Bachelorarbeit Yves Küng

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Diplomand
Yves Küng
Betreuer
Ing. Vladimir Krejci, DrSc
Experte
Dr. Irene Purtschert, Dipl. Ing. ETH
Disziplin
Siedlungswasserwirtschaft
Jahr
2013
Ein Regenüberlaufbecken nach neuen Richtlinien prüfen
Abwassereinleitungen in Gewässer gemäss Technischer Richtlinie STORM
Mischkanalisationen sind mit Regenüber­laufbecken ausgestattet. Sie speichern das Regen-Abwasser-Gemisch vorübergehend, bevor es nach Regenende einer Kläranlage zugeleitet wird. Gewässer werden so vor Verschmutzung geschützt. Die Planung solcher Anlagen basierte bis anhin auf problem­unspezifischen und statischen Planungsverfahren. Das Bauprojekt Regenüberlaufbecken Hasenwinkel von 2008 wird nun nach den ­neuen Richtlinien geprüft, die auf einem immissionsorientierten Ansatz basieren.

Das Projekt Regenüberlaufbecken (RÜB) Hasenwinkel in der Gemeinde Arbon ist Bestandteil eines grossräumigen Konzepts des Abwasserverbands Morgental (AVM) und soll das bestehende RÜB Imbersbach ersetzen. Fischer Ingenieure aus Arbon arbeiteten dazu 2008 ein Bauprojekt aus – das RÜB ist darin als Durchlaufbecken ausgebildet.

Neue Richtlinien
Die Ingenieure konzipierten und dimensionierten das Projekt allerdings noch nach den emissionsorientierten Empfehlungen des Eidge­nössischen Amtes für Umweltschutz (AfU) aus dem Jahr 1977. Zwischenzeitlich sind aber neue VSA-Richtlinien massgebend, und das bestehende Projekt muss konzeptuell und technisch nach diesen Vorgaben geprüft werden: Die neue Richtlinie STORM des Verbands der Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute (VSA) von 2008 ist immissionsorientiert (Anlehnung an das GSchG 1991). Die neue technische VSA-Richtlinie von 2013, die auch die Regenbeckenbemessung regelt, ist die konsequente Fortsetzung der STORM-Richtlinie.

Experimente und Berechnungen
Die Emissionen aus dem bestehenden RÜB Imbersbach und die Immissionen im Imbersbach wurden experimentell (mit Unterstützung der Firma AquaPlus in Zug) und rechnerisch mit zwei Simula­tionsmodellen untersucht: SWMM (Modellierung Abwassernetz) und REBEKA (Abschätzung stoffliche und hydraulische Belastung des Gewässers mittels deterministischer Berechnung und Ermittlung der kritischen Ereignisse mit Hilfe stochastischer Simulation). So konnten die entscheidenden Probleme im Entwässerungsnetz und im Gewässer ­identifiziert werden. In der Folge konnte Yves Küng das bestehende Projekt und den generellen Handlungsbedarf bezüglich Siedlungsentwässerung in dieser Lokalität konzeptuell und technisch beurteilen. Im Hinblick auf die Immissionen im Imbersbach mussten zusätzlich zu den Mischwassereinleitungen diejenigen Regenwasser­einleitungen berücksichtigt werden, die aus dem nahen, im Trennsystem entwässerten Industriegebiet stammen.

Einen Massnahmenkatalog erarbeiten
Das geplante RÜB Hasenwinkel, dessen Gestaltung und Bemessung zum Schwerpunkt der technischen Massnahmen gehört, wurde aus verfahrenstechnischer und hydraulischer Sicht nach der neuen technischen Richtlinie bewertet. Es galt dabei aber zu beachten, dass die angestrebte technische Lösung den existierenden, mehrheitlich befriedigenden Gewässerzustand im Imbersbach und in seinem Mündungsbereich in den Bodensee nicht verschlechtert. Die ermittelten Resultate wurden als Empfehlungen für künftige Lösungen vorgeschlagen.
Die im Projekt empfohlene Gestaltung und Bemessung kann mehrheitlich übernommen werden. Allerdings gilt dies nicht für die Misch­abwassermenge, die weiter in Richtung Klär­anlage geleitet werden muss. Wenn das RÜB Hasenwinkel entsprechend des geprüften Projekts realisiert würde, so führte dies zu ­einer deutlichen Verschlechterung des Gewässerzustands im Imbersbach. Damit die bisherigen Immissionen im Vorfluter einge­halten werden, wäre eine Weiterleitmenge in Richtung ARA von Qab = 150 l/s ­notwendig (heute 280 l/s). Projektiert sind allerdings nur ­Qab = 40 l/s. Die dafür notwendige Vergrösserung des Beckenvolumens ist jedoch aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll; aus diesem Grund wurde die Erhöhung der Weiterleitmenge empfohlen.
Im Imbersbach häufen sich suspendierte Stoffe (TSS) an. Um die akkumulierten TSS-Immissionen in einem Teil des Imbersbachs zu verhindern, sollen die Mulden und das Gegengefälle durch ein gleichmässiges Sohlengefälle ersetzt werden. Diese Massnahme ist wirtschaftlich wesentlich günstiger, als die Feststoffe im geplanten RÜB zurückzuhalten.

Das Industriegebiet einbeziehen
Bei der experimentellen Untersuchung einzelner Abwassereinleitungen in den Imbersbach stellte der Autor fest, dass die Trennkanalisa­tion aus dem Industriegebiet möglicherweise fehlerhaft angeschlossen ist. Die Regenwasser­ableitung an dieser Stelle ist daher zu prüfen, zusätzlich sind bei Umschlagplätzen für den eventuellen Havariefall Rückhaltemassnahmen auszuarbeiten. Nur eine Kombination aller Massnahmen zusammen bewirkt die Einhaltung der Gewässeranforderungen.
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