Rigole für Niederschlagswasser

Lesetipp:

Alles rund um Rigolen, Mulden und die belebte Bodenzone.

Wir brauchen neue Produkt- und Lösungswege im Umgang mit Niederschlagswasser als wertvolle Ressource.

Regenwassermanagement mit Mulden- und Rigolensystemen

Wie auch immer sich die technische Ausführung einer dezentralen Anlage gestaltet. Die Aufgabe: große Wassermengen aufzufangen, zwischenspeichern und dem natürlichen Wasserkreislauf zuführen. Dabei sollen Flächen im privaten, kommunalen oder gewerblichen Umfeld möglichst nutzbar bleiben.

Die grundsätzlichen Herausforderungen sind klar. Bei zunehmender Verdichtung von urbanen Zentren muss Entsiegelung oder alternativ ein gesteuerter Umgang mit Wasser stattfinden. Sei es der normale Niederschlag, vermehrter Starkregen oder auch Wassermangel in Hitzephasen. Aber auch im kleinen, dem einzelnen Grundstück, sollte die Planung dem Stand der Technik entsprechen. So lässt sich der Umgang mit auftreffendem Regen in vielen Punkten unterschiedlich betrachten. In Deutschland folgen alle modernen Konzepte den Grundsätzen des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG), wobei viele Details durch das jeweilige Länderrecht geregelt werden.


Regelwerk und Stand der Technik:

Weitestgehend werden die Maßnahmen durch die Merkblätter DWA-A 138 (Versickerung), DWA-A 117 (Retention) und der DIN 101986-100 (z.B. Überflutungsnachweis) geregelt. Weitere Regeln der Technik hat BIRCO in der Broschüre „Umwelt – Behandeln, Rückhalten und Versickern“ ab Seite 146 zusammengefasst.


Wie gehen wir mit Niederschlagswasser um?

  • Niederschlagswasser oberflächennah leiten und steuern. Meist mit Rinnensystemen.
  • Niederschlagswasser zügig der Trennkanalisation zuführen (führt bei Starkregen aber oftmals zu Überflutungen)
  • Niederschlagswasser in geplanten Rückhalteflächen sammeln und gedrosselt einleiten oder versickern
  • Niederschlagswasser der dezentralen Versickerung in Mulden zuführen (zur Grundwasserneubildung)
  • Niederschlagswasser von Verunreinigungen reinigen - mit technischen Filteranlagen oder über die belebte Bodenzone
  • Niederschlagswasser in unterirdischen Rigolen sammeln, gedrosselt ableiten oder versickern
  • Niederschlagswasser speichern und bei Bedarf nutzen - für Bewässerung, Kühlung oder als Löschwasserbevorratung
  • Verdunstung durch Dach- und Fassadenbegrünung, Wasserflächen, Gräben und Mulden.
Ressource Wasser speichern, behandeln

Wertvolle Ressource Wasser


Wie sollte es nicht mehr gemacht werden?

  • Regen sammeln und das Wasser schnell in die Mischkanalisation ableiten (Führt bei Starkregen zu Überflutungen mit Fäkalien)
  • Komplette Versiegelung der Oberfläche
Überflutung Kanalisation

Überflutung bei Starkregen


Zur Reinigung von Niederschlagswasser nach WHG gibt es inzwischen mehrere Ansätze:


Was ist die belebte Bodenzone?

So bezeichnet man eine gewisse Dicke und Schichtaufbau von Erde (mindestens 30 cm Oberboden mit Begrünung), durch die das Wasser verrieselt/versickert und dabei die mitgeführten Schadstoffe im Erdreich gebunden werden. Das Wasser kommt dann "sauber" im Grundwasser an. Gefährlich wird der belebten Bodenzone der Eintrag von Tausalze, wodurch sich der Ph-Wert verschiebt und die Fnktion gestört wird. Zudem müsste die belebte Bodenzone gepflegt werden, was zuweil nicht umgesetzt wird. Mit Wildwuchs oder extremer Verdichtung durch Befahrung oder spielende Kinder wird die Anlage beeinträchtigt. Zudem erfolgt eine Abdichtung (Kolmation) des Oberbodens durch mitgeführte Stoffe im Niederschlagswasser. Der Abstand vom Grundwasser von mindestens 1 Meter ist einzuhalten.

BIRCOwissenswert Belebte Bodenzone

BIRCOwissenswert: belebte Bodenzone. Bildquelle Klaus W. König


Sicherungspflicht von Flächen, Mulden und Becken für Regenwasserversickerung

In Anlagen darf der Wasserstand maximal 30 Zentimeter betragen und mit abnehmender Durchlässigkeit des Boden steigt der der Flächenbedarf (kf-Wert).  Dies führt zu großen oder tiefen Anlagen. Aus Sicherheitsgründen werden tiefe Becken und Mulden jedoch eingezäunt. Im bewohnten oder urbanen Umfeld sind diese Lösungen denkbar unattraktiv und verlorene Freizeitfläche und optische Störer. 

Zaun Mulde zur Sicherung

Eingezäunte Mulde


Einflussfaktoren zur Planung einer dezentralen Versickerungsanlage:

  • Niederschlagswerte der Region (siehe Kostra-Daten www.dwd.de)
  • Versiegelungsgrad und Größe der Fläche
  • Versickerungsfähigkeit des Untergrundes (Erde, Fels, Lehmboden etc.)
  • Einzugsgebiet und Geländebeschaffenheit (Hanglage / Senke)
  • Gesamtplan der zuführenden Rinnen, Leitungen oder Dachflächen
  • Aufnahmekapazität der Kanalisation und der Rohranschlüsse
  • Allgemeiner Grundwasserstand
Berechnung Versickerung Aufbau Rigole

Dezentrale Versickerung


Warum werden immer mehr dezentrale Lösungen gefordert?

Die klassische Stadtplanung kam mit dem Ausbau des Kanalsystems, schwankenden Grundwasservorräten und einer sich veränderten Niederschlagssituation an ihre Grenzen. Das Transportieren von Niederschlagswasser mit den Fäkalien in der Mischkanalisation ergibt keinen Sinn und sorgt für hohe Kosten in der Kläranlage. Der Aufbau einer Trennkanalisation birgt ebenso Planungs-, Kosten- und Instandhaltungsrisiken. Die sinnvollste und günstigste Lösung ist der dezentrale & semizentrale Umgang mit Regen, also direkt vor Ort. So wird das Grundwasser am Ort des Niederschlags neu gebildet und steht als wertvolle Ressource zur Verfügung und Überlastungen von Kanalsystemen werden vermieden. Zudem kann an vielen Stellen Pufferspeicher für Sturzfluten eingeplant werden.

So werden Parks, Waldflächen, Straßenzüge oder Spielplätze inzwischen bewusst überflutet um sensible Bereiche der Quartiere zu verschonen. Auch ihr Keller kann durch eine vorausschauende Planung der Gemeinde trocken bleiben. Mittels modernen Computerberechnungen können erstaunliche Simulationen erzeugt werden. Ganze Regionen werden bis auf den Quadratmeter berechnet und gefährdete Orte und Immobilien besser geschützt. Besonders in der Stadtplanung und speziell bei neu geplanten Konversionsflächen bekommt diese Art der Planung und der Landschaftsarchitektur besondere Aufmerksamkeit.

Einleitung in Mulde

Einleitung mit Vorreinigung


Versiegelung geht jeden an. Die gesplittete Abwassergebühr

Verhindert man Versickerung muss man Gebühren an die Kommune bezahlen, deshalb kostet jeder versiegelte Quadratmeter bares Geld. Vor allem Flächenbetreiber der Industrie bekommen das deutlich zu spüren und legen viel Wert auf Alternativkonzepte um die versiegelten Flächen technisch auszugleichen. Grünflächen sind hier aufgrund des großen Flächenbedarfs oft nicht ausreichend realisierbar oder aus Umweltschutzgründen auch nicht gewünscht. Hier kommen vermehrt unterirdische Reinigungs- und Versickerungsanlagen in großen Stil zum Einsatz. So lässt sich die gesplittete (ein Teil Brauchwasser / ein Teil Niederschlagswasser auf dem Grundstück) Abwassergebühr sparen, da jeder Tropfen der versickert wird, nicht in die gebührenpflichtige Kanalisation gelangt.

Gesplittete Abwassergebühr, kommunaler Wasserleitplan

Gesplittete Abwassergebühr reduzieren


Es wird eng - in der Stadt fehlt Platz für Grünmulden

Der Fantasie der Stadtplaner sind kaum Grenzen gesetzt. Technisch ist inzwischen Unglaubliches möglich. In der Praxis fehlen in der Fläche die Mittel und Gestaltungsmöglichkeiten für großzügige Grünschneisen. Wo schon die Bebauung extrem dicht ist, kann nur schwer weiterer Raum für Grünmulden gezaubert werden. Ganz abgesehen von der Konkurrenz zur Nachverdichtung. Abrisse im großen Stil sind durch dauerhafte Vermietungen und unterschiedliche Eigentumsverhältnissen ein komplexer Prozess. So rücken begrünte Dachflächen in den Fokus der Architekturbranche. Aber auch hier sind dem Speicher Grenzen gesetzt. Um vorhandene Grünflächen mit mehr Speicherkapazität auszustatten wurde die Rigole erdacht.


Evolution der Rigole / Aufbau einer Rigole

Das Wort Rigole stammt aus dem Französischen und bedeutete nichts anderes als Rinne oder Graben. Natürlich hat sich das Wort entwickelt und auch die Lösungen schreiten voran.

  • Einfache Mulde
  • Kiesrigole mit rund 30% Speichervolumen (nicht befahrbar und anfällig für Kolmation)
  • Mulden-Rigolen-Systeme (MR-Systeme)
  • Kastenrigole / Kunststofffüllkörper mit rund 90% Speichervolumen (Befahrbar, jedoch durch Querstreben schwer zu reinigen und nicht gut einsehbar)
  • Tunnelrigole - Gewölbeform mit > 90% Speichervolumen (Enormer gewölbeartiger Speicher, Schwerlastbefahrung und einfacher Zugang sowie Reinigung)

Offene Rigolensysteme ohne Querverstrebungen wie die BIRCO Rigolentunnel von StormTech(R) zeichnen sich durch viele intelligente Vorteile aus. Einfacher Transport. Schneller und unkomplizierter Einbau. Problemlose Inspektion und Reinigung von Sedimenten. Auf Wunsch sind die BIRCO Systeme sogar komplett begehbare Anlagen.

Mulde Kiesrigole Kastenrigole Tunnelrigole

Die Evolution der Rigole

offene Rigole vs Kastenrigole

Offene Bauweise der Rigolen


Mehr als nur „Klospülung“ - eine zeitgemäße Regenwassernutzung

Regenwassernutzung ist inzwischen ein anerkanntes Mittel um die Trinkwasser-Ressourcen zu schonen. Allgemein bekannt ist die Verwendung als Toilettenspülung, wobei dies zu kurz greift. Die Planung solcher Nutzungsanlagen ist ein komplexes Betätigungsfeld und birgt noch enormes Potential für unsere gesamte Infrastruktur. So gilt es nicht nur das Wasser rück-zu-halten, sondern es ausgewogen zu steuern. Genug für die Grundwasserneubildung, genug für die Nutzung, genug Kapazität bei Regenereignissen, genug für Begrünung - auch bei langen Hitzeperioden. Es gibt inzwischen viele Anwendungsfelder:

  • Toilettenspülungen und Waschmaschinen
  • Rasenbewässerung
  • Baumbewässerung mit ausgetüftelten Zwischenspeichern
  • Einsatz zur Verdunstungskühlung in der Gebäudeklimatisierung
  • Autarke Osmoseanlagen zur Trinkwasserherstellung
  • Löschwasserspeicher in Zisternen
  • Wasservorrat für Straßenreinigung
  • Künstliche urbane Seen- und Brunnenlandschaften für ein besseres Mikroklima
Regenwassermanagement, Niederschlagswasser, Ressource

Regenwassermanagement für den Wasserkreislauf


Spannende Konzepte - gemeinsame Aufgaben für Tief- und Hochbau

Regenwasserbewirtschaftung und Siedlungswasserwirtschaft sind keine neuen Begriffe und schon seit Jahrzehnten etabliert. Viele ambitionierte Projekte liefen über die Jahre an der Öffentlichkeit vorbei, waren aber nicht die Regel. Die deutlichen Zeichen eines sich verändernden Wetters und immer größere Anfälligkeit unserer Zivilisation machen "grüne" Konzepte nun populär. In Fachkreisen wird inzwischen von der "Wassersensiblen / wasserorientierten Stadtplanung" (water sensitive urban design) oder der "Schwammstadt" gesprochen. Dies zollt Zertifizierungsvorgaben wie dem DGNB und dem Klimawandel Rechnung. Ist aber auch ein positiv besetztes Thema für viele Politiker. Ziel ist ein dynamischer Umgang mit dem Wasser. Erfassen, sammeln, steuern und gezielt abgeben. Ganz nebenbei führen gezielte Bepflanzungskonzepte zu einer grünen Stadt. Dieses Ziel ist nicht einfach zu erreichen, sind die Städte unter den Verkehrsachsen schon von unzähligen Leitungs- und Kanalsträngen durchzogen, deren Lage und Zustand zudem teilweise unklar erfasst ist. Ein Mammutprojekt im Tiefbau für die nächsten Jahrzehnte. Aber nicht nur für den Tiefbau! Denn die Herausforderung kann nur durch die Zusammenarbeit von Hoch- und Tiefbau gelöst werden. Nur die Verknüpfung von Gebäuden und öffentlicher Infrastruktur kann die Lösung sein. So wird die zukünftige Planung und Ertüchtigung von Quartieren und ländlichen Kommunen ein interdisziplinäres Projekt auf allen Ebenen. Die Planung von Solitärprojekten ohne Rücksicht auf ein ausgewogenes Gesamtkonzept wird es wohl nicht mehr geben. Dies wird Überflutungen in Städten und Dörfern gleichermaßen verhindern helfen aber auch Wassermangel verhindern. Intelligente, computergestütze Berechnungen helfen uns dabei.

Mulde an Gebäude-Retention-Verdunstung

Wasser als Teil der Planung


Die Rinne als Ergänzung von Mulden, Rigolen und Zisternen

Ob als Muldenrinne mit Punkteinläufen oder als Kastenrinne. Rinnen sind überall, denn sie haben einen unschlagbaren Vorteil. Das Wasser wird sofort und nah zur Oberfläche transportiert. Denn je tiefer das Wasser in das Rohrsystem geführt wird, je schwieriger wird dessen Führung. Ein Netz aus Rinnen führt das Wasser gezielt in weniger tiefe Versickerungsmulden oder Rigolenanlagen. Die letzten Jahre wurden medial bestimmt durch Starkregenereignisse, diese können jeden Ort auf der Landkarte treffen und bei Niederschlägen von über 200 - 300 Liter pro Quadratmeter in kurzer Zeit, sollten im Vorfeld schon Maßnahmen getroffen worden sein. Je größer die bewohnte Fläche, desto wahrscheinlicher ein Abregnen von Wolken, denn aufsteigende Mikropartikel (Staub) aus Betonwüsten bilden mehr Wassertropfen. Deshalb werden oberflächennahe Rinnensysteme mit größerem Fassungsvolumen interessanter. BIRCO hat zu diesem Zweck BIRCOmax-i entwickelt. Wir nennen sie die Infrastruktur-Rinne, denn mit einer Höhe von bis zu 1,20 m und einem Fassungsvermögen von 512 Litern pro Laufmeter können Wassermassen aus Sturzfluten gezielt entschärft werden und vorhanden Kanalsystem entlasten. BIRCOmax-i ist dabei durch innovative Herstellungstechnologie die größte Rinne ihrer Art aus hochfestem C 60/75 Beton zur dauerhaften Schwerlastbefahrung. So ergänzen große Rinnensysteme aktiv die Systeme zur Rückhaltung und Versickerung wie Mulden, Rigolen und Zisternen.

große Rinne Starkregen Rückhaltebecken

BIRCOmax-i ersetzt Rückhaltebecken


Belebte Bodenzone oder Technische Anlagen zur Reinigung von Niederschlagswasser

Die belebte Bodenzone überzeugt durch Natürlichkeit und Naturnähe. Zumal Mulden in der Landschaftsarchitektur interessante Gestaltungsmöglichkeiten bieten. Der Nachteil großer Mulden ist der hohe Flächenverbrauch und die mangelnde technische Kontrolle des Filtrationsvorgangs. Zudem entsteht in Mulden über die Jahre belastetes Erdreich. Die Pflege von Mulden ist zudem aufwändiger als bei einer ebenen Grünfläche. Wenn die Fläche für Grünmulden in der Siedlungswasserwirtschaft fehlt, werden entweder Mulden mit Füllkörpern kombiniert und ergänzt. Machen Grünmulden in der Planung keinen Sinn oder ist schlicht kein Platz greift man auf technische Lösungen zurück:

  • Schächte mit Sedimentation, Filtern oder auch Ölabscheider. Diese Systeme überzeugen durch die zentrale Sammlung des Wassers aus großen Flächen. Zudem ist eine Sedimentation integriert. Negativ ist die Einbautiefe und die Reinigung der Technik. Zudem ist bei bestimmten Untergründen wie Fels, Lehm oder bei hohem Grundwasserstand eine Versickerung schwierig und das Wasser muss wieder gehoben werden. Je größer das Einzugsgebiet, je größer die Gefahr einer Überlastung bei Starkregen.
  • Sickerschächte mit großem Volumen und integrierten Reinigungsschichten. Auch hier macht sich die Tiefe des Systems bemerkbar.
  • Inzwischen wurden Kastenrinnen um die Funktion der Sedimentation und Filtration erweitert. Mit dieser Innovation wurde aus der Entwässerung eine von DIBt zugelassene Regenwasserbehandlungsanlage. Der Vorteil ist die Oberflächennähe des Systems, was den nachgelagerten Umgang mit dem Wasser sehr vereinfacht. Das saubere Regenwasser befindet sich nur rund 50 cm unter der Oberfläche und kann dann eingeleitet, rückgehalten oder versickert werden. Einige Varianten dieser Anlagen setzen auf lose Schüttungen von Filtersubstrat (Substratfilterrinne) als Immitation der belebten Bodenzone. Anfällig sind diese Systeme für unkontrollierten Bewuchs und ein Austrocknen mit entsprechender Rissbildung. Zudem ist es nicht jedermanns Sache, wenn aus der Kastenrinne ein Gestrüpp wächst. BIRCO hat sich als technische und vor allem kontrollierbare Lösung mit BIRCOpur® für ein modulares System im Rinnenkörper entschieden. Hier finden Sedimentation und Filtration getrennt statt. Dies sorgt für genauere Leistungskonstanten und die gleichbleibende Entwässerungsleistung bei Trockenheit, Phasen des Pflanzenwachstums oder langen Regenperioden. Bei diesen Systemen können je nach Niederschlagsmenge weit über 20 qm pro Laufmeter angeschlossen werden. Die Belastungen verbleiben entweder im Sediment oder werden durch Filtration und Fällung im Granulatfilter gebunden. Die Filter sind zudem viel resistenter gegen Tausalze als die natürliche belebte Bodenzone. Im Havariefall z.B. mit Öl oder anderen umweltgefährdenden Stoffen kann das System zudem problemlos ertüchtigt werden, bei einer Mulde ist der Aushub weitaus kostenintensiver.
Niederschlagswasserbehandlungsanlage Filtration

BIRCOpur(R) ersetzt die belebte Bodenzone


Kosten einer Rigole

Rigolen werden auf den Bedarf des Grundstücks berechnet. Deshalb lassen sich pauschale Angaben nicht treffen. Je weniger technische Komponenten gebraucht werden um so günstiger. Wesentlich unterscheiden sich die Anlagen in der Wartung und Pflege. Grünpflege muss bei Mulden regelmäßig erfolgen und bei so mancher Mulde bilden sich stark belastete Böden. Bei den meisten Kastenrigolen versperren Querverstrebungen den Zugang zum System. Dies führt zur Verminderten Prüfbarkeit und eine gründliche Reinigung von Sedimenten ist fast ausgeschlossen. Hier setzt BIRCO auf das offene Rigolensystem in Tunnelform, bei Bedarf sogar ergänzt durch einen Begehungstunnel. Professionell, konfortabel und sicher. Sedimente im System können durch die BIRCOsystemschächte oder die Regenwasserbehandlungsanlagen BIRCOsed® und BIRCOpur® weitestgehend oder ganz vermieden werden.

Haus dezentrale Versickerung

Kleine Anlage zur dezentralen Versickerung

begehbare Rigole, Wartung, Reinigung

Anlage mit Begehungstunnel


Rigolensysteme berechnen. Einfach und schnell

Im Do-it-yourself Bereich gewinnt die Überlegung eine Rigole selber zu bauen immer mehr an Attraktivität- zu Recht. Mit kleinen Ausführungen und im nicht befahrenen Bereich ist dies auch problemlos möglich. Der Materialeinsatz ist hier überschaubar. BIRCO Rigolentunnel der Größe SC-160 und SC-310 sind hier eine gute Wahl mit viel Volumen.

Die Berechnung erfolgt bei gewerblichen Anlagen meist durch die BIRCO Anwendungstechnik. Bei einfachen und kleinen Anlagen können Sie bequem den BIRCO Planungsassistenten als Onlinetool nutzen. Sie erhalten eine genaue Berechnung und Zeichnungen als PDF.

Dazu brauchen Sie im Vorfeld folgende Werte des Grundstücks:

  • Durchlässigkeit (kf-Wert), Standfestigkeit und Mächtigkeit des Bodens (Entweder selbst prüfen anhand eines kleinen Tests – hier gibt es Anleitungen im Internet oder von einem Bodenbegutachter ermitteln lassen
  • Abstand zum mittleren, höchsten Grundwasserstand (1 Meter Abstand zwischen Rigolen und Grundwasser nach DWA-A 138). Den Grundwasserstand können Sie bei Ihrer Gemeinde erfragen.
  •  Ermittlung der angeschlossenen Flächen inklusive entsprechendem Abflussbeiwert
  •  Zur Verfügung stehende Fläche für die Anlage bzw. Einbaueinschränkungen
  • Niederschlagswert (Maximale Regenereignisse mittels Kostra-Daten) Ihrer Region. Auch dies erfahren Sie bei Ihrer Gemeinde

Hier geht es zum BIRCO Planungsassistenten… 

Hier geht es zu den Einbauanleitungen der BIRCO Rigolentunnel von StormTech®...

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