Betriebswirtschaftlichen Einflüsse bei Kanalnetzsanierung und Sanierungsplanung

INHALTSVERZEICHNIS

AUFGABENSTELLUNG.

INHALTSVERZEICHNIS.

ABBILDUNGSVERZEICHNIS.

TABELLENVERZEICHNIS.

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS.

1 EINLEITUNG.

2 RECHTSRAHMEN DER ABWASSERBESEITIGUNG.
2.1 Die Bedeutung der Abwasserbeseitigungspflicht
2.1.1 Der Allgemeinwohlvorbehalt des § 18 a Abs. 1 WHG.
2.1.2 Die Träger der Abwasserbeseitigungspflicht.
2.2 Ordnungsrechtliche Sanierungsverfügung zur Wiederherstellung eines funktionsfähigen Kanalnetzes
2.2.1 Vorbemerkung.
2.2.2 Verstoß gegen § 18 a Abs. 1 WHG.
2.2.3 Verstoß gegen § 18 b WHG.
2.2.4 Verstoß gegen § 324 StGB.
2.3 Das Grundprinzip der Eigenkontrolle

3 DER ZUSTAND DER KANALISATION.
3.1 Der Zustand der Kanalisation in Deutschland
3.1.2 Die Altersverteilung der Kanäle.
3.1.3 Die Profil- und Querschittsverteilung der Kanäle .
3.1.4 Der Untersuchungsgrad der Kanalisation .
3.1.5 Der Sanierungsbedarf der öffentlichen Kanalisation.
3.1.6 Die Schadensbilder an Kanalnetzen.
3.1.7 Die Kosten für die Sanierung der öffentlichen Kanalisation .
3.2 Der Zustand der Kanalisation in Berlin
3.2.1 Der Netzbestand der Berliner Wasserbetriebe.
3.2.2 Die Altersverteilung der Kanäle.
3.2.3 Die Materialverteilung der Kanäle .
3.2.4 Die Profil- und Querschnittsverteilung der Kanäle .
3.2.5 Der Untersuchungsgrad der Berliner Wasserbetriebe.
3.2.6 Die Schadensbilder der Berliner Kanalisation .
3.2.7 Die Sanierung der Berliner Kanalisation .

4 GRUNDLAGEN FÜR KANALNETZSANIERUNG.
4.1 Instandhaltung
4.2 Wartung
4.2.1 Allgemeines .
4.2.2 Reinigungsverfahren.
4.3 Inspektion
4.3.1 Allgemeines
4.3.2 Bestimmung der Inspektionsfristen
4.3.3 Inspektion der Leitungstrasse
4.3.4 Inneninspektion
4.3.4.1 Optische Inspektion
4.3.4.2 Grundprinzip des Kanalfernsehens
4.3.4.3 Quantitative Zustandserfassung
4.3.4.4 Dokumentation
4.3.5 Außeninspektion
4.3.6 Untersuchungen nach DIN EN 752 Teil 5
4.3.6.1 Hydraulische Untersuchungen
4.3.6.2 Umweltrelevante Untersuchungen
4.4 Schadensbeobachtungen innerhalb eines Entwässerungskanals
4.4.1 Schadensgruppen
4.4.2 Erfassung der Schäden durch EDV
4.4.3 Schadensklassifizierung
4.4.3.1 Ein Modell zur Schadensklassifizierung der Kanal-Müller-Gruppe
4.4.3.2 Anwenderrichtlinie der ehemaligen DDR
4.4.3.3 Verfahrensmodell nach Sawatzki
4.4.3.4 Die bauliche Zustandsbewertung
4.4.3.5 Die Einbindung äußerer Randbedingungen
4.4.3.6 Verknüpfung der Bewertungsklassen
4.4.4 Zustandsklassifizierung
4.5 Schadensbehebung
4.5.2 Auswahl eines Verfahrens zur Schadensbehebung
4.5.3 Verfahren zur Schadensbehebung
4.5.4 Berücksichtigung der Nutzungsdauer

5 EINFÜHRUNG IN DIE BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHE BETRACHTUNGSWEISE
5.1 Betriebliche Organisationsformen im Rahmen der Abwasserbeseitigung
5.1.1 Öffentlich-rechtliche Modelle
5.1.1.1 Der Regiebetrieb
5.1.1.2 Der Eigenbetrieb
5.1.1.3 Die Anstalt des öffentlichen Rechts
5.1.1.4 Der Zweckverband
5.1.2 Privatrechtliche Modelle
5.1.2.1 Die Eigengesellschaft
5.1.2.2 Das Betreibermodell
5.2 Die Kosten der Abwasserentsorgung
5.2.1 Die kommunalen Einnahmen
5.2.2 Der betriebswirtschaftliche Kosten- und Aufwandsbegriff
5.2.3 Die betriebsgewöhnliche Nutzungsdauer
5.2.4 Die Wertminderung bei Kanalanlagen
5.2.5 Die kalkulatorische Kosten
5.2.5.1 Die kalkulatorischen im Verhältnis zu den bilanziellen Abschreibungen
5.2.5.2 Die kalkulatorische Zinsen

6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK

7 LITERATURVERZEICHNIS

ANHANG 1.
Anlage 1 Untersuchungen nach DIN 752 Teil 5
Anlage 2 Schadenskatalog der Berliner Wasserbetriebe
Anlage 3 Schäden, Schadensursachen, Schadensfolgen nach ATV M 143

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

1 EINLEITUNG.

2 RECHTSRAHMEN DER ABWASSERBESEITIGUNG.

3 DER ZUSTAND DER KANALISATION.

Bild 3.1 Altersverteilung der Kanäle im Jahr 1997 [6]

Bild 3.2 Alter und Länge der Kanäle in den neuen und alten Bundesländern [6]

Bild 3.3 Materialverteilung im Kanalnetz [6]

Bild 3.4 Profilverteilung im Kanalnetz [6]

Bild 3.5 Untersuchungsgrad in Abhängigkeit von der Größe der Kommune [6]

Bild 3.6 Häufigkeit des Auftretens von Schäden [6]

Bild 3.7 Altersverteilung der Kanäle in Berlin

4 GRUNDLAGEN FÜR KANALNETZSANIERUNG.

Bild 4.1 Zentrale Stellung der Inspektion [13]

Bild 4.2 Prinzip einer Kanalinspektion mit selbstfahrender Kamera und

Bild 4.3 Prinzip einer haltungsweisen Dichtheitsprüfung [15]

Bild 4.4 Struktur einer auf die Kanalinstandhaltung ausgerichteten Kanaldatenbank [15]

Bild 4.5 Prinzip des ATV-Codes nach ATV M 143 Teil 2 [13]

Bild 4.6 Verknüpfung der 3 Bewertungsklassen nach Sawatzki [19]

Bild 4.7 Abbau des Abnutzungsvorrates und Nutzen der Schadensbehebung zur Schaffung eines neuen

Sollzustandes

Bild 4.8 Flussdiagramm zur Auswahl der Verfahrenshauptgruppen zur Schadensbehebung [15]

Bild 4.9 Erweitertes Flussdiagramm zur Auswahl der Verfahren zur Schadensbehebung [18]

5 EINFÜHRUNG IN DIE BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHE BETRACHTUNGSWEISE

Bild 5.1 Prozentuale Verteilung der Kosten bei Kommunen ohne Verbandszugehörigkeit

6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK

7 LITERATURVERZEICHNIS

TABELLENVERZEICHNIS

1 EINLEITUNG.

2 RECHTSRAHMEN DER ABWASSERBESEITIGUNG.

3 DER ZUSTAND DER KANALISATION.

Tabelle 3.1 Erfasste Kanallängen bei der ATV-Umfrage.

Tabelle 3.2 Untersuchungsgrad und Sanierungsbedarf der erfassten Kanäle.

Tabelle 3.3 Sanierungsbedarf in Abhängigkeit vom Untersuchungsgrad.

Tabelle 3.4 Aufwendungen für Reparatur und Erneuerung öffentlicher Kanäle .

Tabelle 3.5 Ausgewertete Kanallängen in Berlin.

Tabelle 3.6 Anteil der Schadensbilder als Schäden pro km im Schmutzwassersystem [in %] .

Tabelle 3.7 Anteil der Schadensbilder als Schäden pro km im Mischwassersystem [in %] .

4 GRUNDLAGEN FÜR KANALNETZSANIERUNG.

Tabelle 4.1 Inhalt der Eigenkontrollverordnungen der einzelnen Bundesländer (März 1997) [5] .

Tabelle 4.2 Baugruppen einer Kanal-TV-Anlage [13] .

Tabelle 4.3 Auszug aus einem Schadensklassifizierungsmodell der Kanal-Müller-Gruppe [15] .

Tabelle 4.4 Bauzustandsstufen für Kanäle mit einzuleitenden Maßnahmen in der ehemaligen DDR [15] .

Tabelle 4.5 Maßnahmen zur Schadensbehebung in Abhängigkeit der hydraulischen Kapazität [15] .

Tabelle 4.6 Schadensklassen mit Wichtungsfaktoren [19] .

Tabelle 4.7 Bewertungsfaktoren [19].

Tabelle 4.8 Vergabe von Grundpunktzahlen [19].

Tabelle 4.9 Zuordnung von Bewertungsfaktoren [19].

Tabelle 4.10 Beispiel für Zustandsklassifizierung - 3 Schäden in einer Haltung .

Tabelle 4.11 Zustandsklassen [7], [19].

5 EINFÜHRUNG IN DIE BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHE BETRACHTUNGSWEISE.

Tabelle 5.1 Anteile der Abschreibungsmodalitäten der 1997 befragten Kommunen [22] .

6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK .

7 LITERATURVERZEICHNIS .

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 EINLEITUNG

Die Sanierung von Entwässerungsanlagen stellt eines der größten Potentiale des deutschen Baumarktes dar. In den zurückliegenden Jahren wurden notwendige Sanierungsentscheidungen in der Regel nur technisch basierend getroffen. Durch die fortschreitende Alterung dieser Anlagen und nicht zuletzt durch die sich verschärfenden Wettbewerbsbedingungen werden die Marktteilnehmer gezwungen, in ihre Entscheidungen betriebswirtschaftliche Denkweisen einfließen zu lassen. Somit stellt die Komplexität einer Sanierungsentscheidung ein Optimierungsproblem zwischen technischer und betriebswirtschaftlicher Betrachtung dar.

In der vorliegenden Arbeit soll zunächst die Frage geklärt werden, auf welcher rechtlichen Grundlage die Betreiber von Abwasserbeseitigungsanlagen zur Instandhaltung und damit auch zur Sanierung ihrer Kanalnetze verpflichtet sind. Aus den anschließenden Beschreibungen über den derzeitigen Zustand der Kanalisation in Deutschland und am Beispiel Berlin wird ersichtlich, warum die gezielte Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen eine große Rolle spielt. Die "Grundlagen für Kanalnetzsanierung" geben einen Überblick darüber, welche Aufgaben die Instandhaltung zu erfüllen hat. Dabei wird ausgehend von der Wartung und Reinigung von Kanalanlagen in besonderem Maße auf die Inspektion und die Schadensklassifizierung eingegangen. Sie bilden die Grundlage für eine gezielte Schadensbehebung. Es werden weiterhin Verfahren zur Schadensbehebung genannt. In einer einführenden betriebs- wirtschaftlichen Betrachtungsweise werden mögliche Organisationsformen von Abwasserunternehmen angesprochen, um zu klären, in welchem rechtlich - organisatorischen Raum die Planung von Sanierungsaufwendungen zur Schadensbehebung stattfinden kann. Es wird außerdem die Erhebung von Gebühren für die laufende Benutzung von Abwasseranlagen betrachtet. Da die kalkulatorischen Kosten fast die Hälfte der Gesamtkosten der Abwasserentsorgung ausmachen und sich Sanierungs- und Erneuerungsmaßnahmen auf die kalkulatorischen Kosten auswirken, werden diese näher beschrieben.

Dieser Große Übungsbeleg beinhaltet damit einen Abriss über die Umwelt, in der Sanierungsentscheidungen zu treffen sind. In einer sich anschließenden Diplomarbeit soll dann aufgezeigt werden, wie Sanierungsaufwendungen geplant und durch betriebswirtschaftliche Aspekte beeinflusst werden. Der geplante Bearbeitungszeitraum liegt im II. Quartal 1999.

2 RECHTSRAHMEN DER ABWASSERBESEITIGUNG

2.1 Die Bedeutung der Abwasserbeseitigungspflicht

2.1.1 Der Allgemeinwohlvorbehalt des § 18 a Abs. 1 WHG

Die Abwasserableitung unterliegt einer Fülle von Rechtsvorschriften. Das bedeutsamste Bundesgesetz ist das Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushaltes - das Wasserhaushaltsgesetz (WHG). Es ist ein Rahmen- gesetz, das durch landesspezifische Regelungen ausgefüllt wird. Von zentraler Bedeutung ist der § 18a Abs. 1 Satz 1 WHG. Abwasser darf danach nur so beseitigt werden, dass das Wohl der Allgemeinheit dadurch nicht beeinträchtigt wird1. Das Gebot der schadlosen Beseitigung von Abwasser wendet sich an die, die Abwasser sammeln und entsorgen. Ziel aller Träger der Abwasserbeseitigungspflicht muss es daher sein, der gesetzlichen Forderung nach schadloser Beseitigung des Abwassers nachzukommen3.

2.1.2 Die Träger der Abwasserbeseitigungspflicht

Als Folge der landesspezifischen Regelungen des § 18 a ergibt sich ein vom Bundesgesetzgeber noch nicht bestimmter Träger der Abwasserbeseitigungspflicht. Der § 18 a Abs. 2 WHG beschränkt sich auf eine Vorgabe an die Länder, wonach diese die Bestimmung der Beseitigungspflichten vorzunehmen haben. Bis zur Novellierung des Wasserhaushaltsgesetzes im Jahre 1996 wurde diese Zuweisungsmöglichkeit insoweit eingeschränkt, dass grundsätzlich "Körperschaften des öffentlichen Rechts" zuständig sein sollten. Seit der Novellierung des WHG können die Ländern regeln, welcher Körperschaft des öffentlichen Rechts sie die Aufgabe der Abwasserbeseitigung übertragen bzw. die Voraussetzungen festlegen, "unter denen anderen die Abwasserbeseitigung obliegt."1. Grundsätzlich können sich die dann zur Abwasser- beseitigung Verpflichteten "zur Erfüllung ihrer Pflichten Dritter bedienen." Hieraus ergibt sich eine Einbeziehung Dritter als Erfüllungsgehilfen ohne Änderung der Pflichtaufgabenzuweisung4. Die Ländern regeln weiterhin, welche Voraussetzungen notwendig sind, wenn eine öffentlich-rechtliche Körperschaft ihre Beseitigungspflicht "auf einen Dritten ganz oder teilweise befristet" übertragen möchte. Als Voraussetzungen werden in § 18 a Abs. 3 WHG geregelt, dass

1. "der Dritte fachkundig und zuverlässig sein muss

2. die Erfüllung der übertragenen Pflichten sicherzustellen ist

3. der Übertragung keine überwiegenden öffentlichen Interessen entgegenstehen dürfen."

2.2 Ordnungsrechtliche Sanierungsverfügung zur Wiederherstellung eines funktionsfähigen Kanalnetzes

2.2.1 Vorbemerkung

Intakte Kanalisationen übernehmen die Aufgabe des Transports des Abwassers vom Ort des Abwasseranfalls zur Kläranlage bzw. zum Vorfluter. Ist diese Transportfunktion infolge beispielsweise von Undichtigkeiten der Leitungsrohre eingeschränkt und erreicht das Schmutzwasser die Kläranlage als

zentralen Ort der Abwasserbeseitigung nicht, so kann man nicht mehr von gemeinwohlorientierter Beseitigung sprechen.

2.2.2 Verstoß gegen § 18 a Abs. 1 WHG

Schadhafte Kanalisationen stehen nicht in Einklang mit dem Gebot der schadlosen Abwasserbeseitigung gemäß § 18 a Abs. 1 Satz 1 WHG. Der versickernde und den Untergrund belastende Schmutzwasseranteil wird keinem Reinigungsprozess unterzogen. Nur eine Folge der drohenden Grundwasserverunreinigung wäre die Verschlechterung der Trinkwasserqualität mit entsprechenden Folgen für die menschliche Gesundheit. Die zuständige Wasserbehörde kann wegen Verletzung dieser Betreiberpflicht gegen die Kommunen oder die abwasserpflichtigen Betriebe einschreiten3.

2.2.3 Verstoß gegen § 18 b WHG

Beschädigte Kanalisationen entsprechen auch nicht den allgemein anerkannten Regeln der Technik, nach denen Abwasseranlagen nach § 18 b Abs. 1 WHG "zu errichten und zu betreiben" sind. Zum Betrieb gehören neben der Wartung die Inspektion und die Sanierung oder Erneuerung defekter Bestandteile. Damit wird aus dem § 18 b WHG die grundsätzliche Rechtspflicht zur Schadensbehebung bei Abwasserleitungen ersichtlich5.

2.2.4 Verstoß gegen § 324 StGB

Eine Konkretisierung der Pflicht zur Instandhaltung von Abwasserleitungen erfolgt durch den § 324 StGB2. Schmutzwasser aus undichten Kanälen würde, sofern es den Grundwasserhorizont erreicht, eine Verschlechterung der Gewässerqualität verursachen und folglich zu einer Gewässerverunreinigung i.S.d. § 324 StGB führen. Pflichtversäumnisse in diesem Bereich können zu Straftatbeständen werden3.

2.3 Das Grundprinzip der Eigenkontrolle

Die Bundesländer haben in den Landeswassergesetzen den durch das WHG gesetzten Rahmen ausgefüllt. So sind die Landesregierungen ermächtigt, Selbstüberwachungsverordnungen zu erlassen . Aufgrund der Kenntnis über schadhafte Abwasserkanäle haben mehrere Länder die regelmäßige Überprüfung durch Eigenkontrollverordnungen geregelt. Alle Landeswassergesetze sehen diese Möglichkeit ausdrücklich vor, jedoch haben bisher lediglich 7 Länder von dieser Ermächtigung Gebrauch gemacht5. Gemeinsam ist allen Verordnungen das Grundprinzip der Eigenverantwortung der Kanalnetzbetreiber. Kaum Gemeinsamkeiten gibt es bei Betrachtung der Fristen in den einzelnen Ländern (siehe 4.3.2, Tabelle 4.1).

3 DER ZUSTAND DER KANALISATION

3.1 Der Zustand der Kanalisation in Deutschland

1997 wurde nach 1985 und 1990 die dritte ATV-Umfrage zur Erfassung des Zustandes der Kanalnetze in Deutschland durchgeführt. In die Umfrage einbezogen wurden 128 Städte, Gemeinden und Abwasserverbände und damit circa 67.000 km öffentliche Kanalstrecke. Das sind ungefähr 17 % der Gesamtlänge der öffentlichen Kanalisation in Deutschland im Jahr 1995. Tabelle 3.1 zeigt eine Aufteilung der Gesamtlänge und der in der Umfrage erfassten Längen der Kanalnetze nach Mischwasser-, Schmutzwasser- und Regenwasserkanälen bzw. Sonstigen Gerinnen. 53,5 % der Kanäle sind Mischwasserkanäle. Die Verteilung der Fragebögen nach Bundesländern ergibt kein homogenes Bild, da aus einigen Bundesländern keine Angaben vorliegen. Auf eine Zustandserläuterung privater Abwasserleitungen wird in den folgenden Ausführungen verzichtet, da darüber auch in der ATV-Umfrage kaum Ergebnisse gewonnen werden konnten. Es wird darauf verwiesen, dass sich in Tabelle 3.1 bis Tabelle

3.4 teilweise nur Auszüge der ATV-Ergebnisse6 wiederfinden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3.1 Erfasste Kanallängen bei der ATV-Umfrage

3.1.2 Die Altersverteilung der Kanäle

Aus Bild 3.1 wird die Altersverteilung der Kanäle ersichtlich. Demzufolge sind 33 % der Kanäle nicht älter als

25 Jahre. 36 % der Kanäle haben ein Alter zwischen 25 und 50 Jahren. D. h. ungefähr 70 % aller erfassten Kanäle wurden in den letzten 50 Jahren errichtet. Nur circa 4 % der Kanäle sind älter als 100 Jahre.

Bild 3.1 Altersverteilung der Kanäle im Jahr 19976 In Bild 3.2 wird gezeigt, in welchem Verhältnis die Altersverteilung in Ost und West zur jeweils erfassten Kanallänge steht. Generell wird aus Bild 3.2 ersichtlich, dass mit circa 10 % ein sehr geringer Anteil der erfassten Kanallängen durch die neuen Bundesländer repräsentiert wird. Die Ergebnisse der Umfrage

besitzen somit überwiegend Aussagekraft für die alten Bundesländer, da auf eine getrennte Betrachtung für Ost und West verzichtet wurde.

Bild 3.2 Alter und Länge der Kanäle in den neuen und alten Bundesländern6

Die Materialverteilung der Kanäle In die Auswertung zur Materialverteilung konnten 63.100 km öffentliche Kanalstrecke einbezogen werden. Unabhängig von der Art des Entwässerungssystems wurde in Bild 3.3 die Materialverteilung im Jahre 1997 gegenüber dem Jahr 1990 erfasst. Steinzeug- und Betonrohre liegen ähnlich der Erhebung im Jahre 1990 mit jeweils circa 45 % am häufigsten vor. Der Anteil der Kunststoffrohre ist angestiegen, der Anteil der gemauerten Kanäle nahm gegenüber 1990 ab. Man kann das damit erklären, dass im Rahmen von Erneuerungsmaßnahmen Mauerwerk durch Kunststoff und andere Materialien ersetzt wird.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 3.3 Materialverteilung im Kanalnetz6

3.1.3 Die Profil- und Querschittsverteilung der Kanäle

Die in der Erhebung erfassten Kanäle sind zu 11 % begehbar, siehe auch Tabelle 3.2. Das Kreisprofil ist zu 85 % bei der Profilverteilung vertreten. Weitere 10 % Anteil hat das Eiprofil. Das Maulprofil erscheint mit lediglich 0,7 % Anteil.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 3.4 Profilverteilung im Kanalnetz6

3.1.4 Der Untersuchungsgrad der Kanalisation

Bild 3.5 zeigt, wie viel Prozent der öffentlichen Kanalisation in Abhängigkeit von der Kommunengröße bereits einer Zustandserfassung unterzogen wurden. Der höchste Untersuchungsgrad ist in den Kommunen mit 100.000 bis 250.000 Einwohnern zu finden. Er beträgt circa 70 %. Bei kleineren Kommunen mit bis zu 50.000 Einwohnern liegt der Untersuchungsgrad etwas über 50 %.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 3.5 Untersuchungsgrad in Abhängigkeit von der Größe der Kommune6

Entsprechend der Umfrage kann man davon ausgehen, dass der Zustand von begehbaren Kanälen nach Tabelle 3.2 zu über 100 % erfasst ist. Manche begehbaren Kanälen müssen danach mehr als einmal inspiziert wurden sein. Bei nichtbegehbaren Kanälen, die zu 90 % in die Befragung eingehen, sind über

50 % untersucht wurden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3.2 Untersuchungsgrad und Sanierungsbedarf der erfassten Kanäle

3.1.5 Der Sanierungsbedarf der öffentlichen Kanalisation

Nach Tabelle 3.2 sind sowohl im nichtbegehbaren als auch im begehbaren Bereich bei den Befragten 16 % der Kanalnetze als sanierungsbedürftig anzusehen. Im Jahr 1990 lag dieser Prozentsatz noch bei 22 %. Da die Untersuchungsquote bei nichtbegehbaren Kanäle erst 54 % beträgt, ist der mit 16 % angegebene Sanierungsbedarfs für nichtbegehbare Kanäle als noch nicht gesichert anzusehen. Es besteht nach Tabelle 3.3 eine Abhängigkeit zwischen dem Untersuchungsgrad und dem durch die Kommunen angegebenen Sanierungsbedarf. Bei einem niedrigen Untersuchungsgrad ist der Sanierungsbedarf deutlich höher als bei einem vollständig erfassten Kanalnetz. Kanalnetzbetreiber, denen Zustandserfassungen über ihre Kanalisation vorliegen, haben die Möglichkeit einer gezielteren Auswahl für die Bestimmung der Notwendigkeit des Sanierungsbedarfs.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3.3 Sanierungsbedarf in Abhängigkeit vom Untersuchungsgrad

Außerdem zeigt sich in Tabelle 3.3, dass in Kommunen mit mehr als 100 000 Einwohnern und einem Untersuchungsgrad von 80 bis 100 % der Sanierungsbedarf höher liegt als in Kommunen mit weniger als 100 000 Einwohner. Bei Kommunen mit mehr als 100 000 Einwohnern wird der Sanierungsbedarf auf 11 % des gesamten Kanalnetz geschätzt. Ein Vergleich mit den Kommunen mit weniger als 100 000 Einwohnern zeigt, dass hier der Sanierungsbedarf bei gleichem Untersuchungsgrad 20 % beträgt. Der Mindestsanierungsbedarf wird daher über 10 % bezogen auf die Kanalnetzlänge liegen.

3.1.6 Die Schadensbilder an Kanalnetzen

Die Angaben zur Schadenshäufigkeit verschiedener Schadensbilder beziehen sich auf circa 65 000 km inspizierte Kanalnetzlänge. Sie wurden über die Kanallänge des jeweiligen Befragten gewichtet, und es ergibt sich die in Bild 3.6 dargestellte Verteilung. Dabei bedeuten:

0 Schadensbild ist bisher nicht aufgetreten

1 Schadensbild ist selten aufgetreten

2 Schadensbild ist häufig aufgetreten

3 Schadensbild ist sehr häufig aufgetreten

Das Schadensbild Riss stellt das am häufigsten genannte Problem dar. Auch mit häufigem Auftreten genannt wurde das Schadensbild Schadhafter Abzweig. Des weiteren zeigen sich unter den häufig aufgetretenen Schäden Undichtigkeiten, Lageabweichungen, Abflusshindernisse, Korrosion und mechanischer Verschleiß. Selten treten Verformungen und Einstürze von Kanalisationen auf.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 3.6 Häufigkeit des Auftretens von Schäden6

3.1.7 Die Kosten für die Sanierung der öffentlichen Kanalisation

Man kann bei der Schadensbehebung von Kanälen zwischen Instandsetzung (Reparatur), Sanierung und Erneuerung unterscheiden (siehe 3.5.). Den Umfrageergebnissen zufolge entspricht der Anteil der Reparatur- bzw. Sanierungsmaßnahmen bezogen auf die sanierte Kanalnetzlänge dem Anteil der Erneuerungsmaßnahmen. Der von den Kommunen für die nächsten fünf Jahre notwendig werdende Anteil für Erneuerungsmaßnahmen wird allerdings rückläufig eingeschätzt. Lag im Jahre 1996 das Verhältnis der Ausgaben für Reparatur- bzw. Sanierungsmaßnahmen zu den Ausgaben für die Erneuerung der Kanalnetze bei ungefähr 1:4, rechnet man für die nächsten fünf Jahre mit einem Verhältnis von 1:3.

Die Kosten pro Meter Reparatur-, Sanierungs- oder Erneuerungsmaßnahme liegen in den Kommunen mit mehr als 100.000 Einwohner deutlich höher als in den kleineren Kommunen. Als durchschnittliche Kosten für Reparaturen wurden durch die Umfrage circa 650 DM/m ermittelt. Deutlich höher sind die Kosten für einen m Kanalerneuerung. Sie liegen zwischen 1.500 DM und 3.200 DM pro Meter erneuerten Kanal. Erklärt werden die Unterschiede nach [ ] durch die in den großen Städten deutlich tiefer liegenden Kanäle.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3.4 Aufwendungen für Reparatur und Erneuerung öffentlicher Kanäle

3.2 Der Zustand der Kanalisation in Berlin

3.2.1 Der Netzbestand der Berliner Wasserbetriebe

Die Berliner Wasserbetriebe leiten mit circa 8500 km Kanalisation das von 3,5 Mio. Einwohnern, Gewerbeund Industriebetrieben anfallende Niederschlags- und Abwasser ab7. Sie sind damit der größte Kanalnetzbetreiber in Deutschland. Von den 8500 km Kanalnetzlänge entfallen 22,4 % auf Mischwasserkanäle und 77,6 % auf Schmutz- und Regenwasserkanäle. In der ATV-Umfrage über den Zustand der Kanalisation in Deutschland sind auch Daten der Berliner Wasserbetriebe enthalten. Wie repräsentativ die unter 2.1. gewonnenen Ergebnisse für die Berliner Kanalisation sind, kann den nachfolgenden Ausführungen entnommen werden. Diese wurden im Zusammenhang mit der ATVUmfrage angegeben und beziehen sich somit auf das Jahr 1997.

3.2.2 Die Altersverteilung der Kanäle

Nach Bild 3.7 sind insgesamt 34 % der Kanäle nicht älter als 50 Jahre. Der überwiegende Anteil, nämlich 61 % der Kanäle haben ein Alter zwischen 50 und 100 Jahren. Ungefähr 5 % der Kanäle weisen ein Alter von mehr als 100 Jahren auf.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bild 3.7 Altersverteilung der Kanäle in Berlin

3.2.3 Die Materialverteilung der Kanäle

Mit 60,5 % Anteil ist Steinzeug das am häufigsten vorliegende Material gefolgt von Beton- und Stahlbeton, das mit 23,2 % am zweithäufigsten vorliegt. Ähnlich wie im gesamten Deutschland sind selten Faserzement und Mauerwerk als Material im Kanalnetz zu finden. Das Material Kunststoff liegt überhaupt nicht vor.

3.2.4 Die Profil- und Querschnittsverteilung der Kanäle

In Berlin sind 10 % aller Kanäle begehbar. 45 % aller Kanäle sind kleiner als DN 250 und nehmen damit die Hälfte aller Kanäle im nichtbegehbaren Bereich ein. Angaben über die Profilverteilung im Berliner Wassernetz liegen nicht vor.

3.2.5 Der Untersuchungsgrad der Berliner Wasserbetriebe

Zum Zeitpunkt Oktober 1996 waren 5780 km von 8573 km Kanalstrecke ersterfasst, das waren ungefähr 68 % des Berliner Kanalnetzes7. Damit gehört Berlin zu den Städten, wo eine Zustandserfassung der Kanalisation bereits in hohem Umfang geschehen ist (vgl. 2.1.4.). Eine vollständige Ersterfassung soll bis Mitte 1999 vollzogen sein. Die in angegebenen ausgewerteten Längen sind durch eine Inspektion aufgenommen und bewertet wurden und entsprechen dem Stand Oktober 1996. Einer Schadensklassifizierung waren danach mit 2442 km Netzlänge 28,5 % der Gesamtlänge unterzogen wurden. Von der 2.442 km langen erfassten und ausgewerteten Kanalstrecke entfallen 1.556 km auf den Betriebsbereich Ost und 886 km auf den Betriebsbereich West.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3.5 Ausgewertete Kanallängen in Berlin

3.2.6 Die Schadensbilder der Berliner Kanalisation

Die Schmutz- und Regenwasserkanäle haben mit einem Anteil von 77,6 % den größten Anteil am Kanalnetz in Berlin. Sie sind fast zu 25 % inspiziert und ausgewertet wurden. Zu fast 50 % erfasst und ausgewertet sind die Mischwasserkanäle. Es wird an dieser Stelle auf die Schadensverteilung bei Schmutz- und Mischwasserkanälen eingegangen. Eine differenzierte Betrachtung in Ost und West ist hierfür notwendig.

Aus Tabelle 3.6 und Tabelle 3.7 kann abgelesen werden, dass Schäden an Rohrverbindungen in Ost und West die häufigste Schadensursache sind. Danach folgen Schäden wie Risse, Verwurzelungen, Verschleiß und Lageabweichungen. Im Betriebsbereich Ost treten diese Schäden zumeist ausgeprägter auf, als das im Betriebsbereich West der Fall ist. Zurückzuführen ist dies auf mangelhafte Instandhaltungsmaßnahmen in DDR-Zeiten. Da für den Betriebsbereich Ost ausgedehnte Wasserschutzzonen ausgewiesen sind, müssen die in diesem Bereich auftretenden Schäden bei der Prioritätenfestsetzung zur Schadensbehebung in besonderem Maße beachtet werden7. Im Betriebsbereich West stellen Verwurzelungen ein häufigeres Problem als im Betriebsbereich Ost dar. Es fällt auf, dass Undichtigkeiten und Korrosion in beiden

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3.6 Anteil der Schadensbilder als Schäden pro km im Schmutzwassersystem [in %]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 3.7 Anteil der Schadensbilder als Schäden pro km im Mischwassersystem [in %]

3.2.7 Die Sanierung der Berliner Kanalisation

Die Behebung von Schäden erfolgt bei den Berliner Wasserbetrieben zu 85 % durch Erneuerung der Kanalbauwerke in offener Bauweise und zu 10 % in geschlossener Bauweise, vorzugsweise im Pipe-eating- Verfahren (siehe Bild 4.9). Der restliche verbleibende Anteil an Schäden von 5 % wird durch Reparaturen behoben. In einer weiterführenden Arbeit werden für die Berliner Kanalisation Sanierungsaufwendungen zu planen sein. Eine Aussage zu den Kosten kann somit zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht getroffen werden.

4 GRUNDLAGEN FÜR KANALNETZSANIERUNG

Die nachfolgenden Ausführungen beinhalten grundlegende Aussagen über die technische Durchführung von Instandhaltungsmaßnahmen bei Kanalnetzen. Ergebnisse, die dabei gewonnen werden können, sind Voraussetzung für die Planung von Sanierungsaufwendungen.

4.1 Instandhaltung

Unter Instandhaltung versteht man alle Maßnahmen zur Bewahrung und Wiederherstellung des Sollzustandes sowie zur Feststellung und Beurteilung des Istzustandes von Kanälen8. Als Maßnahmen der Instandhaltung werden explizit verstanden, die

- Wartung

- Inspektion

- Schadensbehebung.

Wichtige Parameter, die ein funktionsfähiges Abwassernetz beschreiben und im Rahmen der Instandhaltung berücksichtigt werden müssen, sind:

- der bauliche Zustand von Leitungen und Bauwerken

- die hydraulische Leistungsfähigkeit

- die vom Kanalnetz ausgehende Umweltbeeinflussung.

4.2 Wartung

4.2.1 Allgemeines

Nach ATV M 143 Teil 1 umfasst die Wartung von Kanälen alle Maßnahmen, die zur Bewahrung des Sollzustandes notwendig sind. Hierzu gehören das Reinigen von Haltungen einschließlich der Schächte und das Gewährleisten der Funktionstüchtigkeit von maschinen- und elektrotechnischen Einrichtungen, wie z.

B. Schaltanlagen, Rückstauklappen, Schieber, Pumpen. Die Aufstellung eines immer wieder neu zu aktualisierenden betriebsspezifischen Wartungsplanes kann in Anlehnung an ATV A 140 erfolgen9. Das Festlegen von Wartungsintervallen geschieht entsprechend den betrieblichen Erfordernissen und auf Basis von Betriebserfahrungen. Zu beachten sind dabei alle vorhandenen Bestandspläne von Kanälen, Bauwerken und Sonderbauwerken, Funktionsbeschreibungen und Schaltpläne für elektrisch betriebene Anlagen und wasserrechtliche Genehmigungen und Erlaubnisse. Die Reinigung soll regelmäßig durchgeführt werden, um Ablagerungen und Verstopfungen im Kanalnetz zu beseitigen. Sie dient auch als vorbereitende Maßnahme für die Inspektion (siehe 3.3.) und einer eventuell notwendig werdenden Schadensbehebung (siehe 3.5.)15. Vorhandene Ablagerungen werden durch geeignete Reinigungsverfahren gelöst, zu einem Übergabepunkt, z. B. Einsteigschacht, transportiert, aufgenommen und entsorgt. Findet eine Reinigung zur Vorbereitung für eine Schadensbehebung statt, ergeben sich nach ATV A 140 noch andere durchzuführende Maßnahmen, wie z. B. die Reinigung der Innenwandung, das Entfernen von Korrosionsprodukten, einragenden Anschlusskanälen oder anderen künstlichen Abflusshindernissen.

4.2.2 Reinigungsverfahren

An dieser Stelle seien die hauptsächlich angewendeten Reinigungsverfahren angesprochen und auf die einschlägige Literatur verwiesen. Man unterscheidet:

- Spülverfahren
- Hochdruckspülverfahren
- Mechanische Verfahren
- Sonstige Verfahren.

Das Spülen durch Zugabe von Wasser ist die älteste und einfachste Art der Reinigung. Es kann nur zur Entfernung loser und unverfestigter Ablagerungen eingesetzt werden und setzt einen freien Abwasserabfluss voraus17. Für größere Durchmesser bei Haltungen können mechanische Verfahren mittels den Einsatz von Schabern und Bürsten verwendet werden. Durch oberirdisch aufgestellte Winden werden diese durch den Kanal gezogen und lösen verfestigte Ablagerungen. Der Aufbau der Winden, das Einführen des Zugseiles und der Reinigungsgeräte sind sehr aufwendig und kommen heute nur noch selten zum Einsatz15. Am häufigsten wird heute die Hochdruckspülung (HD-Reinigung) eingesetzt. Hierzu tritt Wasser mit einem Druck von mindestens 150 bar über Düsen gegen die Fließrichtung in die Haltung aus, löst Ablagerungen und schwemmt sie bis zum Entnahmeschacht vor sich her. Von dort werden sie abgesaugt. Durch den hohen Wasserdruck können vereinzelt Schäden an den Rohrwandungen verursacht werden. Allerdings ist die HD-Reinigung in Kanälen bis circa DN 2500 sehr wirtschaftlich. Bei geringem Personaleinsatz von 2 bis 3 Personen können 2000 - 3000 m Haltung pro Tag gereinigt werden, eine Reinigungsleistung, die durch die anderen genannten Verfahren nicht erreicht wird15. Unter sonstigen Verfahren versteht man den Einsatz von Spezialgeräten wie Bohr- und Fräsgeräte, Schneidgeräte und Sandstrahlgeräte, die an dieser Stelle nicht behandelt werden sollen.

4.3 Inspektion

4.3.1 Allgemeines

Um zu einer objektiven Aussage über den Istzustand einer Kanalisation zu gelangen, ist eine systematische Bestandsaufnahme und eine lückenlose Dokumentation der Kanalnetze erforderlich. Bei Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Istzustandes spricht man in Anlehnung an die DIN 31051 und das Merkblatt ATV M 143 von Inspektion. "Die Inspektion hat auf der Grundlage eines Inspektionsplanes unter Berücksichtigung betrieblicher Belange und des Bauzustandes zu erfolgen." heißt es im ATV M 143. In den weiteren Kapiteln wird deshalb sehr ausführlich auf die Erfassung des baulichen Zustandes von Kanalnetzen eingegangen. Das Schema macht deutlich, welche zentrale Stellung die Inspektion einnimmt.

Um einem gewissen Qualitätsanspruch der Inspektion gerecht zu werden, sollten folgende Maßnahmen im Rahmen der Inspektion erfolgen:

- Erstellen eines Inspektionsplanes hinsichtlich Erfassung des Bauzustandes, sowie der hydraulischen Leistungsfähigkeit und umweltrelevanter Belange (siehe 3.3.6.)

- Vorbereitung und Durchführung
- Dokumentation der Inspektionsergebnisse
- Auswertung der Inspektionsergebnisse durch eine Schadensklassifizierung
- Ableitung notwendiger Konsequenzen15.

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