Ein 800 km langes Netzwerk

1907
Das zentrale Bauwerk war fertiggestellt: der heute noch in Betrieb befindliche Salzbachkanal zwischen dem Warmen Damm und dem Hauptklärwerk. Die seitlich angeordneten Mischwasserkanäle gewährleisten auch heute noch, nach 110 Jahren, eine zuverlässige Entwässerung der Innenstadt.

Der Salzbachkanal, 4,5 Meter hoch und 5 Meter breit, verläuft 7 Meter unterhalb der Wilhelmstraße. Er wurde vollständigvon Hand aus eigens gebrannten Klinkern mit Spezialmörtel mehrlagig gemauert. Bach- und Mischwasser werden hier separat geführt. Als eindrucksvolles Beispiel früher Ingenieurskunst steht das Bauwerk unter Denkmalschutz und kann an bestimmten Tagen besichtigt werden.

Das von Brix und Frensch konzipierte System ist in Wiesbaden heute noch in Betrieb und funktioniert äußerst zuverlässig. Das Konzept war vorausschauend auf große Zukunftsreserven ausgelegt. Seit seiner Inbetriebnahme musste es nicht mehr grundsätzlich geändert, sondern lediglich räumlich erweitert werden, um mit der städtebaulichen Entwicklung Schritt zu halten. Die der Dimensionierung zugrundegelegte Bevölkerungszahl von 350.000 wurde bis heute nicht erreicht, beim Erscheinen dieser Broschüre hat Wiesbaden etwa 277.000 Einwohner. Die ab 1900 gebauten Sammelleitungen leiten daher auch heute noch das gesamte Abwasser der jeweiligen Einzugsgebiete zuverlässig ab.

Eine zuverlässig funktionierende Kanalisation ist in unserer heutigen Gesellschafts- und Siedlungsstruktur unverzichtbar geworden. Nicht nur die gesetzlichen Anforderungen haben sich seit 1900 geändert, sondern vor allem die allgemeinen Erwartungen an die Abwasserableitung und Abwasserreinigung. Über 800 Kilometer öffentlicher Kanäle durchziehen das Wiesbadener Stadtgebiet und leiten die Abwässer rund um die Uhr zuverlässig ab.

Ging es ursprünglich um den naheliegenden Schutz vor Infektionsgefahr und Geruchsbelästigung, so müssen wir angesichts der heutigen Bevölkerungsdichte und der Entwicklung des Umweltbewusstseins viel weiter denken. Eine zuverlässige Trinkwasserversorgung setzt einen hohen Grundwasserschutz und damit eine zuverlässige Erfassung und Reinigung von Abwasser voraus. Freizeit- und Erholungswert des Stadtgebiets stehen mit dem Natur- und Gewässerschutz in engstem Zusammenhang.

Eine hohe Lebensqualität wäre ohne eine zuverlässige Abwasserableitung heute undenkbar – selbst wenn man dabei nur die Beeinträchtigung durch überschwemmte Straßen und Kellerräume infolge einer zu sparsam bemessenen Kanalisation betrachtet. Daher sehen wir uns als Betreiber des Kanalnetzes in der Pflicht der gesamten Stadt.

Weder Gewerbe noch Tourismus, weder Kurbetrieb noch der hohe Wohnwert der Stadt wären ohne den Beitrag der Entwässerung möglich. Alle sind auf die Infrastruktur einer durchdachten Kanalisation angewiesen. Etwa 30 Beschäftigte setzen sich Tag für Tag dafür ein, dass dieses System reibungslos arbeitet. In dieser Broschüre legen wir daher ganz bewusst einen Schwerpunkt auf die Aufgaben und Tätigkeiten rund um die Unterhaltung des Kanalnetzes. Auch sie haben sich naturgemäß ebenfalls stark weiterentwickelt.

Das heutige Wiesbadener Kanalnetz ist ein hochtechnisiertes System, das aktiv gesteuert, betrieben und ausgebaut wird, um die Attraktivität der Siedlungs- und Naturräume Wiesbadens dauerhaft zu erhalten.

Die Hauptsammler sind die „unterirdischen Autobahnen“ des Kanlanetzes. Um auch große Wassermengen aufnehmen zu können, weisen sie Durchmesser bis zu 4 Metern auf. Bei trockenem Wetter fließt darin nur ein kleines Rinnsal Schmutzwasser. Bei Regen jedoch kann der Abfluss über das 100-fache ansteigen und auch die größten Hauptsammler innerhalb von Minuten bis oben füllen.

40 Kilometer des 831 km langen Wiesbadener Kanalnetzes sind begehbar, man kann also aufrecht hindurchgehen. Andererseits sind 75 Prozent der Kanäle kleiner als 40 cm im Durchmesser, die kleinsten messen 20 cm.

Nehmen wir einmal an, im Osten des Stadtgebietes geht ein Gewitterschauer nieder. Über Dachrinnen und Straßeneinläufe fließt ein großer Teil des Niederschlags direkt in die Kanalisation und wird zunächst zusätzlich zum alltäglichen Abwasser, dem Trockenwetterabfluss, von dem etwa 1 Meter hohen Hauptsammler aufgenommen und abgeleitet. Der Querschnitt eines Sammlers ist so bemessen, dass auch überdurchschnittliche Regenmengen zunächst noch zuverlässig abgeleitet werden. Ein starker Gewitterschauer kann allerdings den Hauptsammler in wenigen Minuten bis zum Scheitelpunkt füllen. Diesen Abflusswert nennt man Vollfüllung, g, der Sammler ist maximal ausgelastet. Bei anhaltenden Gewitterregen würde jetzt der Wasserstand im Kanal immer weiter ansteigen und über die Kanaldeckel austreten. Damit das nicht geschieht, sind im gesamten Kanalsystem unterschiedliche Rückhaltesysteme zur Dämpfung dieser Abflussspitzen eingebaut.

Als erste dieser Maßnahmen wird in unserem Fall eine Anlage in Erbenheim aktiv: ein offenes Becken, das in der Nordostschleife der Autobahnabfahrt direkt im Verlauf des Hauptsammlers liegt. Der Kanal führt der Länge nach durch das Becken hindurch, wobei der Auslass des Beckens nur so viel Abwasser durchlässt, wie weiter unten in den Sammler hineinpasst. Damit ist baulich sichergestellt, dass der abführende Sammler nicht über seine Vollfüllung hinaus belastet wird. Der nicht abfließende Teil des Zuflusses staut sich im Becken langsam auf, während aus dem Becken weiterhin die maximal mögliche Menge abfließt. Sobald der Zufluss abnimmt, leert sich das Becken wieder. Ein Teil des Mischwassers wird also vorübergehend zurückgehalten bzw. zwischengespeichert. Daher bezeichnet man solche Bauwerke als Rückhaltungen.

Die meisten Regenereignisse im Laufe eines Jahres enden, bevor die Rückhaltungen vollständig gefüllt sind, und können somit ohne weiteres abgefangen werden. Das Becken in Erbenheim beispielsweise kann 2.350 m³ Mischwasser aufnehmen.

Nur wenige Male im Jahr treten so intensive Regenereignisse auf, dass auch die Rückhaltungen vollständig ausgelastet sind. Damit es auch dann nicht zu Überflutungen kommt, sind im Verlauf der Sammler sogenannte Regenüberläufe installiert, die einen Teil des Mischwassers in ein natürliches Gewässer ableiten (siehe nächste Seite). Da das Mischwasser in diesem Fall fast nur noch aus Regenwasser besteht, werden die Grenzwerte zur Einleitung dabei eingehalten – das Gewässer wird durch diese Maßnahme nicht unzulässig hoch belastet.

Auch das Erbenheimer Becken besitzt einen Überlauf in den Wäschbach, es handelt sich damit um ein Regenüberlaufbecken.

Diese Überläufe sind der Grund dafür, dass die Hauptsammler oftmals Gewässern folgen: Sie bieten nicht nur natürliches Gefälle, sondern auch Möglichkeiten zur Entlastung.

Unkontrolliert austretendes Mischwasser würde in der Stadt erhebliche Schäden verursachen. Um die bei Starkregen entstehenden hohen Abflussspitzen abzufangen, kommen unterschiedliche bauliche Maßnahmen zum Einsatz.

Rückhaltungen füllen sich automatisch, wenn von oben mehr Abwasser kommt, als sie nach unten weitergeben können. Nimmt die zulaufende Menge wieder ab, dann leeren sie sich wieder über ihren Abfluss, sie wirken also ausgleichend.

Überläufe springen erst an, wenn das Kanalnetz und die Rückhaltungen voll ausgelastet sind und schlagen dann einen Teil des stark verdünnten Mischwassers in die Gewässer ab.

Vier Grundformen von Entlastungen sind hier beschrieben. Dabei treten auch Kombinationen dieser Grundformen auf, so können beispielsweise Stauraumkanäle auch mit Überläufen ausgestattet sein. Die Regenentlastungen sind so ausgelegt, dass sie höchstens 20 Stunden pro Jahr anspringen. Bei dieser Dimensionierung stehen Aufwand und Nutzen in einem akzeptablen Verhältnis.

Insgesamt können die Stauräume und Rückhaltungen in der Wiesbadener Kanalisation bei Regen rund 92.000 m³ Mischwasser zwischenspeichern und verzögert an die Klärwerke abgeben.

Das Pumpwerk Wiesbadener Tor in Mainz-Kastel reicht 12 Meter in die Tiefe. Hier werden die Abwässer aus Mainz-Kostheim und Mainz-Kastel um etwa 10 Meter angehoben und fließen dann im Freispiegel weiter zum Klärwerk Biebrich. Dieses Pumpwerk verfügt außerdem über einen Stauraum von 1.800 m³.

Das in Wiesbaden verwendete Verfahren zur Kanalreinigung heißt HochdruckSpülreinigung (HDSR). Das Spezialfahrzeug dafür steht jeweils am unteren Ende der zu reinigenden Haltung.

Schritt 1:
urch den Schacht wird an einem 180 Meter langen Hochdruckschlauch zunächst die Spüldüse in die Haltung eingeführt. Das mit Druck nach hinten austretende Spülwasser treibt die Düse im Kanal aufwärts.

Schritt 2:
ie Düse wird am Schlauch zurückgezogen und spült dabei die Kanalwand mit Hochdruckstrahlen (etwa 120 bar) ab. Spülwasser und Schlamm fließen zum Schacht und werden über einen zweiten Schlauch in das Fahrzeug gesaugt. Dort wird mit aufwendiger Filtertechnik das Spülwasser vom Schlamm getrennt, so dass es erneut zur Reinigung verwendet werden kann (Wasserrückgewinnung). Das reduziert den Bedarf an Frischwasser erheblich.

Am Ende des Arbeitstages wird der gesammelte Kanalschlamm am Hauptklärwerk in einen speziellen Container entsorgt. Das mehrfach benutzte Spülwasser wird anschließend direkt in den Zulauf des Klärwerks eingeleitet.

Mit speziell ausgerüsteten Fahrzeugen und unter Einhaltung der vorgeschriebenen Arbeitsschutzmaßnahmen werden die vielfältigen Arbeiten zügig und sicher durchgeführt. Die Anlagen im Bereich des Rhein- und Mainufers werden von Mitarbeitern des Klärwerks Biebrich gewartet.

Über die Wartungsarbeiten hinaus müssen Funktionsstörungen rechtzeitig erkannt und behoben werden. Noch vor wenigen Jahren sind deshalb mehrere Fachkräfte täglich durch die Stadt gefahren, um die ordnungsgemäße Funktion aller Anlagen regelmäßig zu überprüfen. Heute sind die Außenanlagen per Mobilfunk an das Prozessleitsystem des Hauptklärwerks angebunden, das die Betriebswerte permanent überwacht.

Schäden am Kanalnetz können durch unterschiedliche Einwirkungen entstehen: Verkehrsbedingte Erschütterungen verursachen Risse, einwachsende Baumwurzeln können die Kanalwand aufsprengen. Damit kein Abwasser ins Erdreich austritt, müssen solche Schäden frühzeitig erkannt werden.

Die ELW als Betreiber eines öffentlichen Kanalnetzes sind gesetzlich dazu verpflichtet, das gesamte Netz innerhalb von 15 Jahren einmal komplett zu inspizieren und den Zustand qualifiziert zu bewerten. Grundlage dafür ist die Eigenkontrollverordnung (EKVO). Ziel dieser Maßnahmen ist die dauerhafte Instandhaltung und Werterhaltung der Wiesbadener Kanalisation sowie der Schutz des Grundwassers vor an Schadstellen austretendem Schmutzwasser. Die Ausgangsdaten werden nur bei großen Kanälen durch Begehungen gewonnen. In den meisten Fällen kommt eine robotergestützte, fernoptische Kamerainspektion zum Einsatz, die sogenannte TV-Untersuchung.

Tag für Tag ist unser TV-Untersuchungswagen im Stadtgebiet unterwegs. Schacht für Schacht wird geöffnet und die Untersuchungskamera in den Kanal hinabgelassen. Der Operator im Wagen lenkt sie per Fernsteuerung durch die gesamte Haltung bis zum nächsten Schacht. Der schwenkbare Objektivkopf erlaubt die Sichtkontrolle der Haltung selbst sowie sämtlicher Einläufe. Um auch in explosionsgefährdeter Atmosphäre gefahrlos arbeiten zu können, verfügen alle elektrischen Einrichtungen des Kamerasystems über eine spezielle Stickstoffummantelung.

Die Bilder werden digital archiviert, festgestellte Schäden werden klassifiziert. Nach Auswertung dieser Daten werden Sanierungsmaßnahmen und Kanalerneuerungen geplant.

Nicht nur die Bausubstanz des Kanals selbst nimmt Schaden, etwa in Form von Rissen oder Brüchen. Immer wieder geschieht es auch, dass Baumwurzeln in den Kanal wachsen. Damit es nicht zur Blockade kom

Für die Sanierung eines schadhaften Kanalabschnittes stehen unterschiedliche Maßnahmen zur Verfügung, die nach mehreren Kriterien ausgewählt werden. Neben der reinen Kostenfrage spielen auch Umweltaspekte oder die zu erwartende Stadtentwicklung eine große Rolle.

Sobald die Videobilder aus der TV-Inspektion ausgewertet und die festgestellten Schäden spezifiziert sind, wird für jede einzelne Haltung eine Bewertung nach genormten Schadensklassen vorgenommen. Die Schadensklassen bilden die Entscheidungsgrundlagen für Reihenfolge und Umfang von Sanierungsmaßnahmen.

Bei kleineren Schäden (Risse, Löcher, undichte Muffen, eingewachsene Wurzeln oder schadhafte und nicht fachgerechte Zuläufe) lohnt sich oftmals eine punktuelle Reparatur durch selbstfahrende Arbeitsroboter oder durch das Einbringen von sogenannten „Kurz-Linern“. Weist jedoch eine Haltung gleich mehrere schadhafte Stellen auf, dann kann es wirtschaftlicher sein, statt mehrerer Einzelmaßnahmen gleich die gesamte Haltung mit einem sogenannten Inliner auszukleiden.

Ist die Bausubstanz der Haltung überhaupt nicht mehr tragfähig, kommt man um eine umfangreiche Baumaßnahme nicht herum. Der Kanal muss in der Regel aufgegraben und ersetzt werden, was eine Teil- oder gar Vollsperrung der betroffenen Straße erfordert. Wird in absehbarer Zeit ohnehin ein größerer Kanal benötigt, ist es sinnvoll, den Kanal auch bei kleineren Schäden gleich durch einen größeren zu ersetzen, wenn dadurch auf Jahrzehnte ein störungsfreier Betrieb gewährleistet werden kann.

Das Kanalisationssystem muss nicht nur ständig mit dem städtebaulichen Wachstum Schritt halten. Es muss vor allem vorausschauend geplant und konzipiert werden, um auf lange Zeit zuverlässig zu funktionieren.

So muss man beispielsweise bedenken, dass etwa beim Anschluss eines neuen Bebauungsgebietes an das bestehende Netz sich auch für die „alten“ Kanäle Parameter ändern. Schmutzfrachten und Abflussmengen müssen neu berechnet, Sammler und Entlastungen eventuell anders dimensioniert werden.

Ist ein Umbau von Kanälen oder Entlastungsanlagen unumgänglich, führen wir die Planungsarbeiten größtenteils selbst durch. Das hat den Vorteil, dass wir mit dem Blick auf das Gesamtsystem über die aktuell erforderliche Maßnahme hinaus planen können. Wenn etwa ein Sammler erneuert werden muss, für dessen Einzugsgebiet bereits Bebauungspläne vorliegen, so lohnt es sich, den Sammler im Rahmen der Sanierung gleich ausreichend groß für das zukünftig zu erwartende zusätzliche Abwasseraufkommen zu dimensionieren.

Bei der Kanalplanung arbeiten wir eng mit allen zuständigen Gremien und Behörden der Stadt zusammen und stimmen uns beispielsweise mit Tiefbauamt, Verkehrsbetrieben, Denkmalschutzbehörden oder Grünflächenamt ab. Wir geben auch selbst Stellungnahmen dazu ab, inwieweit bei städtebaulichen Planungen und übergeordneten Vorhaben eine Modifikation der Kanalisation ratsam ist.

Unterstützt wird die Planung von einem fortwährend gepflegten Geoinformationssystem (GIS). Darunter kann man sich einen hochpräzisen elektronischen Stadtplan vorstellen, in dem die bestehende Kanalisation exakt abgebildet ist. So lassen sich nicht nur der Bestand dokumentieren, sondern auch Ausbauszenarien durchspielen und Alternativen erörtern.

Muss ein Kanal vollständig saniert, erneuert oder ganz neu verlegt werden, kommt man um eine Baumaßnahme nicht herum. Danach funktioniert der Kanal in der Regel wieder für mehrere Jahrzehnte einwandfrei.

Hier gelangen Sie zu unserem Video auf YouTube "Eine Kanalbaustelle vor der Tür - und nun?"

Im Siedlungsgebiet folgen Kanäle in der Regel den Verkehrswegen, um gut zugänglich zu sein. Daher sind Baumaßnahmen zwangsläufig mit Verkehrseinschränkungen verbunden. Das Ziel der Bauplanung und Bauleitung ist es, diese Behinderungen so gering wie möglich zu halten.

Kanalbaumaßnahmen können in offener oder bergmännischer Bauweise durchgeführt werden. Bei der offenen wird der Kanalverlauf von oben freigelegt, also ein Graben ausgehoben. Das ermöglicht zügiges Arbeiten, da die Baustelle optimal zugänglich ist. Bei bergmännischer Bauweise wird unterirdisch im Tunnel gearbeitet, nur die Zugangspunkte liegen offen. So werden die Verkehrsbehinderungen in Hauptverkehrsachsen auf ein Minimum begrenzt. Um den betreffenden Kanalabschnitt während der Bauarbeiten von Abwasser freizuhalten, wird eine sogenannte Wasserhaltung vorgenommen: Entweder wird parallel zur Baustelle ein provisorisches Rohr verlegt (Notumleitung), oder der Abwasserstrom wird oberhalb der Baustelle abgeriegelt und vorübergehend in einen anderen Sammler umgepumpt.