Rainwater Retention Basin
Prinzip
Um die Abflussverschärfung als einen nachteiligen Effekt der Regenwasserableitung zu kompensieren, werden Regenrückhaltebecken (RRB) innerhalb oder am Ende eines Kanalnetzes angeordnet. Sie finden sowohl im Trenn- als auch beim Mischsystem Anwendung. Regenrückhaltebecken im Trennsystem können in geschlossener und in offener Bauweise, z. B. als Erdbecken ausgeführt werden. Die Anordnung ist im Haupt- oder Nebenschluss möglich.
Anwendungsbereich/Einschränkungen
Der Bau von Regenrückhaltebecken (RRB) ist eine konventionelle Lösung zur Rückhaltung von Regenwasser. Einschränkungen sind die hohen Kosten und der Flächenbedarf für den Bau der Becken.
Wasserwirtschaftliche Auswirkungen
Regenrückhaltebecken bewirken einzig eine Verringerung der Abflussspitzen. Eine Reduktion der Abflussfülle wird nicht erzielt. Selbst bei offenen Erdbecken sind die "Verluste" durch Verdunstung oder Versickerung nur gering. Die Retentionswirkung ist abhängig von dem vorhandenen Volumen und der Drosselspende, wobei hierbei die Abhängigkeit von der Einstauhöhe zu berücksichtigen ist.
Regenrückhaltebecken werden nicht mit dem Ziel des Abbaus bzw. des Rückhaltes von Schadstoffen geplant. In offenen Becken mit natürlicher Sohle, insbesondere in naturnah gestalteten Becken mit Dauerstau sind jedoch die Voraussetzungen für eine Sedimentation von Feststoffen gegeben.
Kosten
Die Herstellungskosten für ein RRB hängen entscheidend
- von der Größe
- von der Bauart
- dem Verhältnis zwischen nutzbarem und Aushubvolumen und
- den Bodenverhältnissen, insbesondere den Grundwasserverhältnissen
ab. Für offene Erdbecken mit natürlicher Sohle und Böschung werden in einer Statistik des Freistaates Thüringen folgende Kosten aufgeführt.
Im ATV-Handbuch (Preisbasis 1993) werden dagegen mit 75-150 EUR/m³ nutzbarem Beckenraum deutlich geringere Preise für offene Erdbecken genannt. Die Kosten für Regenrückhaltebecken in geschlossener Bauweise (Becken in Stahlbetonbauweise, Stauraumkanäle) liegen deutlich höher. Kosten für derartige Bauwerke werden auf der Seite Stauraumkanäle aufgeführt.
Bezogen auf die angeschlossene Fläche ergeben sich Kosten von z. B. 9 EUR/m² für ein Becken mit 300 m³/ha (n=0.2,qdr=10 l/(s ha)) und spezifischen Kosten von 250 EUR/m³ nutzbares Speichervolumen.
Die durchschnittliche Nutzungsdauer für Regenbecken wird von der LAWA [1998] mit 40-70 Jahren angegeben. Dabei wird allerdings nicht zwischen Becken in Betonbauweise und Erdbauweise unterschieden.
Die Unterhaltungskosten für offene Regenrückhaltebecken in Erdbauweise sind teilweise erheblich. Kosten fallen für die Pflege der Böschungen (0,10-0,20 EUR/m²/a, [LANGE, LECHER, 1993] und für die Entschlammung der Becken an. Insgesamt kann von ähnlichen Unterhaltungskosten wie bei dezentralen Versickerungsanlagen ausgegangen werden, d. h. ca. 0,50 EUR/m²/a bzw. bei einem Flächenbedarf von 7% ca. 0,04 EUR/m²red/a.
Planung, Bemessung, Bau
Maßgebend für die Dimensionierung von RRBs ist das ATV-Arbeitsblatt A117. Die momentan noch gültige, auf dem Zeitbeiwertverfahren beruhende Fassung von 1977 wird derzeit überarbeitet. Die neue, im Gelbdruck vorliegende Fassung bezieht die zeitliche Abfolge von Niederschlägen mit ein und empfiehlt zumindest für Becken mit größeren Einzugsgebieten die Langzeitsimulation als Nachweisverfahren. Abb. 16 zeigt das erforderliche spezifische Speichervolumen eines RRB in Abhängigkeit der Bemessungshäufigkeit und der Drosselspende. Die erforderlichen Volumina wurden durch die statistische Auswertung des modellierten Einstauverhaltens (Nachweisverfahren) ermittelt. Die Modellierung erfolgte mittels Langzeitsimulationen für Berliner Niederschlagsverhältnisse unter der Annahme, dass keine Verzögerung im oberhalb liegenden Kanalnetz auftritt. Eine detaillierte Darstellung von Bemessung und Nachweis von Regenrückhaltebecken gibt HUHN [1998].
Im Unterschied zur Kanalisation existieren keine klaren Vorgaben für die Bemessungshäufigkeit von Regenrückhaltebecken. Nach einer ATV-Umfrage liegen die Bemessungshäufigkeiten in den meisten Fällen im Bereich zwischen n=0.5 und n=0.1 [ATV AG-1.2.9 ,1998].
Im Gegensatz zur Regenwasserkanalisation haben Regenrückhaltebecken einen nicht unerheblichen Flächenanspruch [WASSMANN et. al., 1997]. Wie groß dieser ist, hängt von der erforderlichen Drosselspende und den topographischen Verhältnissen am Standort ab. Beträgt die zulässige Drosselspende beispielsweise q=1.8 mm/h (5 l/(s ha)), so ist zur Einhaltung einer Überstauhäufigkeit von n=0.2 ein spezifisches Volumen von ca. 40 mm (400 m³/ha) versiegelter Fläche erforderlich (Berliner Niederschlagsverhältnisse). Bei einer möglichen Einstautiefe eines offenen Erdbeckens von 1 m, liegt die benötigte Wasserfläche bei ca. 500 m²/ha oder nur 5% der angeschlossenen Fläche. Hinzugerechnet werden müssen allerdings noch die Böschungsbereiche. Diese können den Flächenbedarf erheblich steigern.
Das Verhältnis zwischen nutzbarem Volumen und Aushubvolumen liegt bei dem o.a. Beispiel bei immerhin 4,6:1. Der tatsächliche Flächenbedarf beträgt damit rund 10% bezogen auf die angeschlossene, versiegelte Fläche. Bei kleineren Becken kann er auch noch ungünstiger werden. Bei günstigen Gefälleverhältnissen, d. h. bei geringeren Tiefen der Becken, ist der Flächenanspruch dagegen entsprechend geringer. Auch der Flächenbedarf von geschlossenen Becken in Betonbauweise ist i.d.R. deutlich geringer. Damit wird deutlich, dass der Flächenbedarf eines zentralen Regenrückhaltebeckens durchaus dieselbe Größenordnung erreicht, wie der von Versickerungsanlagen.
| Entwässerungsfläche Ared | 5 ha |
| Überstauhäufigkeit n | 0.2 |
| Drosselspende qdr | 5 l/(s ha) |
| Erforderliches Speichervolumen (Nettovolumen) Vnetto | 2000 m³ (400 m³/ha) |
| Beckentiefe (Tiefenlage Zulauf) | 3,0 m |
| Max. Einstautiefe | 1,0 m |
| Böschungsneigung 1:n | 1:5 |
| Erforderliche Sohlfläche ASohle | 40 m x 40 m |
| Oberfläche d. Beckens ARRB | 70 m x 70 m |
| Flächenbedarf ARRB/Ared | 9,8 % |
| Erforderliches Aushubvolumen (Bruttovolumen) VBrutto | 9200 m³ |
Unterhaltung Pflege
Für die Unterhaltung für offene Regenrückhaltebecken in Erdbauweise fallen folgende Maßnahmen an:
- Pflege der Böschungen
- Entschlammung der Becken
Rechtliche Aspekte
- Dimensionierung nach ATV-Arbeitsblatt A117
