PROJEKTVORSTELLUNG: Vergleich von zwei unterschiedlichen Lösungsansätzen bei der

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IB SPÄTH. PROJEKTVORSTELLUNG: Vergleich von zwei unterschiedlichen Lösungsansätzen bei der Sanierung von Überflutungsproblemen einer Wohnanlage in Hanglage, ausgelöst durch Abflüsse aus einem unberücksichtigten Außengebiet. - PowerPoint PPT Presentation

Text of PROJEKTVORSTELLUNG: Vergleich von zwei unterschiedlichen Lösungsansätzen bei der

  • PROJEKTVORSTELLUNG:

    Vergleich von zwei unterschiedlichen Lsungsanstzen bei der

    Sanierung von berflutungsproblemen einer Wohnanlage in Hanglage,ausgelst durch Abflsse aus einem unbercksichtigten AuengebietIB SPTH

  • AuengebietBA 1BA 2Ausgangssituation

    Bei der Bemessung der Oberflchenentwsserunsanlage (Mulden-Sickerschacht-System) des betroffenen Baugebiets wurden Abflsse aus dem oberhalb liegenden, weitgehend unbebauten Auengebiet nicht bercksichtigt. Bei Starkniederschlgen treten deshalb in der Wohnanlage an mehreren Punkten schdliche berflutungen auf. Im Zuge einer rechtlichen Auseinandersetzung wurde ein entsprechender Planungsmangel festgestellt. Die Oberflchenent-wsserungsanlage der Wohnanlage ist demnach zu sanieren.Luftbild mit dem betroffenen Baugebiet (Bauabschnitt 1 und 2) und dem Auengebiet

    IB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Zuflsse aus dem Auengebiet fhren im Bestand zur berflutung

    des Kellers ber die Lichtschachtentw. und den daran angeschlossenen Sickerschacht (1)des Treppenhauses ber den Hauseingang und den zufhrenden Gehweg (2)21IB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Planungsgrundlagen

    Die Bemessung der Oberflchenentwsserungsanlage wurde bei der Planung des Bauvorha-bens auf ein Niederschlagsereignis mit einer statistischen Wiederkehrdauer von fnf Jahren abgestellt, wie dies die einschlgigen Regelwerke zum Zeitpunkt der Planung vorsahen. Bei der Sanierungsplanung sind jedoch die einschlgigen technischen Regelwerke in ihrer aktuellen Fassung zu Grunde zu legen, die heute die Fhrung eines berflutungsnachweises fr ein Niederschlagsereignis mit der statistischen Wiederkehrdauer von 30 Jahren empfeh-len.

    Anforderungen an die Sanierungsplanung

    Regelwerk DWA A117 (04/2006): Nachweis ausreichenden Retentionsraumes zur Rckhaltung von bis zu zehnjhrlichen Abflssen aus dem BaugrundstckRegelwerk DWA A138 (02/2004): Zustzliche Ableitungsmglichkeit neben der Versickerung erforderlich, da die Durchlssigkeit des anstehenden Bodens kleiner als 1*10^-6 m/s istRegelwerk DIN 1986-100 (05/2008): berflutungsnachweis fr die Abflsse eines dreiigjhrlichen Niederschlags aus dem Baugrundstck und dem AuengebietIB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Der berflutungsnachweis nach DIN 1986-100

    Gem. DIN 1986-100 ist nachzuweisen, dass der auf dem Baugrundstck anfallende Oberfl-chenwasserzufluss abzglich der Abflsse zum Kanal und in den Untergrund bei einem drei-igjhrlichen, mageblichen Niederschlagsereignis schadlos auf dem Grundstck zurckge-halten werden kann. Dies erfolgt in der Regel in Anlehnung an die DWA A117 ber einen Vergleich von Zufluss-, Speicher- und Abflussvolumina.Fr Abflsse, die auerhalb des Baugebietes entstehen, das Baugebiet jedoch belasten, ist allerdings auch Vorsorge zu treffen.Diese kann zum Einen durch entsprechende Rckhaltung im Baugebiet gewhrleistet wer-den.Da die betroffene Wohnanlage bereits fertiggestellt ist und die Hanglage sowie die beste-hende Bebauung die Erstellung ausreichenden Rckhalteraumes zur Speicherung der bisher unbercksichtigten Abflsse des obenliegenden Auengebietes in offenen Rasenmulden nicht erlaubt, ist im vorliegenden Falle der Einsatz von aufwendigen Hohlkrperrigolensys-temen unumgnglich.IB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • IB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGESeit dem Jahre 2000 etwa werden EDV-Programme zur Erstellung von 2D-Hydraulik angebo-ten, die es zuverlssig ermglichen, die Wasserspiegel fr ein mit beliebigen dynamischen Abflssen belastetes hydraulisches Modell zu berechnen.Damit kann zum Anderen ein schadloser Abfluss des im Baugebiet anfallenden Oberflchen-wassers inkl. der Abflsse aus dem Auengebiet nachgewiesen werden, d. h. der entspre-chende berflutungsnachweis erbracht werden.Da zu Beginn der Sanierungsplanung das 2D-Modell noch nicht zur Verfgung stand, wurde zunchst ein Sanierungsentwurf fertiggestellt, der eine Zwischenspeicherung der Abflsse des Auengebietes vorsieht. Die Projektkosten wurden jedoch nicht ermittelt.Im Augenblick werden zum zweiten Lsungsansatz Angebote eingeholt, so dass auch hier noch keine genauen Projektkosten vorliegen.Die beiden Lsungen unterscheiden sich jedoch im erforderlichen baulichen Aufwand so signifikant, dass ein wirtschaftlicher Vergleich auch ohne Kenntnis der Preise zu einem eindeutigen Ergebnis fhrt.

  • Unterschiedliche Lsungsanstze zur Fhrung des berflutungsnachweises

    Im Folgenden werden die beiden unterschiedlichen Vorgehensweisen zum Nachweis der berflutungssicherheit nach DIN 1986-100 miteinander verglichen:

    Lsungsansatz 1:-Rckhaltung der auf dem Grundstck und dem Auengebiet anfallenden dreiigjhrlichen Abflsse

    Lsungsansatz 2:-Rckhaltung der auf dem Grundstck anfallenden dreiigjhrlichen Abflsse-Nachweis der schadlosen Ableitung der aus dem Auengebiet anfallenden dreiigjhrlichen Abflsse durch das BaugebietPROJEKTVORSTELLUNG: SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Vorgehensweise Lsungsansatz 1:

    Ermittlung der Zuflsse aus dem Auengebiet und dem Baugebiet fr Tw = 30a (stationr)Bemessung des erforderlichen Rckhalteraumes fr die 30-jhrlichen Abflsse aus dem Baugebiet selbst sowie des AuengebietesErmittlung des zustzlich erforderlichen Retentionsraumes unter Ansatz der bestehenden Volumina

    Das Planungsergebnis Lsungsansatz 1:

    Errichtung von mehr als 600 m zustzlichen Retentionsraum (wegen Platzmangel nur als Hohlkrperrigole mglich z. T. muss sie befahrbar sein) inkl. erf. ZubehrBau eines Abfangegrabens in BetonTeilweise Vergrerung der best. Mulden erforderlichBau von zwei Leitungen (Splbohrverfahren) mit Drossel und berlauf zur Ableitung von Qab zum ffentlichen Kanal mit den erforderlichen SchchtenPROJEKTVORSTELLUNG: SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Vorgehensweise Lsungsansatz 2:

    Untersuchung des Bestandes

    Aufstellung eines 2-D-Modells aus den CAD-Daten fr den BestandErmittlung der Zuflsse aus dem Auengebiet sowie dem Baugebiet fr Tw = 30a (instationr)Drosselabfluss (Qab, ges. = 10 l/s)Berechnung der Wasserspiegellagen zum Abflussgeschehen im Bestand fr die o. g. 30-jhrlichen Zu- und AbflssePrfung der Plausibilitt des ModellsAnalyse der SchadensursachenPROJEKTVORSTELLUNG: SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Draufsicht auf das Berechnungsnetz: Finite Elemente, Modellrnder und RandbedingungenIB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Ausschnitt Berechnungsnetz Bestand: Modelloberflche in der 3D-AnsichtIB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Simulation des Abflussgeschehens im Bestand, das durch einen 30-jhrlichen Niederschlag verursacht wirdIB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Optimierung der Sanierungsmanahme und hydraulischer Nachweis

    Entwicklung von LsungskonzeptenUmsetzung der Konzepte jeweils in 2-D-Modellen und Optimierung durch iterative hydraulische BerechnungNachweis ausreichender Rckhalterume zur Rckhaltung des 30-jhrlichen Abflusses aus dem Baugebiet selbst (Speicherbemessung nach DWA A117)Nachweis der schadlosen Ableitung eines 30-jhrlichen Abflusses aus dem Auengebiet und dem Baugebiet selbst (2D-Hydraulik)Nachweis der Auswirkungen eines 100-jhrlichen Niederschlagsereignisses (2D-Hydraulik)

    Das Planungsergebnis Lsungsansatz 2:

    Bau eines Abfangegrabens zur schadlosen Ableitung des Zuflusses aus dem Auengebiet mit Errichtung eines Durchlasses DA 380 im SplbohrverfahrenNur konstruktive Vergrerung bestehender Mulden aus landschaftspflegeri-schen GesichtspunktenBau von zwei Leitungen (Splbohrverfahren) mit Drossel und berlauf zur Ableitung von Qab zum ffentlichen Kanal mit den erforderlichen SchchtenIB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Simulation des Abflussgeschehens im sanierten Zustand, das durch einen 30-jhrlichen Niederschlag verursacht wirdIB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE

  • Bewertung der beiden Lsungsanstze:

    Die Kostenersparnis errechnet sich aus der Differenz zwischen dem Aufwand zum Bau der Hohlkrperrigole einerseits mit mehr als 600 m z. T. befahrbaren Rckhalteraum, der zug. Bauteile, wie Einlaufmulden, Revisionsschchte, usw. sowie der Errichtung einer temporren Baustrae im Sden und andererseits dem Aufwand zur Errichtung des Durchlasses DA380. Die Reduzierung des zur Umsetzung der Baumanahmen notwendigen finanziellen Auf-wands durch den Einsatz des Planungsinstrumentes 2D-Hydraulik ist damit erheblich.Bauarbeiten finden bei der Lsung ohne Rckhaltung des Abflusses aus dem Auenge-biet vornehmlich auerhalb oder am Rande des Baugebietes statt. Bei der Errichtung von Hohlkrperrigolen sind dagegen umfangreiche Bauarbeiten im Sden und im Wes-ten des Baugebietes erforderlich, die whrend der Bauarbeiten die Wohnqualitt in den betroffenen Wohnungen massiv herabsetzen wrde.Schwierigkeiten bei der wasserrechtlichen Genehmigung durch die fragwrdige Rck-haltung von wild abflieendem Wasser aus dem Auengebiet in der Rigole knnen bei der schadlosen Ableitung der Abflsse aus dem Auengebiet durch das Baugrundstck vermieden werden.

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  • Lsungsansatz 2 wurde vom Auftraggeber gewhlt und wurde bereits von den Behrden genehmigt.IB SPTH SANIERUNG DER OBERFLCHENENTWSSERUNG EINER WOHNANLAGE IN HANGLAGE