CH683851A5 - Wasserspeicher- und Reinigungsanlage. - Google Patents

Description

1

CH 683 851 A5

2

Beschreibung

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Wasserspeicher- und Reinigungsanlage zur Zwi-schenspeicherung von vorselektiertem Regen- oder Spülwasser gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1. Überbauungen mit Ein- oder Mehrfamilienhäusern weisen künstliche Sammelflächen für Regenwasser, z.B. Dachflächen und asphaltierte Plätze und Strassen auf, von denen bei Regenfällen grosse Mengen von Regenwasser abgeführt werden müssen. Diese kurzfristig anfallenden riesigen Wassermengen übersteigen bei weitem die Kapazitäten der Kläranlagen. Abwässer und Regenwasser werden deshalb von diesen Anlagen weitgehend ungereinigt einem Gewässer zugeführt. Mit diesem Regenwasser werden bei einem Regenereignis dann auch Hausabwässer und andere Verunreinigungen mitgespült und gelangen ungereinigt in natürliche Gewässer.

Die nachhaltige Auswirkung der Oberflächenversiegelung führt dazu, dass die natürliche Grundwasseranreicherung verhindert wird. Das Wasser wird ungebremst direkt von dem Niederschlagsgebiet in die Bäche und Flüsse oder der Kanalisation geführt. Dies führt zu Überschwemmungen und damit verbundenen Hochwasserschäden.

Aus dem Schweizer Patent Nr. 682 399 ist eine im Gelände angelegte Wasserspeicher- und Reinigungsanlage mit einem Sammeibecken bekannt, das von einer Flachwasser- und einer bewachsenen Sumpfzone umgeben ist, wobei die Fiachwas-serzone durch eine Wand von tiefem Wasser des Sammelbeckens getrennt ist und das Sammelbek-ken sowie die Flachwasser- und Sumpfzone gegenüber dem Untergrund abgedichtet sind. Als Speicher für das nicht im Becken sammelbare Wasser dient die Umgebung des Beckens, welche durch eine wasserdichte Folie gegenüber dem umliegenden Boden abgedichtet und mit Kies angefüllt ist. Kies ist ein wertvolles Naturprodukt und sollte daher geschont und in möglichst nur geringen Mengen verbraucht werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Wasserspeicher- und Reinigungsanlage zu schaffen, welche eine grosse Speicherkapazität bei grossem Wasseranfall aufweist und ohne die Verwendung riesiger Mengen von Kies hoher Qualität auskommt. Gelöst wird diese Aufgabe gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Durch die Verwendung von gebrauchten Fahrzeugreifen, welche einerseits in grossen Mengen anfallen und für die andererseits bis heute noch keine sinnvolle Entsorgungsmöglichkeit besteht, kann in kostengünstiger Weise ein Speichervolumen hoher Kapazität erzeugt werden. Dem Speicher kann jederzeit Wasser entnommen werden, und es ist möglich, letzteren durch Zufuhr von Spülwasser bei Bedarf zu reinigen. Die Decke des Speichers kann in einfacher Weise aus streifenförmig zugeschnittenen Laufflächen von Reifen erzeugt, welche über den übereinandergeschichteten Reifen ausgelegt werden. Ein dickes Viies über den flach aufgelegten Laufflächen verhindert das Eindringen von Kies aus der Flachwasserzone in der Umgebung des Speicherbiotops. Zur Erhöhung der Stabilität der das Speichervolumen bildenden Reifen sind letztere mittels Verbindungsmitteln, z.B. Klammern oder Drähten, miteinander verbunden. Die Reifen weisen an deren unten zu liegen kommenden Seitenflächen Drainageöffnungen auf, durch welche beim Entleeren des Speichers das Wasser und allenfalls darin angesammelter Schlamm austreten können bzw. ausgespült werden.

Der Wasserspeicher benötigt folglich keinen umbauten Raum und er kann ohne spezielle Bauinstallationen im freien Gelände erstellt werden. Die Speicherung des Wassers im Boden ermöglicht das Halten einer gleichbleibenden Temperatur und verhindert einen Zutritt von Licht, womit das Algenwachstum vermieden wird. Bakterien können sich an den grossen Oberflächen sowohl des Kieses sowie im Feinboden des Uferbereiches als auch an den Altreifen selbst festsetzen und das Wasser reinigen.

Die Verwendung von Folien als Wassersperre zum umgebenden Boden ergibt eine erdbebensichere Konstruktion und ist auch gegen Erschütterungen, z.B. von nahegelegenen Strassen, unempfindlich.

Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilquerschnitt durch ein Retentions-speicherbiotop,

Fig. 2 einen Teilschnitt längs Linie II-II in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Wasserentnahmeschacht, der seitlich des Retentionspeicherbio-tops angeordnet sein kann,

Fig. 4 einen Querschnitt durch einen Reifen 11, Fig. 5 einen Grundriss des Biotops und des Entnahmeschachtes mit unter dem Biotop liegendem Speicherbecken und

Fig. 6 einen Grundriss des Biotops und des Entnahmeschachtes mit einem seitlich des Biotops liegenden Wasserspeicher.

Die Wasserspeicher- und Reinigungsanlage 1 wird durch Ausheben einer Grube 2 direkt im gewachsenen Boden 3 erstellt. Die ausgehobene Grube 2 wird durch eine wasserundurchlässige Folie 5, die sich von der Oberfläche 7 des gewachsenen Bodens 3 nahtlos bis zum Boden 8 der Grube 2 erstreckt, abgedichtet. Auf dem Grund 9 des Wasserspeicherbeckens 1 werden in regelmässigen Abständen Altreifen 11 mit einem Durchmesser d ausgelegt. Zwischen den Laufflächen 13 der Altreifen 11 wird ein Abstand von der Grösse a zur Bildung eines Zwischenraumes 15 offengelassen. Koaxial über den Altreifen 11 mit Durchmesser d werden weitere, etwas grössere Altreifen 11 mit Durchmesser D koaxial gestapelt. Im gezeigten Beispiel sind dies drei Stück. Die Breite a des Zwischenraumes 15 ist so bemessen, dass sich die über dem untersten kleinen Reifen 11 gestapelten grösseren Reifen an den Laufflächen 13 berühren. Im Berührungsbereich sind die Reifen 11 durch Verbindungs-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 683 851 A5

4

elemente 17, z.B. Klammern, Drähte, Schrauben, etc. miteinander verbunden.

Mindestens an den unten zu liegen kommenden Flanken 18 weisen die Altreifen 11 Löcher 19 auf, durch die in den Reifen 11 gestautes Wasser aus-fliessen kann. In Fig. 4 sind die Löcher 19 im Übergangsbereich zwischen der Lauffläche 13 und den unten liegenden Flanken 18 sichtbar. Weitere Löcher 19 können auch in den oben liegenden Flanken und/oder den Laufflächen eingestanzt sein. Die Löcher in den Laufflächen können auch zum Anbringen der Verbindungselemente 17 benutzt werden. Über den Reifen 11 werden Streifen 21 von Laufflächen 13 nebeneinander und in gegenseitigem Abstand ausgelegt. Diese Streifen 21 dienen dazu, die später auf die Reifen 11 wirkende Last gleichmässig zu verteilen. Ein Kunstfaservlies 23 kann unter der am Boden 8 liegenden Folie 5 und zwischen dieser und den kleinen Altreifen 11 eingelegt sein, um einer Beschädigung der als Wassersperre dienenden Folie durch scharfkantige Steine entgegenzuwirken. Über den Streifen 21 ist ein weiteres Vlies 25 ausgelegt, welches den Durchtritt von Sand und Kies durch die Zwischenräume zwischen den Streifen 21 verhindert und zugleich als Auflage für eine zweite Folie 27 dienen kann, welche innerhalb des Wasserspeichers ein künstliches Becken 29 bildet. Der obere Rand 31 des künstlichen Beckens 29 liegt auf der Höhe A und unterhalb der Oberfläche 7 des gewachsenen Bodens 3. Die Fläche des künstlichen Beckens 29 ist im Beispiel gemäss den Fig. 1 und 5 kleiner als die Fläche des Speichers 1 und es ist von einem Kiesbett 33 umgeben, welches über den Streifen 21 und dem Vlies 25 aufgeschüttet ist. Im Beispiel nach Fig. 6 liegt das künstliche Becken 29 des Biotops teilweise neben dem Speicherraum 1; das Becken 29 kann auch völlig getrennt liegen und durch eine entsprechende Leitung oder einen Graben mit dem Speicherraum verbunden sein. Vom Rand 35 des künstlichen Beckens 29 zum Rand 37 des Speichers 1 steigt das Kiesbett 33 kontinuierlich an. Vorzugsweise ist das Kiesbett 33 von einer Kies-, Sand- und Feinbodenschicht 39 überdeckt, welche sich auch über die Oberfläche des künstlichen Bek-kens 29 erstreckt.

Vorteilhafterweise wird die Uferzone bepflanzt, damit die Ufer-Infiltrationszone Z gebildet werden kann.

Wenn Wasser in das Biotop fliesst, wird dieses bis zur Höhe A, d.h. dem oberen Rand 35 des künstlichen Beckens 29, in diesem zurückgehalten. Fliesst mehr Wasser zu, so steigt das Wasser und gelangt in die Uferzone Z zwischen dem Rand 35 des künstlichen Beckens 29 und dem Rand 37 des Speichers 1. Das Wasser kann dort durch die Kies-, Sand- und Feinbodenschicht 39 und das Kiesbett 33 nach unten sickern und gelangt durch die Zwischenräume in den Streifen 21 in den darunterliegenden, aus den Altreifen 11 gebildeten Speicherraum 41. Das Wasser steigt bei weiterem Zufluss bis zum Niveau B an. Zusätzlich zumessendes Wasser verlässt den Speicher 1 durch einen nachfolgend beschriebenen Überlauf 43 (Fig. 3). Der Überlauf 43 mündet in einen Entnahmeschacht

45, der vorzugsweise direkt neben dem Speicher 1 angeordnet ist und aus einem Schacht aus Betonrohren 47 und einem Boden 49 besteht. Der Überlauf besteht aus dem horizontalen, den Speicher 1 mit dem Entnahmeschacht 45 verbindenden Rohr 43 (in Fig. 1 nicht sichtbar). Ein weiteres Rohr 51 dient als Speicherauslauf und verbindet den Speicher 1 und den Entnahmeschacht 45 im Bereich von deren Böden 8 und 49. Eine dritte Verbindungsleitung 53 führt vom Entnahmeschacht 45 als Spülrohr bis nahe an den Boden 8 des Wasserspeichers 1. Etwas tiefer als die Höhe (B) des Überlaufes 43 liegt ein Überlaufrohr 55, das ein-gangsseitig eine Abflussdrossel 57 aufweisen kann. Ein Entnahmerohr 59, das mit einer Pumpe, z.B. mit einer Tauchförderpumpe 61, die im Entnahmeschacht 45 eingesetzt ist, verbindet letzteren mit einem Verbraucher, z.B. Toiletten in einem Wohngebäude oder einem Tagesverbrauchsspeicher. Steigt der Wasserspiegel durch weiteren Zufluss zum Speicher 1 an, so fliesst das Wasser, wie bereits erwähnt, durch den Überlauf 43 in den Entnahmeschacht 45 und, wenn dieser ebenfalls angefüllt ist, durch das Überlaufrohr 55 einem Gewässer zu. Bei starkem Wasserzufluss und gedrosseltem Abfluss im Überlaufrohr 55 kann das Niveau des Wassers im Speicher 1 bis Höhe C ansteigen und wird dort vorübergehend zurückgehalten. Es fliesst, sobald kein Zufluss oder ein geringerer Zufluss vorhanden ist, dann weiter durch den Uberlauf 55 ab.

Der Speicher 1 ist derart bemessen, dass bei einem normalen Regenereignis kein Überlaufen stattfindet.

Nach dem Regenereignis bleibt das Biotop gefüllt. Das dem Entnahmeschacht 45 zufliessende Wasser wird von Verunreinigungen gereinigt, weil es zuvor die Kies-, Sand- und Feinbodenschicht 39 passiert hat.

Zur Reinigung des Speicherraumes 1 und zu dessen Entleerung für die erneute Abspeicherung von Wasser während eines Regenereignisses kann das Wasser durch das bodennahe Verbindungsrohr 51 aus dem Entnahmeschacht 45 ausfliessen oder von dort mit der Förderpumpe 61 ausgepumpt werden. Dieses gereinigte Wasser kann entweder über das Überlaufrohr 55 einem Fliessgewässer zugeführt oder als Brauchwasser durch die Leitung 59 an eine Wohnsiedlung geleitet werden. Damit auch allfällig sich angesammelter Schlamm im Speicherraum 41 aus diesem entfernt werden kann, wird Wasser über das Rohr 53 in die Zwischenräume 15 zwischen den Altreifen 11 gepumpt.

Claims (11)

Patentansprüche

1. Wasserspeicher- und Reinigungsanlage zur Zwischenspeicherung von vorselektioniertem Re-gen- oder Spülwasser von künstlichen oder natürlichen Sammelflächen mit einem als Speicherbiotop ausgebildeten künstlichen Becken und einer das Becken umgebenden bepflanzbaren Uferzone, dadurch gekennzeichnet, dass die Uferzone (Z) mit einem entleer- und spülbaren, seitlich und unten zum Erdreich abgedichteten Speicherraum (41) zur Aufnahme von über den Rand (35) des künstlichen

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 683 851 A5

Beckens (29) auslaufenden, durch die Uferzone (Z) versickernden Wassers verbunden ist.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum (1) neben, unter, oder teilweise neben und unter dem künstlichen Becken (29) angeordnet ist.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundfläche des Wasserspeichers (1 ) grösser ist als die Grundfläche des künstlichen Beckens (29).

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das künstliche Becken (29) und/oder der Wasserspeicher (1) in einer mit einer Folie (5) ausgelegten Grube (2) eingesetzt sind.

5. Anlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grube (2) durch den Wasserspeicher (1) und dessen bis zur Oberfläche (7) des gewachsenen Bodens (3), der die Anlage umgibt, hochgezogenen Wänden gebildet ist.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicherraum (41) des Wasserspeichers (1) durch übereinanderge-schichtete Fahrzeugreifen (11) eingelegt sind.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Reifen (11) durch Verbindungsmittel (17) gegenseitig miteinander verbunden sind.

8. Anlage nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung von als Entnahme- und/oder Spülkanäle dienenden Zwischenräumen (15) im Bereich des Bodens (8) des Wasserspeichers (1) Reifen (11) mit kleinerem Durchmesser (d) eingelegt sind.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherraum (41) an dessen Oberseite von einer wasserdurchlässigen, die von oben wirkende Last verteilenden Matte überdeckt ist.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte aus nebeneinander angeordneten Streifen (21) aus Laufflächen von Reifen (11) besteht.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Reifen (11) Drainageöffnungen (19) aufweisen.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4