Sammeln und Bevorraten von Betriebswasser

Wassermanagement für Parkanlagen und Sportrasenflächen

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Grünflächenbewässerung Bewässerungssysteme
Zur Fußball-WM 2006 in Deutschland mussten sämtliche Spielstätten nach FIFA-Reglement die Sitzflächen überdachen und gemäß kommunalen Richtlinien das anfallende Regenwasser bewirtschaften. Foto: König

Wie bisher sind bei der Bewässerung von Parkanlagen und Sportrasenflächen technische Regelwerke, kommunale Satzungen, Nachhaltigkeitsaspekte und das Mikroklima vor Ort zu berücksichtigen. Zusätzlich erfordert gutes Wassermanagement in Trockenperioden ein Konzept, bei dem der Ressourceneinsatz von Trinkwasser ergänzt wird durch Betriebswasser, abhängig von den ökologischen und ökonomischen Möglichkeiten einer Kommune beziehungsweise Region.

Wenn in der Wurzelschicht der Vegetation überdurchschnittlich lange Wassermangel herrscht, sprechen wir von Dürre. Wissenschaftlich korrekt ausgedrückt, laut Definition des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung UFZ bedeutet das: Erst wenn die aktuelle Bodenfeuchte unter das langjährige 20-Perzentil fällt, also den Wert, der nur in 20 Prozent der Jahre in einer langen Zeitreihe erreicht wird, spricht man von Dürre. Diese für uns in Deutschland außergewöhnliche Situation hatten wir im Frühjahr und Sommer 2018. Folgen waren Niedrigwasser in den Flüssen, Ernteausfälle und Waldbrände. Ähnlich die Jahre 2019 und 2020: Einige Wasserversorger schlugen Alarm. Sie hatten weniger Trinkwasser verfügbar als für eine weiter anhaltende Dürre erforderlich. So gab es in deren Versorgungsgebieten das Verbot, Wasser aus Flüssen und Seen zu entnehmen oder mit Trinkwasser Außenanlagen und Sportflächen zu bewässern.

Tagesaktuell und bundesweit informiert der UFZ-Dürremonitor unter www.ufz.de/index.php. Drei Zustände sind kartographiert: Die Dürre des Gesamtbodens circa 1,8 m tief, die Dürre des Oberbodens und das pflanzenverfügbare Wasser, jeweils bis in 25 cm Tiefe.

Trockenperiode oder Dürre?

Doch nicht jeder kommunale Wassernotstand ist auf knappe Ressourcen zurückzuführen. Am 11.08.2020 berichtet Christian Erhardt in der Onlineausgabe von "KOMMUNAL", in Lauenau/Niedersachsen sei am Wochenende zuvor den 4000 Einwohnern eines Stadtteils der Wassernotstand verkündet worden. Mit Lautsprecherdurchsagen wurden sie aufgefordert, so wenig Wasser wie möglich zu verbrauchen. Das Rohrnetz drohte zusammenzubrechen. Die Feuerwehr unterstützte mit Fahrzeugen die Versorgung der Bevölkerung. Ursache war laut Bürgermeister Hudalla aber nicht das fehlende Wasserdargebot, sondern die ungewohnt intensive Entnahme. Wenn zu viele Menschen gleichzeitig das Wasser anstellen, dann sinkt die Fließgeschwindigkeit im Netz. Im Extremfall tropft es nur noch aus der Leitung - ein hydraulisches Problem. Wenn, dem aktuellen Trend folgend, immer mehr Menschen im Hochsommer zu Hause bleiben, ihre Swimmingpools füllen, mehr als zuvor den Garten bewässern und häufiger duschen, könnte daraus eine Wasserkrise werden. Und das, obwohl die deutschen Wasserversorger nicht müde werden zu betonen, man nutze hierzulande nur 3 Prozent des Wasserdargebots für die öffentliche Trinkwasserversorgung.

Bundesländer und EU befürchten Wasserkrise

Bleiben wir in Niedersachsen: In der Zeitschrift "EUWID Wasser und Abwasser" vom 23.06.2020 bekennt Umweltminister Olaf Lies, der Glaube, dass es nach zwei schlechten Jahren wieder besser werde, habe sich als falsch erwiesen. Es gelte jetzt, schnell zu handeln. "Die ersten Anzeichen einer Wasserkrise sind da - auch wenn Niedersachsen ein wasserreiches Land ist und bleibt", sagte der Minister bei der Vorstellung des aktuellen Grundwasserberichts seines Bundeslandes. Notwendig sei jetzt ein sektorenübergreifendes Wassermanagement, ein Bündel von Maßnahmen aus bisherigen Vorhaben und neuen Konzepten. Dazu gehöre zum Beispiel der Bau von Speicherbecken und Zisternen, die Nutzung von Brauchwasser für Bewässerungszwecke sowie wassersparende Beregnungstechnik in der Landwirtschaft.

Schon zwei Jahre zuvor, am 31.07.2018, hatte in derselben Zeitschrift die Umweltstiftung "NatureLife" wegen der absehbaren Zunahme von Hitzesommern die Städte in Ballungszentren aufgerufen, zur Trinkwassersicherung für Krisenzeiten Regenwasser-Großzisternen anzulegen beziehungsweise zu fördern. Auch seien sie als Träger der Bauleitplanung gefordert, vor dem Bau und der Sanierung von Gewerbeimmobilien für rechtlich verbindliche Regelungen zum Bau solcher Speicher zu sorgen. Die Stiftung fördert seit 1997 Projekte in der Region Stuttgart und im Ausland. Bereits 2009 hatte die Europäische Umweltagentur gewarnt: "Die Wasserknappheit ist ein immer häufiger auftretendes und beunruhigendes Phänomen, das mindestens 11 Prozent der europäischen Bevölkerung und 17 Prozent des EU-Gebiets betrifft". Dazu gehören seit langem schon Ballungsräume, auch in Deutschland, die ohne Fernwasserleitungen aus dem Umland selbst in normalen Jahren nicht mehr existieren könnten. Doch wie geht es weiter, wenn die Ressourcen in den dafür angezapften Regionen nach einigen trockenen Jahren erschöpft sind?

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Grünflächenbewässerung Bewässerungssysteme
Prinzip der Regenwassernutzung mit unterirdischem Speicher für Bewässerung und/oder Toilettenspülung. Bei fehlendem Niederschlag erfolgt automatisch die Nachspeisung über eine Sicherungseinrichtung gemäß DIN EN 1717. Zeichnung: König
Grünflächenbewässerung Bewässerungssysteme
Regenwasserspeicher mit vorgelagertem Filterschacht im Zulauf (li.) und unterirdischer Versickerung des Überlaufs. Entnahme mit Unterwassermotorpumpen, die das Regenwassercenter versorgen. Grafik: Mall
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Unterirdischer Regenspeicher aus Betonfertigteilen, wie am Stadion Nürnberg eingebaut. Die Berechnung der wirtschaftlich sinnvollen Größe erfolgt durch Computersimulation. Foto: Mall


Alternative Sportstättenbewässerung seit dem Jahr 2000

Australien ist bekannt für chronischen Wassermangel und Restriktionen. Dort kommt es regelmäßig zum Verbot, Rasenflächen aus dem öffentlichen Netz zu bewässern. Sydney präsentierte nach massivem Druck von Greenpeace im Jahr 2000 die erste Sommerolympiade mit konsequentem Einsatz von Betriebswasser. Das ist gefiltertes Regenwasser sowie aufbereitetes Grau- und Abwasser, dessen Qualität zur Bewässerung und Toilettenspülung ausreicht. 50 Prozent des erforderlichen Trinkwassers konnte so auf den Sport- und Erholungsflächen des Olympiaparks Jahr für Jahr, auch nach der Veranstaltung, eingespart werden.

Diese Entwicklung setzte sich bei der Fußball-Weltmeisterschaft 2002 fort: Südkorea hatte ein Gesetz erlassen, das die Betreiber von Stadien mit mehr als 2400 m² Dachfläche zur Sammlung des anfallenden Regenwassers verpflichtet. Daher wird es an den ehemaligen Austragungsstätten in bis zu 900 m³ großen unterirdischen Speichern gesammelt, was circa sechs Wochen zur Bewässerung des Stadionrasens reicht. In Seoul, wo auch umliegende Rasenspielfelder und Außenanlagen sowie Toilettenspülungen in der Arena versorgt werden, wird Grundwasser eingesetzt. Allerdings handelt es sich dabei um ökologisch unbedenkliches Drainagewasser, dass das ganze Jahr über von U-Bahn-Schächten abgepumpt werden muss. Und dazu kommt Grauwasser, welches als Beckenüberlauf in einer benachbarten Schwimmhalle ebenfalls ganzjährig anfällt.

FIFA-Reglement und kommunale Satzung

Zur Fußball-WM 2006 in Deutschland mussten sämtliche Spielstätten nach FIFA-Reglement die Sitzflächen überdachen und gemäß neuen kommunalen Richtlinien das anfallende Regenwasser komplett auf den Stadion-Grundstücken bewirtschaften. Das Ableiten in den öffentlichen Kanal war laut Baugenehmigung beziehungsweise Abwassersatzung der jeweiligen Kommune nicht mehr gestattet. In Berlin, Nürnberg und Stuttgart wird der Niederschlag seither vorwiegend genutzt, in Frankfurt komplett versickert. In Hamburg, Hannover, Köln und München wurden ähnliche Konzepte realisiert. Berlin hat 1400 m³ nutzbares Speichervolumen, Nürnberg 900 m³ und Stuttgart 350 m³. War anfänglich noch großer Wasserbedarf für Toilettenspülung vorhanden, haben die meisten dieser Stadien heute wasserlose Urinale - und damit mehr Vorrat als zuvor für die Bewässerung. Falls in trockenen Zeiten die Regenmengen aufgebraucht sind, wird in der Regel aus eigenen Brunnen nachgespeist.

Interessant ist noch folgender Vergleich: Während Berlin mit 21.000 m² nur die Hälfte des Daches in den Speicher entwässert und die andere Hälfte direkt in Rigolen versickert, lässt Nürnberg den Niederschlag der kompletten Dachfläche von 37.000 m² über den Speicher laufen, und kommt so mit einem kleineren Volumen aus - weil sich dieses durch die wesentlich größere Sammelfläche bei einem vergleichbaren Niederschlagsereignis deutlich schneller füllt. Allerdings sind dafür längere Sammel- und Überlauf-Leitungen notwendig.

Grünflächenbewässerung Bewässerungssysteme
Kennzeichnung der nicht erdverlegten Leitungen, farblich unterschiedlich gemäß Trinkwasserverordnung und DIN 1989, um eine Verwechslung von Trinkwasser und Betriebswasser zu vermeiden. Foto: König
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Regenwassercenter Tano XL zur Unterverteilung des Betriebswassers nahe bei den Verbrauchsstellen. Bei fehlendem Niederschlag erfolgt automatisch im Regenwassercenter die Nachspeisung gemäß DIN EN 1717. Foto: Mall
Grünflächenbewässerung Bewässerungssysteme
Wasserzähler in der Leitung zur Nachspeisung bei leerem Regenspeicher. Die anteilige Abwasser-gebühr des für die Bewässerung genutzten Trinkwassers wird vom Versorgungsunternehmen auf Antrag erstattet. Foto: König


Kleine Vereine haben zu wenig Regenwasser

Im Breitensport, bei kleinen Vereinen ohne Tribünendach oder bei Freizeiteinrichtungen ohne Gebäude fehlen die typischen Regensammelflächen. Doch die Sportrasenflächen sind genauso groß wie zum Beispiel im Olympiastadion von Berlin. Die Standardgröße eines Fußballfeldes beträgt hier wie dort 7140 m². Und ein kleiner Verein muss wie ein Bundesligaclub je Bewässerung 100 bis 150 m³ kalkulieren, um im Interesse der Rasenfestigkeit ein möglichst weit nach unten reichendes Wurzelwachstum zu erzielen. Wenn aber die Dachfläche nicht 42.000 m², sondern nur 420 m² beträgt, was tun? Regenwasser von anderen Flächen sammeln und/oder andere Wasserquellen erschließen, so könnte das Motto lauten, falls Trinkwasser gespart werden soll und man in Trockenzeiten von Bewässerungsverboten der öffentlichen Wasserversorgung unabhängig sein möchte.

Eine alternative Wasserquelle für Sportvereine ist möglicherweise die Oberflächenentwässerung des eigenen Geländes sowie das Zurückführen des Wassers aus den Spielfelddrainagen. Das "Zuviel" bei kräftigen Niederschlägen landet so im Regenspeicher. Beides geschieht seit dem Jahr 2000 in den "Sportanlagen im Hubland" der Universität Würzburg, reicht aber nicht aus. Mit zusätzlichem Brunnenwasser wird eine optimale Bewässerung gewährleistet.

Ressourcen für Parkanlagen in Stuttgart und Frankfurt

Regenwasser von Dachflächen der Nachbarn ist eine Option, wenn es beispielsweise große Gebäude in unmittelbarer Nachbarschaft gibt und deren Regenwasser nicht genutzt wird. Mussten sie für die Regenableitung Niederschlagsgebühr bezahlen, weil eine Bewirtschaftung nicht möglich war, dürfte das Interesse der Nachbarn groß sein, dieses Wasser abzugeben. Das Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA) der Universität Stuttgart führt in enger Kooperation mit den Grünflächen- und Tiefbauämtern der Städte Stuttgart und Frankfurt/M. eine Gesamtschau der urbanen Wasserbilanz durch. Konkret werden im Projekt "INTERESS-I" Aufkommen, Verfügbarkeit und Qualität urbaner alternativer Wasserressourcen systematisch und flächendeckend erfasst. Dies sind zum Beispiel Abläufe der (meist im Überlauf mit Trinkwasser betriebenen) mehr als 250 Wasserspiele und Springbrunnen in Stuttgart, eine Vielzahl von an die Kanalisation angeschlossenen kleinen Dränagen und Quellaustritten und ständige Grundwasserhaltungen für einige Büro- und Bankhochhäuser in Frankfurt, die bisher ungenutzt in die Regenwasserkanalisation eingeleitet werden.

Die Erhebungen zeigen, dass in beiden Städten bisher ein großes Potenzial alternativer Wasserressourcen nicht nur ungenutzt vorhanden ist, sondern eher noch als Problem für die Stadtentwässerung auftritt, in dem diese "Abwässer" die freien Kapazitäten der Kanalisation bei Starkregenereignissen verkleinern. Konkret wird im Rahmen des "Pilotgebietes Wallanlagen" in Frankfurt die Nutzung von Wasser aus der Grundwasserhaltung eines Bankhochhauses im Umfang von 50.000 m³/Monat für die Bewässerung der Wallanlagen näher untersucht. Damit könnte eine nachhaltige Win-Win-Situation für den Hausbesitzer, die Stadtentwässerung Frankfurt, das Grünflächenamt und nicht zuletzt den urbanen Wasserhaushalt und das Stadtklima erreicht werden.

Grünflächenbewässerung Bewässerungssysteme
Bewässerung der Taunusanlage in Frankfurt/M. Demnächst könnte sie Ressourcen schonend aus den ständigen Grundwasserhaltungen einiger Büro- und Bankhochhäuser, die bisher ungenutzt in die Regenwasserkanalisation eingeleitet werden, gespeist werden. Foto: König
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Bewässerung der Taunusanlage in Frankfurt/M. Demnächst könnte sie Ressourcen schonend aus den ständigen Grundwasserhaltungen einiger Büro- und Bankhochhäuser, die bisher ungenutzt in die Regenwasserkanalisation eingeleitet werden, gespeist werden. Foto: König

Alternative Wasserquellen und ihre Besonderheiten

Wird Regenwasser genutzt und dafür ein Speicher geplant, kann die wirtschaftlich sinnvolle Größe durch Computersimulation ermittelt werden. Die Berechnung bieten einige Speicherhersteller kostenfrei an, z. B. auf mall.info. Wird mit Trinkwasser nachgespeist, ist zur Absicherung des Trinkwassernetzes der so genannte Freie Auslauf erforderlich. In anderen Fällen, wenn beispielsweise bei leerem Regentank Brunnenwasser zum Einsatz kommt, genügt unter Umständen ein Rohrtrenner. Maßgeblich ist DIN EN 1717, Bewässerungsspezialisten geben dazu Auskunft. Weitere Besonderheiten:

  • Regenwasserabfluss aus Dachbegrünung: Die Verdunstung (bei intensiv begrünten Dächern besonders hoch) steht im Interessenkonflikt zur Nutzung, da sich der Regenertrag um den verdunsteten Anteil reduziert. Die Technische Regel DIN 1989-1 ist zu beachten. Als Ersatz ist die europaweit gültige DIN EN 16941-1 in Vorbereitung, in Verbindung mit DIN 1989-100.
  • Oberflächenwasser aus Bach, Fluss oder See: Normalerweise ist eine wasserrechtliche Erlaubnis erforderlich. In Trockenzeiten drohen wie bei Trinkwasser Entnahmeverbote.
  • Brunnenwasser: Das Fördern von Grundwasser, selbst auf dem eigenen Grundstück, bedarf in den meisten Fällen ebenfalls einer wasserrechtlichen Erlaubnis. Die gelösten Bestandteile des Grundwassers sollten im Labor festgestellt und mit den Grenzwerten für Rasenbewässerung gemäß DIN 18035-2 verglichen werden.
  • Grauwasser: Herkunft in Sportstätten und Freizeiteinrichtungen überwiegend von Duschen oder von Schwimmbecken-Überläufen. Im Gegensatz zur Verwendung von Regenwasser ist eine Aufbereitungstechnik erforderlich, die jedoch in vorgefertigten Modulen verfügbar ist. Die technische Regel fbr-H 202 gibt Hinweise; als Ersatz ist die europaweit gültige DIN EN 16941-2 in Vorbereitung.
  • Abwasser: Eine Aufbereitung zu Betriebswasser ist grundsätzlich möglich. Die nötigen Verfahren, zum Beispiel Umkehrosmose, sind aufwändig und teuer.

Investitions- und Betriebskosten

Investion: Ein Speicher mit 120 m³ nutzbarem Wasservolumen inklusive Filter und Pumpen, Lieferung und Montage, jedoch ohne Erdarbeiten, muss mit mindestens 60.000 Euro zusätzlich MwSt. kalkuliert werden. In den Bundesländern Hamburg und Bremen gibt es eventuell Zuschüsse, ebenso in einigen Kommunen der anderen Länder. Und bundesweit bieten die Landessportbünde ihre Unterstützung an mit dem Förderprogramm "Sportstättenbau" (Bau, Kauf und Sanierung von Vereinssportanlagen inklusive Wasserspeicher- und Bewässerungstechnik). Betriebskosten: Für Inspektion sollte 1 Prozent, für Wartung 3 Prozent der Investition pro Jahr veranschlagt werden. Als weitere Betriebskosten kommt der Pumpenstrom dazu. Die Einsparungen sind abhängig von der Situation vor Ort: Wassergebühren, Niederschlagsgebühren, Vorschriften gemäß Abwassersatzung, Baugenehmigung etc.

Im Jahr 2004 kalkulierten die Planer beim Nürnberger Stadion Mehrkosten für die Regenwassernutzung gegenüber der reinen Versickerung von 220.000 Euro, Einsparungen für Wassergebühren von 11 900 Euro/a, abzüglich Wartungs- und Stromkosten von 1500 Euro/a. Damit ergab sich rechnerisch eine Amortisation von etwa 20 Jahren. Ein Jahr später war in Publikationen von zehn Jahren zu lesen. Kleine Vereine sollten sich vor einer Umstellung der Sportflächenbewässerung von Trinkwasser auf Betriebswasser vom Wasserversorgungsunternehmen bestätigen lassen, dass bei deutlicher Reduzierung der bezogenen Trinkwassermenge keine unzulässige Stagnation in der Zuleitung droht und keine Bereitstellungsgebühr oder andere Zuschläge erhoben werden.

Dipl.-Ing. Klaus W. König
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