Hydraulische Überprüfung der Kanalisation der Stadt Gronau (Leine)

Für die hydraulischen Simulationen wurde das gesamte Kanalnetz der Innenstadt mit dem hydrodynamischen Berechnungsprogramm HYSTEM-EXTRAN detailliert modelltechnisch abgebildet. Dabei wurden sämtliche für die Entwässerung relevanten Sonderbauwerke vollständig in das Modell integriert. Da insbesondere der Innenstadtbereich hinsichtlich Schmutz- und Regenwasseranfall ein sensibler und komplexer hydraulischer Raum ist, wurden die Wechselwirkungen innerhalb des Netzes – insbesondere Rückstau- und Druckflussverhalten – umfassend untersucht.

Im Rahmen der Betrachtungen wurde die komplette Ortslage der Regenwasserkanalisation hydraulisch analysiert. Hierbei wurden unter anderem zehn Regenrückhaltebecken, sechs Pumpstationen, zwei Leinedüker, verschiedene Absturzbauwerke sowie Drosselschächte und zwei Versickerungsbecken im Modell nachgebildet und sowohl mit Modellregen als auch mittels Langzeitseriensimulationen überprüft. Auf dieser Grundlage wurde das Ein- und Überstauverhalten aller relevanten Bauwerke und Schächte ermittelt. Die Auswertung der Überstauhäufigkeiten ermöglichte die Identifikation hydraulischer Schwachstellen im bestehenden Netz.

Ergänzend wurde eine Überflutungsprüfung durchgeführt, um potenzielle Risiken für angrenzende Siedlungsbereiche abzuschätzen. Auf Basis dieser Ergebnisse konnten gezielte bauliche Maßnahmen im Straßenraum und in der Kanalisation entwickelt werden, mit denen das Überflutungsrisiko gemäß DIN EN 752 reduziert wurde. Zielsetzung war es, die Überstauhäufigkeit entsprechend den Vorgaben der DWA-A 118 für Stadtzentren auf einmal in zwei beziehungsweise fünf Jahren zu begrenzen und eine unkontrollierte Überflutung aus der Ortskanalisation zu vermeiden.

Der Innenstadtbereich (Leineinsel) stellt dabei eine besondere hydraulische Herausforderung dar, da er durch hohe Versiegelungsgrade sowie durch den Wasserstand des umlaufenden Mühlengrabens als Nebenarm der Leine maßgeblich beeinflusst wird. Die Simulationen wurden daher für unterschiedliche Abflusszustände der Leine durchgeführt, unter anderem für MQ, MHQ sowie Hochwasserereignisse von HQ10 bis HQ50.

Zusätzlich erschwerend wirkt sich eine teilweise Undichtigkeit der Schmutzwasserkanalisation aus, wodurch insbesondere im Bereich der Leineinsel eine ausgeprägte Fremdwasserproblematik besteht. Die Ermittlung der Schmutzwasserabflüsse erfolgte auf Basis realer Frischwasserverbrauchsdaten sowie Messwerten aus Pumpwerksabflüssen. Zur Kalibrierung des Modells wurden an mehreren Stellen des Netzes mehrwöchige stationäre Abflussmessungen durchgeführt.

Auf Grundlage dieser umfassenden Datengrundlage wurde das gesamte Schmutz- und Regenwassernetz hydraulisch bewertet und ein Maßnahmenkatalog zur Optimierung abgeleitet. Die kontinuierliche Fortschreibung des Modells über einen Zeitraum von mittlerweile 26 Jahren ermöglicht eine fortlaufende Anpassung an veränderte Randbedingungen. Durch die in dieser Zeit umgesetzten Maßnahmen befindet sich der Innenstadtbereich heute in einem hydraulisch stabilen Zustand, sodass das Entwässerungssystem der Stadt mittlerweile auch zusätzliche Kapazitäten für zukünftige Neubaugebiete bereitstellen kann.