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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Versickerung
von Wasser bei hohem Grundwasserspiegel.
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Anwendungsgebiet
der Erfindung ist die Versickerung von gereinigtem Abwasser nahe
am Entstehungsort, auch wenn dort der Grundwasserspiegel zumindest
zeitweise so hoch liegt, dass eine Versickerung nach dem Stand der
Technik nicht möglich ist.
Die Versickerung vor Ort ist sowohl aus ökologischer als auch aus ökonomischer
Sicht besonders vorteilhaft und entspricht den Anforderungen der
internationalen Agenda 21, Wasser- und Rohstoffkreisläufe möglichst
lokal zu schließen.
Gereinigtes Abwasser und/oder Brauchwasser kann zur Neubildung von
Grundwasser vor Ort wiederverwertet werden. Nach dem Stand der Technik
geht dies aber nur dann, wenn der Grundwasserspiegel dauerhaft tiefer als
etwa 1,20 m unter der Geländeoberkante
liegt. Andernfalls ist eine Verunreinigung des Grundwassers wegen
kurzer Strecke der Bodenpassage zu befürchten und/oder die Sickergeschwindigkeit
reicht mangels Ablaufmöglichkeit
nicht aus.
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Die
Erfindung ist auch zur Versickerung von gesammeltem Niederschlagswasser
einsetzbar, beispielsweise zur Versickerung des von Dachflächen gesammelten
Regenwassers und/oder zur Versickerung von auf anderen zumindest teilweise
Wasser-undurchlässigen
Flächen
gesammeltem und bei Bedarf aufbereitetem Wasser. Ferner ist die
Erfindung zur Versickerung sonstigen in Sammel- oder Speichereinheiten
und/oder Wasser-Aufbereitungsanlagen anfallenden Wassers einsetzbar
und nachrüstbar.
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Die
Erfindung ist sowohl auf den Grundstücken von Einfamilienhäusern und/oder
Ferienhäuschen
als auch für
das in größeren Gebäudekomplexen
anfallende Wasser einsetzbar.
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In
vielen Regionen herrscht zumindest in der warmen trockenen Jahreszeit
Wasserknappheit bei teilweise bedenklich sinkendem Grundwasserspiegel.
Ursache hierfür
ist oft, dass Wasser im ländlichen Raum
dezentral entnommen wird, beispielsweise über Brunnen, aber nach dessen
Benutzung zentral abgeführt
wird, beispielsweise über
Rohrleitungen in sogenannte Vorfluter. Eine Nutzung und/oder Versickerung
des Wassers vor Ort reduziert ein unerwünschtes Absinken des Grundwasserspiegels
und verringert ausserdem das Hochwasser-Aufkommen am Vorfluter.
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Aus
der DIN 4261 Teil 1 ist ein Verfahren zur Untergrundverrieselung
bekannt, nach dem Rohre mit Öffnungen
50 bis 60 cm tief unterhalb der Geländeoberkante verlegt werden,
wobei aber ein Abstand von mindestens 60 cm zum höchsten Grundwasserstand
einzuhalten ist. Das Verfahren ist also nur dann einsetzbar, wenn
der höchste
zu erwartende Grundwasserspiegel nicht höher als 50 cm + 60 cm = 110 cm
unterhalb der Geländeoberkante
liegt. Im Falle zumindest zeitweise höherer Grundwasserstände wurde
von Fachleuten bisher keine Untergrundverrieselung durchgeführt, sondern
nicht mehr gewünschtes
Wasser wurde über
künstliche
Systeme abgeleitet und/oder in Tankfahrzeugen abgefahren, das heisst
dem Kreislauf vor Ort entzogen. Hierfür sind aufwändige Speichervorrichtungen
zum Zwischenlagern des Wassers bis zur Wiederverwendung und/oder
bis zur zeitlich verzögerten
Versickerung bekannt.
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Weiter
sind Versickerungsmulden bekannt, aus denen das Wasser senkrecht
nach unten abfliesst. Wenn das Wasser unterhalb der Mulde nur sehr
langsam abfliesst, erfüllt
eine Versickerungsmulde ebenfalls Speicherfunktion, wobei die Speicherkapazität einer
Mulde bei mehrtägigem
hohem Grundwasserstand nicht ausreicht. In vielen Regionen sind
Versickerungsmulden zudem nicht zugelassen, sondern es ist eine
flächige
Verteilung des zu versickernden Wassers gesetzlich vorgeschrieben.
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Nachteilig
beim Stand der Technik ist, dass die ökologisch und wirtschaftlich
sinnvolle Versickerung des Wassers vor Ort nur dann dauerhaft einsetzbar
ist, wenn der Grundwasserspiegel ganzjährig mehr als etwa einen Meter
unter der Geländeoberkante
liegt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung
zu schaffen, mit welchen die oben genannten Nachteile am Stand der Technik
behoben werden und eine einfache und preiswert zu realisierende
dauerhaft wirksame und ökologische
Vorrichtung zur Versickerung von Wasser bei hohem Grundwasserspiegel
zur Verfügung steht,
insbesondere bei einem Grundwasserspiegel, der zumindest zeitweise
weniger als 1,10 m unterhalb der Geländeoberkante liegt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäss
gelöst
durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil der Hauptansprüche 1 und
4 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
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Ein
besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass Wasser auch
dann versickert werden kann, wenn der Grundwasserspiegel zumindest
zeitweise weniger als 30 cm unter der Geländeoberkante liegt, dadurch
gekennzeichnet, dass die Geländeoberkante
künstlich
erhöht
wird, beispielsweise durch einen Wall und/oder eine Aufschüttung und
dass diese Erhöhung
durch eine seitliche Abdichtung stabilisiert wird.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die künstliche
Erhöhung
der Sickerstränge
in einem größeren Anteil
der vertikalen Versickerungsstrecke Mutterboden angeordnet ist,
der eine besonders hohe Wasser-Aufnahmekapazität aufweist.
Dies ist vor allem dann wichtig, wenn vor Ort bindige, schlecht
Wasseraufnahmefähige
Bodenschichten vorliegen, auf denen eine Versickerung nach dem Stand
der Technik von vielen Behörden nicht
genehmigt wird.
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Die
Erfindung soll nachstehend anhand von zumindest teilweise in den
Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden.
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Es
zeigen:
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1 eine Systemskizze als
vertikalen Querschnitt
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2 eine Systemskizze als
vertikalen Querschnitt in Kombination mit einem bewachsenen Bodenfilter
als vorteilhafte Ausgestaltung
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3 eine Systemskizze als
vertikalen Längsschnitt
mit einer weiteren Möglichkeit
der Wasserzuführung
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1 zeigt eine Systemskizze
der Erfindung im vertikalen Querschnitt: Die Geländeoberkante 1 wird
durch einen Wall 2 künstlich
erhöht,
so dass in einem Wasser-durchlässigen Material,
beispielsweise einem Kiesbett 3 vorzugsweise aus gewaschenem
Kies mit der Körnung
8–16 mm,
mindestens ein Sickerstrang 4 derart angeordnet ist, dass
ab dem Sickerstrang 4 bis zum höchsten Grundwasserspiegel 6 eine
mindestens 60 cm lange vertikale Sickerstrecke 5 verbleibt.
Statt eines Kiesbettes ist auch Mutterboden vorteilhaft, da Mutterboden
besonders Wasser-aufnahmefähig
ist und zusätzlich
Durchwurzelung und Mikroorganismen zur Erhaltung der Wasser-Aufnahmekapazität beitragen.
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Zum
Schutz vor Frost ist zwischen jedem Sickerstrang 4 und
der erhöhten
Geländeoberkante 1b eine
beispielsweise 30 cm dicke Frostschutz-Schicht 7 angeordnet.
Die Frostschutz-Schicht 7 kann
zumindest teilweise durch die Auffüllung 8 und die Schutzschicht 9 ersetzt
sein. In Frost freien Regionen kann die Frostschutz-Schicht 7 dünner als
30 cm sein oder entfallen. Eine Auffüllung 8 verhindert,
dass Gerüche und/oder
Keime und/oder sonstige unerwünschte Aerosole
und/oder Substanzen aus dem zu versickernden Wasser an die Oberfläche gelangen.
Die Auffüllung 8 schützt die
darunterliegende Anordnung auch vor mechanischer Beschädigung beispielsweise
durch Begehen oder Befahren. Ausserdem kann mit Hilfe der Auffüllung 8 die
gesamte Anordnung bepflanzt und so optisch dem Bild der Umgebung
angepasst werden, so dass das Sickerbeet nicht als Fremdkörper im
Garten und/oder in der Landschaft wahrgenommen wird. Eine Schutzschicht 9,
beispielsweise ein Vlies, verhindert, dass Feststoffe aus der Auffüllung 8 in
das Kiesbett und/oder Mutterboden 3 glangen. Die Schutzschicht 9 kann
aus jedem beliebigen Material bestehen, das Luft-durchlässig und
Wasser-durchlässig
ist, aber Feststoffe zurückhält. Eine
mindestens überwiegend
Wasser-undurchlässige
seitliche Abdichtung 10 verhindert, dass das zu versickernde
Wasser seitlich statt senkrecht nach unten abfliesst. Die seitliche
Abdichtung 10 ist an jeder Seite des Kiesbettes und/oder
Mutterbodens 3 vorzugsweise vertikal im Erdreich angeordnet
und endet vorzugsweise 20 cm unterhalb der Höhe der Geländeoberkante 1.
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Das
Kiesbett und/oder der Mutterboden 3 kann ganz oder teilweise
durch ein beliebiges anderes zur Versickerung geeignetes Material
ersetzt sein. Der Sickerstrang 4 kann aus handelsüblichen Rohren,
vorzugsweise DN 100, mit Öffnungen
bestehen und wird mit einem Gefälle
von vorzugsweise 1/500 verlegt. Die Frostschutz-Schicht wird aus
allen über
einem Sickerstrang 4 angeordneten Schichten gebildet, also
aus einem Teil des Kiesbettes und/oder Mutterbodens 3,
der Schutzschicht 9 und der Auffüllung 8. Die Schutzschicht 9 besteht
vorzugsweise aus einem Feststoff-sperrenden, aber Wasser- und Luft-durchlässigem Vlies.
Sie verhindert das Zuschlämmen
des darunterliegenden Kiesbettes 3. Die Auffüllung 8 kann
ganz oder teilweise aus Luft-durchlässigem Material bestehen und/oder
in Frost freien Regionen ganz weggelassen werden. Eine Auffüllung aus
Mutterboden ist beispielsweise dann sinnvoll, wenn die Anordnung
gemäss
der Erfindung bepflanzt und somit in das Garten- und/oder Landschaftsbild
integriert werden soll. Eine Bepflanzung der erhöhten Geländeoberkante 1b ist
auch deshalb vorteilhaft, weil die Pflanzen zusätzlich Wasser verdunsten und
weil die Durchwurzelung und/oder die im Wurzelbereich angesiedelten
Organismen zur Erhaltung der Wasser-Aufnahmekapazität beitragen.
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Die
seitliche Abdichtung 10 kann aus beliebigem mindestens überwiegend
Wasser-undurchlässigem
Material bestehen, das stabil genug ist, um dem seitlichen Druck
Stand zu halten, beispielsweise Holz, Metall, Kunststoff, Mauerwerk,
Ton, Lehm und/oder Folie. Die seitliche Abdichtung 10 kann
die Anordnung gemäss
der Erfindung auch nach aussen begrenzen. Ein Wall 2 ist
nicht zwingend erforderlich, aber vorteilhaft, um eine höhere Stabilität der gesamten Anordnung
und eine bessere Integrationsmöglichkeit
in das Landschaftsbild zu erreichen.
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2 zeigt eine Systemskizze
im vertikalen Querschnitt in Kombination mit einem bewachsenen Bodenfilter
als vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung. Bei zumindest zeitweise
hohem Grundwasserstand ist es vorteilhaft, den bewachsenen Bodenfilter zur
Abwasser-Reinigung oberhalb der Geländeoberkante 1 anzuordnen,
d.h. oberhalb des höchsten Grundwasserspiegels 6.
Somit ist bereits ein Wall 2 in Form einer zweiten Anhöhung vorhanden,
in dem neben dem bewachsenen Bodenfilter 11 auch die Versickerungsanordnung
gemäss 1 angeordnet ist. Der bewachsene
Bodenfilter ist seitlich und nach unten durch eine Wasser-undurchlässige Dichtung 13 eingefasst.
Eine seitliche Abdichtung 10 der Versickerungsanordnung
ist somit nur auf der dem bewachsenen Bodenfilter abgewandten Seite
erforderlich. Das im bewachsenen Bodenfilter 11 gereinigte Wasser
wird üblicherweise
in einer Sammel- und Kontrolleinheit 14 gesammelt, in der
mindestens eine Pumpe 15 angeordnet ist. Diese Pumpe 15 fördert das
zu versickernde Wasser in mindestens einen Sickerstrang 4.
In vielen Anwendungsfällen,
beispielsweise im Ablauf einer Hauskläranlage, ist eine Pumpe auch
unabhängig
von der Erfindung erforderlich. Es ist besonders vorteilhaft, wenn
die Beschickung nicht kontinuierlich, sondern in Intervallen realisiert wird,
da dies der Verstopfung (Kolmation) im Kiesbett und/oder Mutterboden 3 vorbeugt
und eine gleichmäßigere Beschickung über die
gesamte Länge
jedes Sickerstranges 4 gewährleistet.
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Die
Beschickung in Intervallen hat zudem den Vorteil, dass die Sickerstränge 4 und
die Sickerstrecke 5 frostfrei gehalten werden, da das ankommende
Wasser üblicherweise mehrere
Grad wärmer als
0°C ist
und somit der ankommende Wasserschwall versickert, bevor er gefriert,
d.h. die Sickerstrecke 5 wird nicht durch Eis blockiert
und/oder Ansätze
von Eis werden durch den ankommenden wärmeren Wasserschwall aufgetaut.
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3 zeigt eine Systemskizze
als vertikalen Längsschnitt
durch das Sickerbeet und durch einen Sickerstrang 4 mit
einer weiteren Möglichkeit
der Wasserzuführung.
Hierbei ist die Sammel- und Kontrolleinheit 14 überwiegend
oberhalb des Sickerstanges 4 und zumindest teilweise innerhalb
der Auffüllung 8 angeordnet,
was beispielsweise dann vorteilhaft ist, wenn die Anordnung eine
Regen-Auffangeinheit
ersetzt. Das zu versickernde Wasser wird von oben (Pfeil) und/oder
seitlich (im Längsschnitt
nicht dargestellt) in die Sammel- und Kontrolleinheit 14 eingefüllt und
verteilt sich (Doppelpfeil) auf den Sickerstrang 4 und/oder
auf beiderseits der Sammel- und Kontrolleinheit 14 liegende
Teilstücke
des Sickerstranges 4. Im unteren Bereich der Sammel- und Kontrolleinheit 14 sind
vorteilhafterweise Vorrichtungen zur Regulation der Intervalle der
Beschickung angeordnet (nicht dargestellt). Eine seitliche Abdichtung 10 ist
auch an den Stirnseiten des erhöhten
Sickerbeetes angeordnet, sofern sich dort nicht eine andere Befestigung
oder Abdichtung und/oder eine natürliche Erhöhung befindet, wie in 2 beispielhaft dargestellt.
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Eine
Lüftungsöffnung mit
Schutz 16 ermöglicht
die Belüftung
und/oder verhindert einen Unterdruck und verhindert das Eindringen
von Fremdkörpern
und/oder Niederschlag. An/in der Belüftung mit Schutz 16 ist
vorteilhafterweise mindestens ein Bioluftfilter 17 angeordnet.
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Die
Erfindung ist nicht beschränkt
auf die hier dargestellten Ausführungsbeispiele.
Vielmehr ist es möglich,
durch Kombination und Modifikation der genannten Mittel und Merkmale
weitere Ausführungsvarianten
zu realisieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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- 1
- Geländeoberkante
- 1b
- erhöhte Geländeoberkante
- 2
- Wall
- 3
- Kiesbett
und/oder Mutterboden
- 4
- Sickerstrang
- 5
- Vertikale
Sickerstrecke
- 6
- höchster Grundwasserspiegel
- 7
- Frostschutz-Schicht
- 8
- Auffüllung
- 9
- Schutzschicht
- 10
- seitliche
Abdichtung
- 11
- bewachsener
Bodenfilter
- 12
- Bepflanzung
- 13
- Dichtung
- 14
- Sammel-
und Kontrolleinheit
- 15
- Pumpe
- 16
- Lüftungsöffnung mit
Schutz
- 17
- Bioluftfilter