser 31%
Quelle: Entwicklung und Stand der Abwasserbeseitigung in Nordrhein-Westfalen,18. Auflage, MKULNV DüsseldorfHerkunft der Gewässerbelastung
Anteil Regenwasser 50%
Quelle: Entwicklung und Stand der Abwasserbeseitigung in Nordrhein-Westfalen,18. Auflage, MKULNV DüsseldorfHerkunft der Gewässerbelastung
Anteil Regenwasser 74% 79% 91% 88%
Quelle: Entwicklung und Stand der Abwasserbeseitigung in Nordrhein-Westfalen,18. Auflage, MKULNV DüsseldorfTrennerlass NRW
Regenwasserbehandlung für Straßenflächen in Trenngebieten:
DTV-Werte (Durchschnittlicher täglicher Verkehr) als gezählte PKW und LKW in 24 h
Kategorie
DTV [KFZ/d] Behandlungsbedürftigkeit
Trennerlass
Keine Behandlung erforderlich
0 I
Keine Behandlung erforderlich
< 300 II a
Einordnung im Einzelfall gemäß Randbedingungen
300 bis 2.000
mechanische Behandlung erforderlich
2.000 bis 15.000 II b
biologische Behandlung grundsätzlich erforderlich (bei Einleitung in
> 15.000 III Oberflächengewässer)Klimawandel
Der quantitative Umgang mit Starkregenereignissen
Quelle: © Adobe Stock / Juergen FaelchleIPCC – Veränderung der globalen Oberflächentemperatur
Jedes der letzten drei Jahrzehnte war
an der Erdoberfläche sukzessive
wärmer als alle vorangehenden
Jahrzehnte seit 1850 (siehe
Abbildung SPM.1). In der
Nordhemisphäre war 1983–2012
wahrscheinlich die wärmste 30-
Jahr-Periode der letzten 1400 Jahre
(mittleres Vertrauen). {2.4, 5.3}
Quelle: IPCCWarming Stripes NRW – Barcode des Klimawandels
Das Jahr 2020
zählt laut WMO
zu den
3 wärmsten
Jahren seit
Aufzeichnung
Quelle: EnergieAgentur.NRWIPCC – Sechster IPCC-Sachstandsbericht (AR6)
Hauptaussagen - A. Der aktuelle Zustand des Klimas
A.3 Der vom Menschen verursachte Klimawandel wirkt sich bereits auf viele Wetter-
und Klimaextreme in allen Regionen der Welt aus. Seit dem Fünften Sachstandsbericht
(AR5) gibt es stärkere Belege für beobachtete Veränderungen von Extremen wie
Hitzewellen, Starkniederschlägen, Dürren und tropischen Wirbelstürmen sowie
insbesondere für deren Zuordnung zum Einfluss des Menschen.
Quelle: Text: IPCC, Deutsche Übersetzung, Bild: EllerhorstKlima und Wasserhaushalt
Atmosphärische (Extreme) Wetterlagen
Zirkulation Regionale
Wasserkreislauf Feuchteverteilung
Regionaler und
Starke Lufterwärmung lokaler
Verdunstung Wasserhaushalt
Quelle: EllerhorstRegionale Klimamodellierung
Vergangenheit Zukunft
CLM
Messungen Klimamodelle
Klimamodelle REMO
WETTREG
STAR 2
Niederschlag Temperatur Verdunstung
Quelle: EllerhorstKlimawandel – Welche Folgen sind spürbar?
•Abschwächung des Jetstreams
weniger Wetterwechsel, Verlangsamung von Tief- und Hochdruckgebieten
•Globale Erwärmung
höhere Verdunstung, Zunahme Niederschlagsmenge
•Schwer vorhersagbar
konvektive Zellen bringen Starkregen
Quelle: EllerhorstStarkregenereignisse Sommer 2021
…aus den letzten 8 Wochen:
• Ahr / Erft, NRW / RLP
• Berchtesgaden, Bayern
• Saga, Nagasaki, Japan
• Türkei, Schwarzmeerregion
• New York (Hurrikan Ida)
Quelle: Abbildung https://www.landtag.nrw.de/portal/WWW/dokumentenarchiv/Dokument/MMV17-5485.pdfKlimafolgenanpassung
Quelle: Klimawandel in Baden-Württemberg, Fakten – Folgen – Perspektiven, LUBWKlimaänderung – welche Folgen für Städte
• Anstieg der Durchschnittstemperatur
• Bildung von Wärmeinseln
• Zunahme der extremen Niederschlagsereignisse
• Insgesamt ausgeprägtere Extremwetterlagen
Quelle: EllerhorstStarkregen – Überflutungsnachweis
Quelle: Stadt Bonn, Sweco GmbHGekoppelte Modellierung
Gekoppelte Oberflächen- und Kanalnetzmodelle MIKE URBAN
MIKE FLOOD
Überflutungsflächen in Siedlungsgebieten HYSTEM-EXTRAN 2D
KANAL++
GeoCPM
Gefährdungs- und Risikokarten
Vorsorge- und Anpassungsmaßnahmen
Quelle: EllerhorstStarkregen – Topografische Fließwegeanalyse
Wird vor der 2D-Berechnung
durchgeführt, um erste
Gefährdungspotentiale zu
erkennen
Quelle: Stadt Bochum / Sweco GmbHStarkregen – Überflutungsprüfung
• Überflutungsprüfung
mittels gekoppelter
Kanalnetzberechnung
• Max. Wasserstand der
gesamten Berechnung
• Unter Erfassung der
Außengebietszuflüsse
Quelle: Stadt Bochum / Sweco GmbHStarkregen – Überflutungsprüfung
Gekoppelte
Kanalnetzberechnung für
Tn = 100 a, D = 1 h
Quelle: Sankt Augustin, Sweco GmbHZentral oder Dezentral
Struktur der Regenwasserbehandlung
Quelle: Ellerhorst, Sweco GmbHRW-Behandlung in Trennsystemen
Quelle: Sweco GmbHMöglichkeiten Regenwasserbehandlung
Quelle: Sweco GmbHRetentonsbodenfilter, weitergehende Behandlung
Quelle: Sweco, Bodenfilterhandbuch MKULNVEinteilung der dezentralen Behandlung
System Trennerlass NRW angeschlossene Fläche Volumen je m²
1 Straßenablauf;
dezentral Ort des Anfalls 0,2-0,4 l/m²
bis 1.000 m²
1.000 m² bis
semizentral vor Vermischung 0,5-1,0 l/m²
10.000 m²
zentral vor Einleitung > 10.000 m² bis zu 1,0 l/m²Arbeitsblatt DWA-A 102 / BWK-A 3
Leitparameter: AFS63
Quelle: DWA RegelwerkMarktübersicht dezentrale RW-Behandlung
Eine Vielzahl von Herstellern ist am Markt vertreten
Quelle: © Adobe Stock / TierneyDezentrale Systeme – eine Auswahl
SSA
AgilEX
Stoppol
Quelle: jeweilige HerstellerDezentrale System, Art des Einsatzes
Quelle: Sweco GmbHDezentrale System, Art des Einsatzes
Quelle: Sweco GmbHDezentrale System, Art des Einsatzes
Nachrüstung
Quelle: Sweco GmbHDezentrale System, Art des Einsatzes
baulicher
Ersatz
Quelle: Sweco GmbHDezentrale System, Art des Einsatzes
Semizentrale
Systeme
Quelle: Sweco GmbHVorgaben aus dem Gebiet
Quelle: Sweco GmbHVorgaben aus dem Gebiet
Quelle: Sweco GmbHVorgaben aus dem Gebiet
Quelle: Sweco GmbHPraxisversuche
Die Ergebnisse im Betrieb sind entscheidend…
Quelle: Ellerhorst, Sweco GmbHPraxisversuche Mall
Quelle: Sweco GmbH 48Praxisversuche Hauraton
Quelle: Sweco GmbHPraxisversuche Funke Kunststoffe
Quelle: Sweco GmbHPraxisversuche Wavin
Quelle: Sweco GmbHPraxisversuche Fränkische Rohrwerke
Quelle: Sweco GmbHPraxisversuche Saint Dizier
Quelle: Sweco GmbHKostenvergleichsrechnung
Vergleich von Investitions- und Betriebskosten nach Barwert
Quelle: Ellerhorst, Sweco GmbHKostenvergleichsrechnung
Ergebnisse 24 Straßenabläufe
System Investitions- Betrieb p.a. Reinvestition Barwert
kosten nominal kum.
RKB 146.000,- € 768,- € 25.000,- € 178.760,- €
System 1 27.600,- € 2.526,- € 110.400,- € 148.136,- €
System 2 3.360,- € 2.736,- € 44.160,- € 108.960,- €
Quelle:Wohin geht die Reise?
Die Infrastruktur im Wandel
Quelle: Sweco GmbHWohin geht die Reise?
• Bestehende Infrastruktur muss berücksichtigt werden
• „Quantität trifft Qualität“, Starkregen, Behandlungsanforderungen (DWA-A 102)
• Klimawandel erfordert umfangreiche Betrachtungen urbaner Gebiete
Quelle: Ellerhorst, SwecoNiederlande
Quelle: Sweco NiederlandeSchweden
Quelle: Sweco SwedenVielen Dank für die Aufmerksamkeit!
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