regenklär- und regenrückhaltebecken lachengraben · qab rrb = qab - qab1 - qab2 = 700 l/s – 55...

Straßenbauverwaltung Baden-Württemberg Regierungspräsidium Stuttgart

Straße: BAB 81 Station: BAB-km 576+834 bis 576+691

Regenklär- und Regenrückhaltebecken Lachengraben

PSP-Element: V.2140.A0081.S01.117.07

Feststellungsentwurf

Teil C Wassertechnische Untersuchungen

Unterlage 18

aufgestellt:

Regierungspräsidium Stuttgart Abt. 4 Straßenwesen und Verkehr Ref. 44 Straßenplanung

Stuttgart, den 21.12.2015

Seite 1 ID-02238, RP Stuttgart, Regenklär- und Regenrückhaltebecken Lachengraben

INHALTSVERZEICHNIS

1 ERLÄUTERUNGEN

2 BEMESSUNGSGRUNDLAGEN 2.1 Bemessungsregen

2.2 Abflussbeiwerte

2.3 Einzugsgebiete

3 BEMESSUNG REGENKLÄRBECKEN 3.1 Bestimmung der erforderlichen Regenwasserbehandlung

3.2 Beckenvolumen

3.3 Leichtstoffrückhalt

4 BEMESSUNG REGENRÜCKHALTEBECKEN

5 ANHANG

5.1 KOSTRA-Atlas, Regenreihe Ditzingen

5.2 Nachweis Regenrückhaltung

5.3 Retentionsraumausgleich

5.4 Systemskizze Leitungen

5.5 Unterlagenverzeichnis


1 Erläuterungen

Zur Behandlung des SOW der BAB ist der Bau einer Regenklärbeckens und eines Rückhaltebe-ckens geplant.

Das Regenklärbecken soll aus betrieblichen Gründen als Betonbecken in Rechteckform errichtet werden. Es wird zweistraßig mit einer Länge von 20 m, einer Breite von 2 x 5 m und einer Tiefe von 2,0 m ausgebildet.

Am Beckeneinlauf befindet sich ein Trennbauwerk mit Überlaufschwelle, der Überlauf ist über einen Kanal an das Rückhaltebecken angeschlossen. Der Zufluss zum Regenklärbecken geht über einen Verteilerschacht mit offenem Zulaufquerschnitt. Der Abfluss aus dem Klärbecken erfolgt über einen selbstregulierenden Klärüberlauf mit Schwimmstoffrückhaltung.

Die Ablaufdrosselung des Rückhaltebeckens erfolgt über eine Wirbeldrossel DN 500. Der Drossel-abfluss wird zunächst unter dem bestehenden Weg in einem geschlossenen Rohr DN 700 und an-schließend in einem offenen Graben in den Vorfluter geleitet.

Der Notüberlauf des Rückhaltebeckens wird über eine gepflasterte Notüberlaufschwelle am westli-chen Beckenrand und anschließend über die Wiese zum Lachengraben geführt.

Zurzeit entwässern die Flächen auf dem Brückenbauwerk bei km 576+900 direkt in den Vorfluter. Bei einer Sanierung des Bauwerkes sollen diese dann mit an die BAB Entwässerung angeschlossen werden. In der Bemessung der Becken ist dies schon berücksichtigt. Ebenfalls ist ein künftiger 8-streifiger Ausbau der BAB mit einem Flächenzuschlag eingerechnet.


2 Bemessungsgrundlagen

2.1 Bemessungsregen

Aus dem KOSTRA-Atlas (3) wurden die erforderlichen Intensitäten der Bemessungsregen der Re-genreihe Ditzingen, Spalte 27, Zeile 84 (siehe Anhang 1) entnommen.

2.2 Abflussbeiwerte

Die zu verwendenden Abflussbeiwerte werden in Anlehnung an die RAS-Ew festgelegt:

Fahrbahn und Mittelstreifen = 0,9

Bankett = 0,75

Mulde = 0,5

Böschung = 0,4

Außeneinzugsgebiet (abgekoppelt) = 0,05

2.3 Einzugsgebiete

In der Unterlage 3 sind die einzelnen Einzugsgebiete im Einzugsgebietsplan dargestellt.

Flächen , die über eine Behandlungsanlage entwässern:

Fahrbahn mit Mittelstreifen: 37.257 m²

Bankette: 12.112 m²

Mulden: 3.963 m²

Böschungen: 18.571 m²

Fahrbahn mit Mittelstreifen bei km 576+900 (geplant): 2.500 m²

Daraus ergeben sich folgende undurchlässige Flächen für die Bemessung des RKB:

Fahrbahn: 37257 m² x 0,9 = 33.531 m² = 3,35 ha

Bankette: 12112 m² x 0,75 = 9.084 m² = 0,91 ha

Mulden: 3963 m² x 0,5 = 1.982 m² = 0,20 ha

Böschungen: 18571 m² x 0,4 = 7.428 m² = 0,74 ha

Gesamtfläche RRKB: AU = 52.025 m² = 5,20 ha


Flächen mit vorläufiger Direkteinleitung in den Lachengraben:

Fahrbahn bei km 576+900: 2.500 m² x 0,9 = 2.250 m² = 0,225 ha

Flächen, die direkt in den Vorfluter eingeleitet werden:

Außengebiete A1, A2 , A3,A4 43,6 ha

Das abgehängte Außengebiet mit 43,6 ha wird mit einer abgestimmten Direkteinleitungsmenge von 260 l/s in den Lachengraben berücksichtigt Die Einleitung des Außengebietes erfolgt über einen separaten Kanal, der am RRKB vorbei geführt wird.


3 Bemessung Regenklärbecken

3.1 Bestimmung der erforderlichen Regenwasserbehandlung

In den technischen Regeln zur Ableitung und Behandlung von Straßenoberflächenwasser /1/ ist der Emissionswert für den Vorfluter Lachengraben zu überprüfen.

Gewässerpunkte Lachengraben

Einleitung innerhalb eines Wasserschutzgebietes G22 = 11 Pkt.

Einfluss aus der Luft (L) L1 = 1 Pkt.

Flächenbelastung (F) F6 = 35 Pkt.

Regenklärbecken mit rkrit = 60 l/s*ha D24d = 0,30

Abflussbelastung B = 1 (1+35)

B = 36

Emissionswert E = B * D = 36 * 0,30

E = 10,8 < 11 (G22)

Der Bau eines Regenklärbeckens mit rkrit = 60 l/s*ha ist ausreichend.

Die Berechnung erfolgte unter dem Ansatz der gesamten Einzugsfläche als direkt in einen Kanal einleitende Flächen

3.2 Beckenvolumen

angeschlossene Flächen: AU = 6,3 ha

A 81 AU = 52.025 m² = 5,2 ha

A 81 Reservefläche Au= 11.000 m² = 1,1 ha

Gesamtfläche AU,ges = 63.025 m² = 6,3 ha

rkrit = 60 l/s*ha

Annahme: Qf = 2 l/s

QRKB = Qkrit + Qf = rkrit * AU + Qf = 60 l/s*ha * 6,3 ha + 2 l/s = 378 l/s + 2 l/s = 380,00 l/s

²4,182/5,7

/00,380*6,3*6,3m

hm

sl

q

QA

A

RKB

mit t = 2,0 m ergibt sich VRKB = 365 m³ > Vmin = 100 m³


Geplantes Regenklärbecken zweispurig: 2 x ( L = 20, b = 5 m, h=2 m)

Avorh = 2*100 = 200 m² > Aerf = 182,4 m²

Wassertiefe t = 2 m

Vvorh = 400 m³ > Verf = 365 m³

Geometrische Abmessungen: L : H = 20 : 2 = 10 m

L : B = 20 : 5 = 4 m

B : H = 5 : 2 = 2,5

geometrische Vorgaben eingehalten.

3.3 Leichtstoffrückhalt

Volumennachweis über Phasentrennfläche:

Nach den Anforderungen zur Bemessung des Ölauffangraumes nach (1) wird ein Rückhaltevolumen von mindestens 5 m3 gefordert, wobei eine Eintauchtiefe der Tauchwand unterhalb der Phasentren-nung von Wasser und Leichtstoff von mind. 10 cm einzuhalten ist. Im Dauerstau beträgt die Strecke im Becken vor der Tauchwand 19,20 m, die Breite des Beckens 2 mal 5 m, die Eintauchtiefe der Tauchwand beträgt 0,25 m.

VLS = 19,20 m * 2 * 5 m * 0,25 m = 48 m³

Eintauchtiefe der Tauchwand unter der Phasentrennfläche:

tLS = 5 m³ / (19,2m * 2 * 5 m) = 0,03 m

Eintauchtiefe der Tauchwand t = tTW – tLS = 0,22 m > 0,10 m


4 Bemessung Regenrückhaltebecken

Das Rückhaltebecken ist für eine Jährlichkeit von T=10 bemessen.

Die zulässige Gesamteinleitungsmenge aus dem Einzugsbereich des RRKB Lachengraben wurde mit Qab = 700 l/s bei T=1 Jahr festgelegt. Sie setzt sich zusammen aus dem Drosselabfluss des RRKB sowie den Direktabflüssen in den Lachengraben.

Direkt in den Lachengraben werden eingeleitet:

1. Der Abfluss des vorläufig noch nicht angeschlossenen Brückenbereiches beträgt 55 l/s

2. Die Abflussmenge des Außengebietes beträgt 260 l/s

3. Der maximalen Drosselabfluss aus des RRB ergibt somit:

Qab RRB = Qab - Qab1 - Qab2 = 700 l/s – 55 l/s – 260 l/s = 385 l/s

Die Bemessung erfolgte mit dem vereinfachten Verfahren nach ATV Arbeitsblatt A117 (siehe An-hang 2).

Ergebnis: VRRB = 1.179 m³

Geplantes Regenrückhaltebecken: V vorh =1240 m³ (siehe Abb.1) > Verf = 1179 m³

Abb. 1 Volumennachweis RRB


5 Anhang

5.1 Kostra- Atlas, Regenreihe Ditzingen

5.2 Nachweis Regenrückhaltung

5.3 Retentionsraumausgleich

5.4 Systemskizze Leitungen

5.5 Unterlagenverzeichnis


Anhang 5.1

Kostra-Atlas, Regenreihe Ditzingen

Deutscher Wetterdienst - Hydrometeorologie -KOSTRA-DWD 2000

Niederschlagshöhenund -spenden nach KOSTRA-DWD 2000

Niederschlagshöhen und -spenden für DitzingenZeitspanneRasterfeld

: Januar - Dezember: Spalte: 27 Zeile: 84

0,5 hN rN

1,0 hN rN

2,0 hN rN

5,0 hN rN

10,0 hN rN

20,0 hN rN

50,0 hN rN

100,0 hN rN

TD

5,0 min 2,9 97,8 5,3 176,6 7,7 255,5 10,8 359,7 13,2 438,6 15,5 517,5 18,7 621,7 21,0 700,610,0 min 5,6 93,4 8,6 142,5 11,5 191,6 15,4 256,5 18,3 305,6 21,3 354,7 25,2 419,6 28,1 468,715,0 min 7,4 82,2 10,8 119,4 14,1 156,7 18,5 205,8 21,9 243,1 25,2 280,3 29,7 329,5 33,0 366,720,0 min 8,7 72,2 12,3 102,8 16,0 133,4 20,9 173,8 24,5 204,3 28,2 234,9 33,0 275,3 36,7 305,930,0 min 10,3 57,2 14,5 80,4 18,6 103,6 24,2 134,2 28,3 157,4 32,5 180,5 38,0 211,2 42,2 234,345,0 min 11,6 43,0 16,4 60,6 21,1 78,1 27,4 101,4 32,1 118,9 36,8 136,5 43,1 159,7 47,9 177,360,0 min 12,3 34,2 17,5 48,6 22,7 63,0 29,6 82,1 34,8 96,5 39,9 111,0 46,8 130,0 52,0 144,490,0 min 14,2 26,2 19,3 35,8 24,5 45,3 31,3 57,9 36,4 67,5 41,6 77,0 48,4 89,6 53,6 99,2 2,0 h 15,6 21,6 20,7 28,8 25,8 35,9 32,6 45,3 37,7 52,4 42,9 59,5 49,7 69,0 54,8 76,1 3,0 h 17,8 16,4 22,9 21,2 27,9 25,9 34,7 32,1 39,8 36,8 44,9 41,5 51,6 47,8 56,7 52,5 4,0 h 19,4 13,5 24,5 17,0 29,6 20,5 36,3 25,2 41,3 28,7 46,4 32,2 53,1 36,9 58,2 40,4 6,0 h 22,0 10,2 27,0 12,5 32,1 14,8 38,7 17,9 43,7 20,3 48,8 22,6 55,4 25,7 60,5 28,0 9,0 h 24,8 7,7 29,8 9,2 34,8 10,8 41,4 12,8 46,4 14,3 51,4 15,9 58,0 17,9 63,0 19,412,0 h 27,0 6,3 32,0 7,4 37,0 8,6 43,5 10,1 48,5 11,2 53,5 12,4 60,0 13,9 65,0 15,018,0 h 28,3 4,4 34,8 5,4 41,2 6,4 49,7 7,7 56,1 8,7 62,6 9,7 71,1 11,0 77,5 12,024,0 h 29,6 3,4 37,5 4,3 45,4 5,3 55,8 6,5 63,8 7,4 71,7 8,3 82,1 9,5 90,0 10,448,0 h 36,7 2,1 45,0 2,6 53,3 3,1 64,2 3,7 72,5 4,2 80,8 4,7 91,7 5,3 100,0 5,872,0 h 46,7 1,8 55,0 2,1 63,3 2,4 74,2 2,9 82,5 3,2 90,8 3,5 101,7 3,9 110,0 4,2

TDhNrN

----

Wiederkehrzeit (in [a]): mittlere Zeitspanne, in der ein Ereignis einen Wert einmal erreicht oder überschreitetNiederschlagsdauer einschließlich Unterbrechungen (in [min, h])Niederschlagshoehe (in [mm])Niederschlagsspende (in [l/(s*ha)])

Für die Berechnung wurden folgende Grundwerte (hN in [mm]) verwendet:

T/D 1 a

100 a

15,0 min 10,75 33,00

60,0 min 17,50 52,00

12,0 h 32,00 65,00

24,0 h 37,50 90,00

48,0 h 45,00100,00

72,0 h 55,00110,00

Berechnung "Kurze Dauerstufen" (D<=60 min): u hyperbolisch, w doppelt logarithmisch Wenn die angegebenen Werte für Planungszwecke herangezogen werden, sollte für rN(D;T) bzw. hN(D;T)in Abhängigkeit von der Wiederkehrzeit (Jährlichkeit)beibeibei

0,5 a5 a

50 a

<=<<

T <=T <=T <=

5 a50 a

100 a

ein Toleranzbetrag ± 10 %,ein Toleranzbetrag ± 15 %,ein Toleranzbetrag ± 20 %,

Berücksichtigung finden.

KOSTRA-DWD 2000 2.2.1 • © 2009 • ITWH GmbH • Engelbosteler Damm 22 • D-30167 Hannover • www.itwh.de


Anhang 5.2

Nachweis Regenrückhaltung

Klinger und Partner - Ingenieurbüro für Bauwesen und Umwelttechnik GmbH

Regenrückhaltebecken Lachengraben Projekt-Nr: 2238 Eingabe erforderlichAußengebiet direkt in Lachengraben

Bemessung der RegenrückhaltebeckenWiederkehrzeit T (in a) = 10Niederschlagswerte DWD-Raster (S, Z =) 27, 84

Spez. Speichervolumen Niederschlagshöhe Regenspende Regenanteil der Dauerstufe Hilfsfunktion Fließzeithn qr Drosselabflußspende qd fZ fA n f1 tf

m3/ha mm l/(s*ha) l/(s*ha) min min

122,901 13,2 440,0 61,08 5 1,1 0,983 0,1 0,962 5158,234 18,3 305,0 61,08 10 1,1 0,983 0,1 0,962 5177,339 21,9 243,3 61,08 15 1,1 0,983 0,1 0,962 5185,629 24,5 204,2 61,08 20 1,1 0,983 0,1 0,962 5187,126 28,3 157,2 61,08 30 1,1 0,983 0,1 0,962 5168,780 32,1 118,9 61,08 45 1,1 0,983 0,1 0,962 5138,540 34,8 96,7 61,08 60 1,1 0,983 0,1 0,962 536,973 36,4 67,4 61,08 90 1,1 0,983 0,1 0,962 5-67,838 37,7 52,4 61,08 120 1,1 0,983 0,1 0,962 5-282,867 39,8 36,9 61,08 180 1,1 0,983 0,1 0,962 5-504,704 41,3 28,7 61,08 240 1,1 0,983 0,1 0,962 5-953,902 43,7 20,2 61,08 360 1,1 0,983 0,1 0,962 5-1637,371 46,4 14,3 61,08 540 1,1 0,983 0,1 0,962 5-2329,543 48,5 11,2 61,08 720 1,1 0,983 0,1 0,962 5-3673,953 56,1 8,6 61,08 1080 1,1 0,983 0,1 0,962 5-5014,305 63,8 7,4 61,08 1440 1,1 0,983 0,1 0,962 5-10625,665 72,5 4,2 61,08 2880 1,1 0,983 0,1 0,962 5-16215,232 82,5 3,2 61,08 4320 1,1 0,983 0,1 0,962 5

Max. spez. V187,126

RRB: Au [m²] Erf. V [m³] Qab l/s]63026,00 1179 385,0

2015-07-20 A117-RRB.xls Pe


Anhang 5.3

Retentionsraumausgleich

Die Berechnung des Retentionsraumausgleichs erfolgt über eine Differenzrechnung. Im Bereich der durch das RRB verändert wird, wird das Aufstauvolumen für den Bemessungs-wasserspiegel HQ 100 bei 298,20 NN, im zweiten Schritt das Aufstauvolumen für das HQ 100 mit dem Regenrückhaltebecken ermittelt. Die Differenz dieser beider Aufstauvolumina ergibt das Volumen für den Retentionsraumausgleich. Aus der Berechnung ergibt sich, dass durch die Schaffung des Rückhalteraumes insgesamt 626 m³ mehr Retentionsraum im Bereich des Lachengrabens geschaffen werden, als bisher vorhanden war.


Anhang 5.4

Systemskizze Leitungen


Anhang 5.5

Unterlagenverzeichnis

UNTERLAGENVERZEICHNIS

1 Technische Regeln zur Ableitung und Behandlung von Straßenoberflächenwasser, VwV, 25.01.2008

2 RAS-Ew, Ausgabe 2005

3 KOSTRA-DWD 2000, Ausgabe Dezember 2005

4 Ausschreibungsplan Kanalplanung: FDE Münchingen 2008, erstellt durch diem.baker GbR, Ditzingen, Stand 13.01.2009

5 Bestandspläne des Regierungspräsidiums Stuttgart sowie ALK-Daten (digitale Flurkarte) des Regierungspräsidiums Stuttgart (Stand 2003)

6 Entwurfs- und Genehmigungsplanung Regenrückhalte- und Klärbecken, erstellt durch Klinger und Partner GmbH, Stuttgart (Ludwigsburg), Stand 20.08.2003

7 Vorentwurf Umplanung Regenklär- und Regenrückhaltebecken Lachengraben, erstellt durch Klinger und Partner GmbH, Stuttgart, Stand März 2009

8 Hochwassergefahrenkarte der LUBW, Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg

9 Baugrunderkundung, Baugrundbeurteilung und Gründungsempfehlung, Geotechnik Hundhausen, April 2014

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