DE102021131255A1

DE102021131255A1 - Dezentrale Oberflächenentwässerung mit Druckströmung und direkter Grundwasserauffüllung für urbane Ballungszentren

Info

Publication number: DE102021131255A1
Application number: DE102021131255.8A
Authority: DE
Inventors: Rolf Keidel; Aishwarya Raman
Original assignee: Individual
Current assignee: KEIDEL, ROLF, DE
Priority date: 2021-11-29
Filing date: 2021-11-29
Publication date: 2023-06-01

Abstract

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Regenwasserableitung und betrifft eine Entwässerungsvorrichtung zur Entwässerung von Straßen und Plätzen. Um mit verhältnismäßig geringem Aufwand die Entwässerungsleistung der Regenwasserableitsysteme zu verbessern oder wahlweise der Absenkung des Grundwasserspiegels entgegen zu wirken, wird vorgeschlagen, dass der Berechnungsregen sehr schnell an Ort und Stelle gereinigt und dem Grundwasser ohne lange Umwege zugeführt wird - wodurch eine Überflutung vermindert wird. In vorteilhafter Weise geschieht dies mit einer planmäßigen Vollfüllung von Sammelleitungen und der durch ein Fallrohr bewirkten saugenden Druckströmung.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Regenwasserableitung und betrifft eine Vorrichtung zur Entwässerung von Straßen und Plätzen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik bekannte Entwässerungsvorrichtungen für Straßen oder Plätze sind üblicherweise relativ einheitlich ausgebildet. Für einen bestimmten Abschnitt einer Straße oder eines Platzes ist eine Straßeneinlaufvorrichtung zum Einlaufenlassen eines zu entwässernden Volumenstroms an Oberflächenwasser in den Boden eingelassen. Von oben sichtbar ist meist nur der sogenannte „Gullydeckel“ oder eine im Boden eingelassene Ablaufrinne, deren trittfestes Gitter man in erster Linie wahrnimmt.
Diese Entwässerungsvorrichtungen enthalten unterhalb des Gullydeckels einen Filterschacht stromab der Straßeneinlaufvorrichtung. Auch die genannten Rinnen münden in einen solchen Filterschacht.
Der Gullydeckel bzw. das Gitter der Ablaufrinne verhindern das Eindringen von grobem Feststoffmaterial .In dem Filterschacht hängt meist ein Sedimentationskorb als Filtereinrichtung, die etwas weniger groben Schmutz aufnimmt, wie zum Beispiel Laub, kleine Zweige oder kleingedrückten Abfall, der durch die Gitterweite der Rinne bzw. des Gullydeckels passt. Das Wasser wird bei seiner Passage durch den Sedimentationskorb zumindest von grobem Schmutz befreit und fließt dann durch den Filterschacht hindurch weiter ab.
Bei dem im Stand der Technik bekannten, sogenannten Trennsystem wird das ablaufende Wasser mit einem separaten Kanalnetz für Regenwasser ohne Behandlung in ein Gewässer eingeleitet.
Bei dem im Stand der Technik bekannten, sogenannten Mischsystem wird unterschiedlich belastetes Regenwasser durch ein Kanalnetz einer zentralen Kläranlage zugeführt.
Bei der im Stand der Technik bekannten, dezentralen Regenentwässerung wird das Regenwasser direkt nach Einlaufen in einen Straßeneinlauf in einem dort vorhandenen dezentralen Filterschacht gefiltert und dann durch Versickerung in das Grundwasser geleitet. In nachteilhafter Weise müssen dafür jedoch meist längere Rohrleitungen verlegt werden, um zur Sickerfläche zu gelangen. Auch hier kann die Einleitung in einen Regenwasserkanal oder in ein Oberflächengewässer erfolgen.
Die Entwässerungskapazität dieser Systeme ist bei öffentlichen Straßen und Plätzen seit einigen Jahrzehnten in bestimmten Normen geregelt. Die Systeme werden seit jeher so ausgelegt, dass sie in Abhängigkeit vom jeweiligen Ort bestimmte Regenereignisse, den sogenannten „Berechnungsregen“ bewältigen können, zum Beispiel: Berechnungsregenspende in (I / (s * ha), Regendauer in Minuten, Jährlichkeit in Jahren.
Beispiel für Duisburg r(5,2) = 230 I/(s*ha) $r = 230 l / (s*ha)$
$Regendauer = 5 Minuten$
$J \ddot{a} hrlichkeit = 2 Jahre$
In jüngerer Zeit werden Regenereignisse mit erheblichen Regenintensitäten immer häufiger und dauern zum Teil deutlich länger als früher. Die Entwässerungsleistung der vorhandenen Systeme kommen daher schnell an ihre Grenzen und sind überlastet. In der Folge ergeben sich zeitweise Überschwemmungen von Straßen und Plätzen.
Gleichzeitig werden aber auch Trockenperioden, in denen gar kein oder kaum Niederschlag fällt, ebenfalls immer ausgeprägter. Da der Trinkwasser- und Brauchwasserbedarf gerade in Städten durch den Zuzug von Menschen tendenziell steigt und zu großen Teilen aus dem vorhandenen Grundwasser gedeckt wird, ergibt sich an vielen Orten, insbesondere in Städten und dicht bebauten Regionen eine langsam, aber kontinuierlich fortschreitende Absenkung des Grundwasserspiegels. Eine solche Absenkung zieht jedoch teils verheerende Auswirklungen auf die Stabilität des Untergrundes und dessen statische Belastbarkeit nach sich. In der Folge ergeben sich Senkungen im Erdreich, die Bauwerke zum Einsturz bringen können. Die existierenden, dezentralen Techniken zur Auffüllung des Grundwassers sind für eng bebaute Regionen nur mit viel Aufwand anwendbar, da es immer einen großen Aufwand bei Planung und Bau von Leitungen gibt, die in vorhandene oder zu erschließende Sickerflächen münden. Die Versickerungen geschehen dann jedoch immer noch leider weit weg von den zentral liegenden, von Absenkungen betroffenen oder bedrohten städtischen Gebieten. Dies ist in hohem Maße nachteilhaft.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, mit verhältnismäßig geringem Aufwand die Entwässerungsleistung der Regenwasserableitsysteme zu verbessern oder wahlweise der Absenkung des Grundwasserspiegels entgegen zu wirken.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Der erfindungsgemäße Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 löst diese Aufgabe. In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.
Mit der vorliegenden Erfindung wird der gereinigte Berechnungsregen sehr schnell an Ort und Stelle dem Grundwasser zugeführt ohne lange Umwege und vermindert damit die Überflutung. In vorteilhafter Weise geschieht dies mit einer planmäßigen Vollfüllung von Sammelleitungen und der durch ein Fallrohr bewirkten saugenden Druckströmung.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Entwässerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 offenbart, die man sowohl zur effizienten, dezentralen Auffüllung des Grundwassers mit speziell zusätzlich fein-gefiltertem Oberflächenwasser als auch zur beschleunigten Abfuhr von Oberflächenwasser in ein vorhandenes, kanalgebundenes Ableitsystem für Regenwasser nutzen kann.
Für die Nutzungsart der Grundwasserauffüllung ist die vorliegende Erfindung besonders geeignet für die Entwässerung von Verkehrsflächen, besonders solchen, die öffentlich sind, und bei denen die Verschmutzungsklassen „Niedrig“ und „Mittel“ der Tabelle A.3 der DWA-M 153E vorliegen. Das Einzugsgebiet der Entwässerung sollte den üblichen technischen Anforderungen an Verkehrsflächen genügen und eine ausreichende abflusswirksame Neigung zu den Straßenabläufen aufweisen.
Das Rohrsystem bestehend aus Sammelbecken, Sammelleitung und Fallrohr wird erfindungsgemäß als sogenannte „planmäßig vollgefüllte Anlage“, die im Bereich der Dachentwässerung bereits seit Jahren angewendet wird, betrieben, so dass bei Erreichung des vorgenannten „Berechnungsregens“ die aus dem Stand der Technik bekannte Saugwirkung einsetzt und der Abfluss dadurch deutlich beschleunigt wird. Daraus ergeben sich unmittelbar die Vorteile einer waagerechten Verlegungsmöglichkeit für die Sammelleitung, kleinere Rohrdurchmesser, mit den sich daraus wiederum ergebenden weiteren Vorteilen kleinerer Baustellen und kürzeren Bauzeiten. Weitere Vorteile werden weiter unten geschildert.

a) Der Filterschacht enthält erfindungsgemäß für beide Nutzungsarten ein Sammelbecken mit einem gewissen, vorgegebenen Volumen für das durch den Sedimentationskorb gefilterte bzw. das zusätzlich feingefilterte Wasser. Das Sammelbecken muss eine ausreichende Größe haben, damit sich ein gleichmäßiger Volumenstrom in Höhe der Intensität des Berechnungsregens einstellt und kann aus demselben Material bestehen, wie der Schacht im Stand der Technik, vorzugsweise Beton, Faserbeton oder Kunststoff.
b) Ein Auslaufrohr im unteren Wandungsbereich des Sammelbeckens dient als Ablauf für Wasser, das in dem Sammelbecken befindlich ist. Das aus dem Sammelbecken auslaufende Wasser tritt dabei in eine in der Nähe des Bodens des Sammelbeckens befindliche Rohrmündung des Auslaufrohrs ein und fließt von dort in eine Sammelleitung mit vorgegebener Länge und Durchmesser und im Wesentlichen horizontaler Längserstreckung. Die Rohrmündung soll so wenig Luft saugen können wie möglich. Ihr Öffnungsrand ist daher bevorzugt in einer waagerechten Ebene liegend und nur etwa 1 bis 2 cm vom Boden des Sammelbeckens entfernt, der bevorzugt eben ausgebildet ist und ebenfalls in einer waagerechten Ebene liegt. Bei einem sogenannten „Berechnungsregenereignis“, auf dessen Intensität und Dauer das erfindungsgemäße System individuell einstellbar ist, soll sich das Sammelbecken und die angeschlossene Sammelleitung mit gefiltertem Wasser zunächst füllen, ohne weiter abzulaufen. Dies wird erreicht wie folgt:
c) Das Niveau der Oberkante der Rohrmündung - bei waagerechter Anordnung der gesamte Mündungsrand des Auslaufrohrs - soll dabei unter einem vorgegebenen Mindestfüllniveau des Sammelbeckens liegen, das beispielsweise 4 cm betragen kann, wenn der waagerechte Rand der Mündung einen Abstand von 2 cm vom Boden des Sammelbeckens beträgt. Wenn Wasser in ein zuvor leeres Sammelbecken eintritt, so füllt es sich zeitgleich zusammen mit der im Wesentlichen waagerecht verlaufenden Sammelleitung auf, und der Wasserspiegel steigt nahezu gleichmäßig in Sammelbecken und Sammelleitung, solange bis die Sammelleitung nahezu luftfreivollgefüllt ist. Im Sammelbecken kann sich eine Füllhöhe ergeben, die vom Hersteller des Filterschachts konstruktiv vorgegeben ist. Praktikabel sind Bereiche zwischen 20 und 60 cm.
d) Gibt es dann einen weiteren Zulauf von Wasser in das Sammelbecken hinein, kommt die Wirkung eines Fallrohrs zum Tragen, das stromabwärts der Sammelleitung angeordnet und mit ihr zum weiteren Wegleiten des Wassers verbunden ist.
e) Der Übergang zwischen Sammelleitung und Fallrohr kann beispielsweise ein üblicher Rohrkrümmer mit einem Winkel von 90° sein.

Die Sammelleitung wird üblicherweise ohne Gefälle waagerecht verlegt.
Dieser Sammelleitung-Fallrohr-Übergangsstück liegt unterhalb des vorgenannten Mindestfüllniveaus des Sammelbeckens und oberhalb des Bodenniveaus des Sammelbeckens oder jenseits enger Grenzen der beiden Niveaus. Wenn die planmäßige Vollfüllung der Sammelleitung erreicht ist, fällt die in der Sammelleitung dann vorhandene liegende „Wassersäule“ durch das Fallrohr mit großer Geschwindigkeit mittels der Schwerkraft auf den unten liegenden Grundwasserspiegel. Die Wassersäule im Fallrohr wirkt daher wie eine Saugpumpe, die man an die Sammelleitung anschließen würde.

f) Eine Auslauföffnung des Fallrohrs ist nun derart angeordnet, dass die in dem Fallrohr vorhandene Luft durch das in das Fallrohr einströmendes Wasser- die vorgenannte Wassersäule - aus dem Fallrohr verdrängt werden kann. Daher sollte die Auslauföffnung einen Mindestabstand von ca. 0,5 Metern zum Wasserspiegelhöchststand eines Grundwasserleiters im Falle der geplanten Auffüllung des Grundwassers haben.

Damit diese natürliche Saugwirkung einsetzen kann, sollten Länge und Durchmesser der Sammelleitung sowie Länge und Durchmesser des Fallrohrs und die Form und das Volumen des Sammelbeckens aufeinander abgestimmt sein. Gegebenenfalls sind Adapterstücke notwendig, Durchmesseranpassungen vorzunehmen oder vorgegebene Krümmungen zu realisieren. Die Dimensionierung des Rohrnetzes, insbesondere eine optimierte Dimensionierung erfolgt mit einem geeigneten Computerprogramm.
Eine beispielhafte Parameterzusammenstellung für ein beispielhaftes Entwässerungsgebiet von 972 Quadratmetern, einer Berechnungsregenintensität von 230 Litern pro Sekunde und Hektar für einen 2-Jahresregen von 5 Minuten Dauer, das durch drei Straßeneinläufe mit jeweiligen Filterschächten und Sammelbecken entwässert wird, wäre wie folgt:

Nennkapazität der Straßeneinläufe mit Grob- und Feinfilter: mindestens 8,0 Liter pro Sekunde.
Tatsächliche Ablaufleistung bei o.g. Berechnungsregenintensität jeweils ca. 7,7 Liter pro Sekunde.
Zuleitungen eines ersten Filterschachts zu seinem Abschnitt einer Sammelleitung:
- 0,25 m Krümmerrohr DN 100 Rohr, 1,0 m langes DN 100 Rohr,
18m lange Sammelleitung DN75 bis Einmündung einer Zuleitung des zweiten Filterschachts.
Zuleitungen eines zweiten Filterschachts zu seinem Abschnitt der Sammelleitung:
- 0,25 m Krümmerrohr DN 100 Rohr, 1,0 m langes DN 75 Rohr,
19m lange Sammelleitung DN 75 bis Einmündung einer Zuleitung des dritten Filterschachts.
Zuleitungen eines dritten Filterschachts zu seinem Abschnitt der Sammelleitung:
- 0,10 m Krümmerrohr DN 100 Rohr, 0,50 m langes DN50 Rohrbogen, 1,0 m langes DN 50 Rohr, 0,5m langer DN 75 Rohrbogen
- 8,5 m lange Sammelleitung DN 100 bis Übergang zum Fallrohr.
- 6,50 m langes Fallrohr DN 75, senkrecht eingebaut, 0,25 m langes Endstück DN 125.

Die Optimierung der genannten Systemparameter kann vorzugsweise durch eine Software erfolgen, die kommerziell erhältlich ist, zum Beispiel bei der Firma Keidel Drainstar GmbH, Deutschland.
Bei Einleitung in das Grundwasser zum Zwecke dessen Auffüllung sollte stromabwärts vom genannten Sedimentations-Grobfilter ein Feinfilter angeordnet sein, der mechanisch und je nach Anforderungen auch chemisch wirkt, indem er zum Beispiel Aktivkohle und / oder handelsübliche Granulate enthält. In vorteilhafter Weise können sogenannte Schluckbrunnen gebaut werden, um die Anbindung an das Grundwasser herzustellen. Die vorgenannte Sammelleitung führt in dem Fall durch eine Bohrung des Futterohrs hindurch. Das Rohrkrümmerstück wird angesetzt und führt nach unten. Daran wird dann das eigentlich Fallrohr angesetzt - entweder mit dem gleichen oder einem kleineren Durchmesser. Das Fallrohr wird dann im Schluckbrunnen geeignet befestigt, um sein Gewicht abzufangen.
Bei der Ableitung des Wassers in ein kanalgebundenes Ableitsystem, sei es ein Regenwasserkanal oder ein Mischsystem, können die Filtrierungsanforderungen je nach den Voraussetzungen vorort durch passende Filter angepasst werden, und ein entsprechender Feinfilter eingesetzt werden oder kann ganz entfallen.
Als Rohrmaterial können die üblichen, DIN-gemäßen Rohre aus Guss, PP, PE oder PVC bevorzugt verwendet werden, die für Erdverlegung und planmäßig vollgefüllte Leitungen, geeignet sind. Bevorzugt kommen Fallrohre mit einer Höhenerstreckung von 4 m bis 12 m zum Einsatz. Die Mindesthöhe von 4m ergibt aus VDI 3806.
Es ergeben sich folgende Vorteile:

Bei Verwendung als dezentral einsetzbares Mittel zur Grundwasserauffüllung wird das Grundwasser jedes Mal, wenn es regnet aufgefüllt. Die genannte Fallleitung ist bevorzugt Teil eines Schluckbrunnens, der eine indirekte Anbindung an das Grundwasser besitzt. Es können dabei erfindungsgemäße Systeme mit kurzer Bauzeit auch in bereits dichtbebauten Innenstädten leicht integriert werden. Dabei können dünnere Rohre verwendet werden, was Materialresourcen bis zu 75% und bis zu 90% CO2 einspart. Bei der Verlegung der Sammelleitung ist nicht unbedingt ein permanentes Gefälle herzustellen. Das System funktioniert dank der bewirkten Druckströmung, die durch die genannte Saugwirkung erzielt wird, auch bei waagerechtem Verlauf der Sammelleitung ohne wesentliche Höhensprünge.

Die Ableitung von Regenwasser kann erfindungsgemäß dezentral erfolgen, weil die Systeme vielfach in der Fläche - insbesondere der dichtbebauten Innenstadt - eingesetzt werden können. Damit können lange, teurere und viele Planungsaufwand erfordernde Rohrleitungen zu weit entfernten Großkläranlagen vermieden werden.
Die Erstellung von vielen dezentral angeordneten Schluckbrunnen ist kostengünstiger als Versickerungssysteme, die eine mehr oder weniger lange Zulaufleitung benötigen und die anderweitige Nutzung ihrer Fläche einschränken. Es sind keinerlei größere Erdarbeiten und keine Baugrube erforderlich, sondern es müssen nur kleine Bohrlöcher gebohrt werden, dies mit mobilen Bohrgeräten, um einen jeweiligen Schluckbrunnen zu erstellen. Damit eignet sich das erfindungsgemäße Entwässerungssystem hervorragend zum Einsatz in bebauten, auch in dicht bebauten Gebieten, und kann gerade dort helfen, wo es oft am dringendsten notwendig ist, ein Absinken des Bodens zu verhindern. Die schmalen, stets waagerechten Rohrgräben mit nur geringer Grabentiefe können mit mobilen Fräsen mit geringem Aufwand erstellt werden.
Wenn das erfindungsgemäße Entwässerungssystem verwendet wird, um Oberflächenwasser durch bestehende Kanäle abzuführen, dann wird die Entwässerung von Straßen und Plätzen beschleunigt. Dabei kommt vorteilhaft zur Geltung, dass das erfindungsgemäße Entwässerungssystem modulartig wiederholt mit extrem geringem baulichen Aufwand eingesetzt werden kann, um deutlich mehr Einleitstellen zur Ableitung von Oberflächenwasser zu erstellen. Da die Ableitung durch eine Druckströmung erfolgt, die von der Höhe des Fallrohrs abhängt, kann die Ableitung im Verhältnis zur drucklosen Ableitung erheblich beschleunigt werden. Bevorzugt kommen Fallrohre mit einer Höhenerstreckung ab 4 m oder mehr zum Einsatz.
Figurenliste
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung auf ein erfindungsgemäßes Entwässerungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung auf ein erfindungsgemäßes Entwässerungssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
3 zeigt eine schematisch gehaltene Topologie eines Entwässerungssystem nach 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit zwei Straßeneinläufen, die in einer Hintereinander- Anordnung in einen gemeinsam verwendeten Schluckbrunnen entwässern.
4 zeigt eine schematisch gehaltene, flächenartig entwässernde Topologie eines Entwässerungssystem nach 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit vier Stra-ßeneinläufen, die in einer Parallel- Anordnung von je zwei hintereinander angeordneten Straßeneinläufen in einen gemeinsam verwendeten Schluckbrunnen entwässern.
5 zeigt eine schematisch gehalten, längsstreifenartig entwässernde Topologie eines Entwässerungssystem nach 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit vier Straßeneinläufen, die in einer Parallel- Anordnung von je zwei hintereinander angeordneten Straßeneinläufen in einen gemeinsam verwendeten Schluckbrunnen entwässern.
6 zeigt eine schematisch gehaltene Topologie eines Entwässerungssystem nach 1 und 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer nicht dargestellten Anzahl von Straßeneinläufen, die in drei gemeinsam verwendete Schluckbrunnen entwässern.
7 zeigt eine schematisch gehaltene Topologie eines Entwässerungssystem nach 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit zwei in Reihe angeordneten Filterschächten, die jeweils von zwei Bodenrinnen gespeist werden und in einen gemeinsam verwendeten Schluckbrunnen entwässern.
8 zeigt schematisch ein Entlüftungsrohr, das im oberen Bereich eines Schluckbrunnens angeordnet ist.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.
1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung auf ein erfindungsgemäßes Entwässerungssystem gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, das Oberflächenwasser über einen üblichen Straßeneinlauf mit Gullydeckel in das Grundwasser entwässert.
In die Oberfläche 21 einer Straße ist ein Straßeneinlauf 1 wasserdicht eingebaut. Er weist oben einen üblichen Gitterrost 15 auf, zum Beispiel einen Gullydeckel, der größere oder sperrige Gegenstände nicht hindurchlässt. Wesentlicher Teil des Straßeneinlaufs ist ein zylinderförmiger Filterschacht 2, dessen Größe abhängig ist vom geplanten Berechnungsregen und vom Verschmutzungsgrad des Oberflächenwassers. Solche Filterschächte sind in vielfacher Form und Größe kommerziell erhältlich. Direkt unter dem Gullydeckel 15 ist ein Sedimentationskorb 3 auf einem ringförmigen Vorsprung eingehängt, der Laub, Schmutz und dergleichen auffängt.
Unter dem Sedimentationskorb 3 ist mit etwas Abstand ein Filterelement 4 ebenfalls auf einem ringförmigen Vorsprung bündig mit der Innenwand des Filterschachts 2 aufgesetzt. Die Hersteller von Filterschächten und Straßenleinläufen stellen geeignete Filtersysteme bereit, etwa die Firma eco sense international GmbH, siehe, www.ecosenseint.com Die Entfernung von Feststoffen erfolgt darin in erster Linie durch Sedimentation, während gelöste Schwermetallgehalte nur in Systemen mit geeigneten Filtersubstraten (z.B. durch lonenaustausch) eliminiert werden können.
Zu den physikalischen Behandlungsmethoden gehören zum Beispiel Filtration, Sedimentation, Entfernung von Leichtfraktionen und die Entfernung von „schwimmenden“ Fraktionen. Gelöste Stoffe werden mit Hilfe von chemischen Prozessen, wie z. B. Sorption und lonenaustausch. Beide Prozessformen kommen unter Verwendung eines Substrats in chemischphysikalischen Behandlungssystemen vor.
Der Filterkorb 3 kann wie üblich inspiziert, gewartet und der Feinfilter 4 darüber hinaus regelmäßig ausgetauscht werden.
Ein Auslaufrohr 6 stellt den Ausgang aus dem Filterschacht 2 dar, in den das Wasser hineinlaufen kann. Es weist eine Mündung 26 auf, die nach unten gerichtet ist und deren Rand in einer waagerechten Ebene liegt, mit einem Abstand von etwa 2 cm über dem Boden des Filterschachts 2. Das Auslaufrohr 6 geht in einen Rohrkrümmer von 90° über. In diesen eingesteckt und dicht verbunden ist eine Sammelleitung 7, die durch eine geeignete, wasserdicht abgedichtete Öffnung in der Wandung des Filterschachts 2 hindurchgeht. Die Sammelleitung 7 ist im Beispiel etwa 10 m lang und führt in waagerechtem Verlauf zu einem Schluckbrunnen 10, durch dessen Futterrohr 11 sie geführt ist. Im Futterohr 11 ist die Sammelleitung 7 mit einem 90° Rohrkrümmerstück 28 verbunden, das nach unten führt. Dieser 90°- Rohrkrümmer bildet einen Übergang zu einem Fallrohr 8, das im Inneren des Futterrohrs nach unten in Richtung Grundwasserspiegel verläuft. Das Fallrohr 8 hat eine Länge von etwa 5 m und mit seinem unteren Ende 9 ca. 50 cm über dem Höchstpegel des dort vorhandenen Grundwasserspiegels. Das Fallrohr 8 ist mit einer Edelstahlschiene verstärkt und mittels Rohrschellen mit dem Fallrohr kraftschlüssig verbunden, um ein Auseinandergleiten der Rohrverbindungen zu verhindern. Die Edelstahlschiene wird an einer Verstärkung des Futterohres in der Nähe des Rohrbogens 28 befestigt, um dessen Gewicht aufzunehmen. Alternativ kann das Fallrohr aus einem leichten Schlauchrohr bestehen, das keine Konstruktion gegen Auseinandergleiten und Gewichtaufnahme benötigt.
Der Schluckbrunnen 10 weist an seinem oberen Ende des Futterohrs 11 einen wasserdicht abdichtenden und begehbaren Deckel 14 auf, der als Revisionszugang verwendbar ist. Bevorzugt am Rohrkrümmerstück 28 ist ebenfalls eine von oben zugängliche Revisionsöffnung vorhanden, durch die die Sammelleitung 7 und das Fallrohr 8 inspiziert und gegebenenfalls gereinigt werden können.
Im Betrieb füllt sich das Sammelbecken 5, das Wasser tritt niveaugleich in das Sammelrohr ein, füllt sich ebenfalls, bildet dann eine Wassersäule im Fallrohr, die das stromauf liegende Wasservolumen saugend durch ihr Eigengewicht anzieht, wodurch die Druckströmung entsteht, die die Entwässerung beschleunigt. Wenn die (planmäßige) Vollfüllung der Sammelleitung erreicht ist, fällt diese liegende „Wassersäule“ durch das Fallrohr mit großer Geschwindigkeit mittels der Schwerkraft auf den unten liegenden Grundwasserspiegel.
2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung auf ein erfindungsgemäßes Entwässerungssystem gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, das Oberflächenwasser über eine Bodenrinne 19 einfängt, dieses Wasser über ein Anschlussrohr 18 mit Einlass 17 in einen Straßeneinlauf 1 mit verschlossenem Deckel 16 in einen Filterschacht 2 ablaufen lässt, von wo es wie im ersten Ausführungsbeispiel über einen Schluckbrunnen 10 in das Grundwasser geleitet wird.
Die Bodenrinnen 19 werden sinnvoll verwendet, um eine Alternative gegenüber Punktabläufen zu haben.
Mit weiterem Bezug zu den 3 bis 7 werden verschiedene, exemplarisch und illustrativ gewählte Netztopologien beschrieben, in denen die vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Die Strömungsrichtung ist bis auf 5 immer einheitlich von links nach rechts.
3 zeigt eine schematisch gehaltene Topologie eines Entwässerungssystems nach 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit zwei Straßeneinläufen 1a und 1b, die in einer Hintereinander- Anordnung in einen gemeinsam verwendeten Schluckbrunnen 10 entwässern. Dabei wird der stromab von 1b liegende Teil der Sammelleitung 7 von beiden Straßeneinläufen in effizienter Weise gemeinsam verwendet und kann bei Bedarf einen demgemäß etwas größeren Durchmesser besitzen als der stromauf liegende Teil 1a der Sammelleitung 7. Diese sogenannte L-Netz ist einfach und übersichtlich und hat wenige Bögen.
4 zeigt eine schematisch gehaltene, flächenartig entwässernde Topologie eines Entwässerungssystem nach 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit vier Stra-ßeneinläufen 1a bis 1d, die in einer Parallel- Anordnung von je zwei hintereinander angeordneten Straßeneinläufen in einen gemeinsam verwendeten Schluckbrunnen 10 entwässern. Es gibt dabei zwei Sammelleitungen 7, eine für Straßeneinläufe 1a und 1b, die andere für Straßeneinläufe 1c und 1d. Für die Dimensionierung der einzelnen Abschnitte der Sammelleitungen 7 gilt das, was oben bei 3 erläutert wurde.
Eine solche Topologie bietet sich an, wenn ein Schluckbrunnen in der Nähe aller vier Stra-ßeneinläufe liegt und eine ausreichend große Absorptionskapazität, also Schluckleistung besitzt. Dieses sogenannte U-Netz bietet den Vorteil von großer Entwässerungskapazität auf kleinem Raum.
5 zeigt eine schematisch gehaltene, längsstreifenartig entwässernde Topologie eines Entwässerungssystems nach 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit vier Straßeneinläufen 1a bis 1 d, die in einer Parallel- Anordnung von je zwei hintereinander angeordneten Straßeneinläufen in einen gemeinsam verwendeten Schluckbrunnen 10 entwässern. Es gibt dabei zwei Sammelleitungen 7, eine für Straßeneinläufe 1a und 1b, die andere für Straßeneinläufe 1c und 1d, an zwei unterschiedlichen Übergangspunkten in das Fallrohr münden. Sie können jedoch auch an einem gemeinsamen Übergangspunkt in das Fallrohr münden. Für die Dimensionierung der einzelnen Abschnitte der Sammelleitungen 7 gilt das, was oben bei 3 erläutert wurde.
Alternativ können sich die Sammelleitung links und die Sammelleitung rechts in der Nähe vom Fallrohr vereinen zu einer gemeinsamen kurzen ca. 1 m langen Sammelleitung, ähnlich 4. Dieses sogenannte T-Netz bietet den Vorteil einer wirtschaftlichen Lösung, aber den Nachteil, dass der Brunnen und eine etwaige Entlüftung ungünstig in der Mitte liegen.
6 zeigt eine schematisch gehaltene Topologie eines Entwässerungssystem nach 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer nicht dargestellten Anzahl von Straßeneinläufen, die über drei Verteilerleitungen 23a-23c in drei gemeinsam verwendete Schluckbrunnen 10a bis 10c entwässern.
Hier haben die drei Schluckbrunnen 10a-c einzeln betrachtet eine relativ geringe Absorptionskapazität im Verhältnis zum Nenndurchfluss in der einzigen Sammelleitung 7. Die Verteilerleitungen 23a - 23c können kleiner dimensioniert werden als Sammelleitung 7.
7 zeigt eine schematisch gehaltene Topologie eines Entwässerungssystem nach 2 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit zwei in Reihe angeordneten Stra-ßeneinläufen 2a, 2b, die jeweils von zwei Bodenrinnen 19a, 19b, bzw., 19c und 19d gespeist werden und in einen gemeinsam verwendeten Schluckbrunnen 10 über eine zum Teil gemeinsam genutzte Sammelleitung 7 entwässern. Für die Dimensionierung der einzelnen Abschnitte der Sammelleitungen 7 gilt das, was oben bei 3 erläutert wurde.
8 zeigt schematisch ein Entlüftungsrohr 24, das im oberen Bereich eines Schluckbrunnens 10 zwecks einer effizienteren Grundwassernachspeisung angeordnet ist. Das Entlüftungsrohr sollte wasserdicht, hochwassersicher und außerhalb der zu entwässernden Verkehrsfläche platziert sein. Das Entlüftungsrohr 24 mündet kurz unterhalb des Deckels 14 des Schluckbrunnens 10.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel analog zu 1 oder 2 mündet das Fallrohr nicht in das Grundwasser sondern in einen offenen Regenwasserablaufkanal einer zu entwässernden Straße. Für die Straßenentwässerung bietet sich eine längsgerichtete, streifenartig entwässernde Netztopologie an. Im Verhältnis zum Stand der Technik mit druckloser Entwässerung wird die Entwässerung der Straße somit erheblich beschleunigt.
Die vorliegende Erfindung ist auch in Form eines Verfahrens zur flächenhaften, dezentralen Auffüllung des Grundwassers verwendbar. Die einzelnen Schritte des Verfahrens laufen automatisch ab, wenn in einer bestimmten Fläche eine Vielzahl von Schluckbrunnen mit dem vorbeschriebenen Entwässerungssystem gebaut sind, und es dort in dieser Fläche regnet.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Insbesondere der Aufbau des Filterschachts kann auch eine weit oben liegende Auslauföffnung haben, wobei das abfließende Wasser U-förmig oder in einer punktsymmetrischen Struktur mit Inneneinströmung und Weiterströmung durch einen Ringraum im Schacht durch den Schacht geleitet wird und die Filterelemente an geeigneter Stelle vorhanden sind.
Schließlich können die Merkmale der Unteransprüche im Wesentlichen frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende Reihenfolge miteinander kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander sind.

Claims

Entwässerungsvorrichtung zur Entwässerung von Straßen und Plätzen, enthaltend eine Straßeneinlaufvorrichtung (1) zum Einlaufenlassen eines zu entwässernden Volumenstroms an Oberflächenwasser, enthaltend einen eine Filtereinrichtung (3,4) aufweisenden Filterschacht (2) stromab der Straßeneinlaufvorrichtung (1), gekennzeichnet dadurch dass a) der Filterschacht (2) ein Sammelbecken (5) mit einem vorgegebenen Volumen für gefiltertes Wasser enthält, b) die Entwässerungsvorrichtung weiter ein Auslaufrohr (6) enthält mit einer Rohrmündung (26) in dem Sammelbecken (5) zum Auslaufenlassen von Wasser aus dem Sammelbecken (5) in eine Sammelleitung (7) mit vorgegebener Länge und Durchmesser und im Wesentlichen horizontaler Längserstreckung, c) wobei das Niveau der Oberkante der Rohrmündung (26) des Auslaufrohrs (6) unter einem vorgegebenen Mindestfüllniveau des Sammelbeckens (5) liegt, d) wobei ein stromabwärts der Sammelleitung (7) angeordnetes, mit ihr verbundenes Fallrohr (8) zum Wegleiten des Wassers vorgesehen ist, e) wobei eine Auslauföffnung (9) des Fallrohrs derart angeordnet ist, dass in dem Fallrohr (8) vorhandene Luft durch in das Fallrohr einströmendes Wasser aus dem Fallrohr verdrängt werden kann.
Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Filtereinrichtung einen Grobfilter (3) sowie einen stromabwärts vom Grobfilter angeordneten Feinfilter (4) enthält, wobei das Fallrohr (8) zum Wegleiten des Wassers in einen Grundwasserleiter (13) angeordnet ist und die Auslauföffnung (9) des Fallrohrs in einem vorgegebenen Mindestabstand zum Wasserspiegel des Grundwasserleiters angeordnet ist.
Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rohrmündung (26) des Auslaufrohrs (6) im Wesentlichen in einer waagerechten Ebene angeordnet ist.
Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Höhendifferenz des Fallrohrs (8) von wenigstens 4 Metern.
Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl an Straßeneinläufen (1) mit einer gemeinsamen Sammelleitung (7) verbunden sind.
Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl an Sammelleitungen (7) in einen Schluckbrunnen (10) münden.
Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Sammelleitung (7) in eine Mehrzahl an Verteilerleitungen (23a, 23b, 23c) mündet, die jeweils in einen eigenen Schluckbrunnen (10a, 10b, 10c) münden.
Entwässerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Auslauföffnung (9) des Fallrohrs (8) mit einem Abwasserkanalsystem oder einem Regenwasserkanalsystem verbunden ist.