Mutschmann/Stimmelmayr Taschenbuch der Wasserversorgung (eBook)

Das Autorenteam setzt sich aus anerkannten Fachleuten zusammen, die das Werk von Dipl.-Ing. Johann Mutschmann und Dipl.-Ing. Fritz Stimmelmayr fortführen.

Kapitelübersicht 5
Vorwort zur 15. Auflage 8
Bearbeiter der 15. Auflage 8
Vorwort zur 2. bis 14. Auflage 10
Vorwort zur 1. Auflage 11
Inhaltsverzeichnis 12
Liste der Abkürzungen 40
1. Technische Bezeichnungen 40
2. Behörden, Verbände, Unternehmen 41
Technik der Wasserversorgung 42
1. Aufgaben der Wasserversorgung 43
1.1 Wasserwirtschaft und Umweltschutz 43
1.2 Lebensmittel Trinkwasser 44
1.3 Entwicklung der öffentlichen Wasserversorgung 46
1.4 Anforderungen an eine Wasserversorgungsanlage 47
1.4.1 Allgemeine Forderungen 47
1.4.2 Arten der Wasserversorgung 48
1.4.3 Einzel-oder Doppelte Wasserversorgungsnetze 48
1.4.4 Keine Verbindung von öffentlichen Wasserversorgungsanlagen mit Eigenanlagen 49
1.4.5 Fremdwasserbezug 50
1.5 Planung einer Wasserversorgungsanlage 50
1.6 Anlageteile einer Wasserversorgungsanlage 51
Literatur 52
2. Wasserabgabe – Wasserverbrauch – Wasserbedarf 53
2.1 Struktur der öffentlichen Wasserversorgung 53
2.2 Anschlussgrad 54
2.3 Wasserabgabe – Wasserverbrauch 54
2.3.1 Begriffe und bestimmende Faktoren 54
2.3.2 Wasserabgabe im Betrachtungszeitraum 56
2.3.3 Wasserabgabe pro Jahr 56
2.3.3.1 Größe und Bemessungsgrundlage 56
2.3.3.2 Schwankungen Qa 58
2.3.4 Wasserabgabe pro Monat 58
2.3.4.1 Größe 58
2.3.4.2 Schwankung QMt im Jahr 58
2.3.5 Wasserabgabe pro Tag 59
2.3.5.1 Größe und Bemessungsgrundlage 59
2.3.5.2 Schwankungen Qd im Jahr 59
2.3.5.3 Schwankungen Qd in der Woche 61
2.3.5.4 Wasserabgabe – Ganglinie – Dauerlinie 61
2.3.6 Wasserabgabe pro Stunde 63
2.3.6.1 Größe und Bemessungsgrundlage 63
2.3.6.2 Schwankungen Qh während des Tages 63
2.3.6.3 Größtwert Qh max 65
2.3.6.4 Kleinstwert Qh min 68
2.3.7 Bemessungsgrundlage für Sonderobjekte 68
2.4 Wasserverbrauch je Verbrauchseinheit 71
2.4.1 Berechnungsdurchfluss von Auslauf-Armaturen 71
2.4.2 Wasserverbrauch je Einzelvorgang 72
2.4.3 Wasserverbrauch im Haushalt für einzelne Zwecke 72
2.4.4 Erfahrungswerte des Wasserverbrauchs je Verbrauchseinheit 73
2.4.5 Eigenverbrauch der WVU 75
2.4.6 Wasserverlust 75
2.5 Wasserverbrauch der Industrie 76
2.6 Wassersparen 76
2.6.1 Fachliche Randbedingungen 76
2.6.2 Maßnahmen 77
2.6.2.1 Wasserversorgungsunternehmen 77
2.6.2.2 Industrie und verarbeitendes Gewerbe 77
2.6.2.3 Landwirtschaft 77
2.6.2.4 Haushaltsbereich 78
2.6.2.5 Öffentliche Einrichtungen, Hotel- und Gaststättengewerbe 78
2.6.2.6 Wasserrechtliche Gestattung 78
2.7 Wasserbedarf 78
2.7.1 Bemessungsgrößen des Wasserbedarfs 79
2.7.2 Bemessungszeitraum 79
2.7.3 Feststellen der Bemessungsgrundlagen 79
2.7.3.1 Derzeitige und künftige Zahl der versorgten Einwohner 79
2.7.3.2 Wohndichte 80
2.7.3.3 Einwohnerbezogener Wasserbedarf 81
2.7.3.4 Spitzenwerte 82
2.7.3.5 Entwicklung des industriellen und sonstigen Wasserbedarfs 82
2.7.3.6 Klimatische Verhältnisse 82
2.7.3.7 Anschlussgrad 82
2.7.4 Löschwasserbedarf 82
2.7.4.1 Allgemeines 82
2.7.4.2 Grundschutz 83
2.7.4.3 Objektschutz 84
2.7.4.4 Löschwasser-Bereitstellung durch das WVU 84
2.7.5 Wasserbedarf im Krisenfall 84
2.7.6 Beispiel einer Wasserbedarfsberechnung 85
Literatur 87
3. Wassergewinnung 88
3.1 Wasserbilanz 88
3.1.1 Wasservorkommen der Erde 88
3.1.2 Arten der Wassergewinnung 89
3.2 Wasserhaushalt 91
3.2.1 Niederschlag 91
3.2.2 Verdunstung 95
3.2.3 Abfluss 96
3.2.3.1 Oberirdischer Abfluss 96
3.2.3.2 Unterirdischer Abfluss 98
3.2.4 Einfluss des Klimawandels 102
3.3 Wasserdargebot 102
3.3.1 Grundwasser 102
3.3.1.1 Grundwasserleiter 102
3.3.1.2 Grundwasservorkommen 103
3.3.1.3 Grundwasserhydraulik 104
3.3.1.4 Grundwassererkundung 118
3.3.1.5 Grundwasserentnahme aus Brunnen 123
3.3.1.6 Grundwasserableitung aus Quellen 131
3.3.1.7 Grundwassermodelle 133
3.3.2 Uferfiltrat 135
3.3.3 Grundwasseranreicherung 136
3.3.3.1 Unterirdische Versickerungsanlagen 137
3.3.3.2 Oberirdische Versickerungsanlagen 137
3.3.4 Oberflächenwasser 139
3.3.4.1 Niederschlagswasser 139
3.3.4.2 Luftfeuchtigkeit 139
3.3.4.3 Meerwasser 139
3.3.4.4 Flusswasser 139
3.3.4.5 Seen und Trinkwassertalsperren 139
3.3.5 Wahl der Wasserdargebots 140
3.4 Wasserfassungen 141
3.4.1 Quellfassungen 141
3.4.1.1 Vorbereitungen 141
3.4.1.2 Schichtquellenfassungen (absteigende Quellen) 141
3.4.1.3 Stauquellenfassungen (aufsteigende Quellen) 144
3.4.1.4 Dokumentation 146
3.4.1.5 Betrieb 146
3.4.1.6 Rückbau 146
3.4.2 Brunnen 147
3.4.2.1 Allgemeines 147
3.4.2.2 Schlagbrunnen 147
3.4.2.3 Spülbrunnen 147
3.4.2.4 Schachtbrunnen 147
3.4.2.5 Bohrbrunnen 148
3.4.2.6 Großvertikalfilterbrunnen 170
3.4.2.7 Brunnenreihen 171
3.4.2.8 Horizontalfilterbrunnen 171
3.4.2.9 Betrieb 173
3.4.2.10 Leistungsrückgang 174
3.4.2.11 Regenerierung 175
3.4.2.12 Sanierung und Rückbau 176
3.4.3 Sickerfassungen 178
3.4.4 Stollenfassungen 178
3.4.5 Oberflächenwasserentnahmen 178
3.4.5.1 Allgemeines 178
3.4.5.2 Trinkwassertalsperren 178
3.4.5.3 Seewasserfassungen 181
3.4.5.4 Flusswasserfassungen 181
3.5 Wasserschutzgebiete 182
3.5.1 Schutzgebiete für Grundwasser 183
3.5.1.1 Gefährdungen und Beeinträchtigungen 183
3.5.1.2 Reinigungswirkung des Untergrundes 183
3.5.1.3 Bemessung des Schutzgebiets und der Schutzzonen 184
3.5.1.4 Schutzgebietsverordnung 186
3.5.1.5 Überwachung 189
3.5.2 Schutzgebiete für Talsperren 189
3.5.2.1 Allgemeines 189
3.5.2.2 Gefährdungen und Beeinträchtigungen 190
3.5.2.3 Bemessung des Schutzgebietes und der Schutzzonen 190
3.5.2.4 Schutzgebietsverordnung 191
3.5.2.5 Überwachung 193
3.5.3 Schutzgebiete für Seen und Flüsse 193
Literatur 194
4. Wasseraufbereitung 196
4.1 Wasserbeschaffenheit 196
4.1.1 Physikalisch-chemische Eigenschaften des reinen Wassers 196
4.1.1.1 Bestandteile 196
4.1.1.2 Aggregatzustand und Masse 196
4.1.1.3 Viskosität 197
4.1.1.4 Spezifische Wärme 197
4.1.1.5 Zusammendrückbarkeit 198
4.1.1.6 Chemisches Lösungsvermögen 198
4.1.1.7 Folgeerscheinungen 199
4.1.2 Natürliche Rohwässer – Beschaffenheit und Anforderungen 199
4.1.2.1 Allgemeines 199
4.1.2.2 Grundwasser und Quellwasser 200
4.1.2.3 Oberflächenwasser 204
4.1.2.4 Künstlich angereichertes Grundwasser und Uferfiltrat 207
4.1.2.5 Regenwasser 208
4.1.3 Anforderungen an Trinkwasser – DIN 2000 208
4.1.4 Anforderungen der EU-Richtlinie und der Trinkwasserverordnung (TrinkwV) 209
4.1.5 Parameter zur Beurteilung der Wasserbeschaffenheit 211
4.1.5.1 Allgemeines 211
4.1.5.2 Mikrobiologische Parameter 212
4.1.5.3 Chemische Parameter 214
4.1.5.4 Indikatorparameter und Parameter ohne Grenzwerte 225
4.1.6 Zusatzstoffe zur Trinkwasseraufbereitung (Aufbereitungsstoffe) 254
4.1.7 Durchführung der Wasseruntersuchungen 254
4.1.7.1 Allgemein 254
4.1.7.2 Umfang und Häufigkeit der Untersuchungen 255
4.1.7.3 Probenentnahme, Untersuchungen vor Ort 258
4.1.7.4 Ergebnisangabe 259
4.1.7.5 Beurteilung der Wasserbeschaffenheit einschließlich Korrosivität 260
4.1.8 Schutz des Wassers und Sanierungsmaßnahmen 262
4.1.8.1 Allgemeines 262
4.1.8.2 Schutz der Trinkwasserressourcen 263
4.1.8.3 Schutz des Trinkwassers 266
4.1.9 Sicherheit in der Trinkwasserversorgung 267
4.2 Trinkwasseraufbereitung 268
4.2.1 Anforderungen und Verfahren 268
4.2.2 Physikalische Verfahren 270
4.2.2.1 Vorreinigungsverfahren 270
4.2.2.2 Flockung, Sedimentation, Flotation 272
4.2.2.3 Gasaustausch 278
4.2.2.4 Filtration 283
4.2.2.5 Membranverfahren 290
4.2.2.6 Adsorption an Aktivkohle 294
4.2.2.7 Grundwasseranreicherung 296
4.2.3 Chemische Verfahren 297
4.2.3.1 Flockung/Fällung 297
4.2.3.2 Oxidation 297
4.2.3.3 Neutralisation 301
4.2.3.4 Ionenaustausch 306
4.2.4 Biologische Verfahren 309
4.2.5 Anwendung der Aufbereitungsverfahren 309
4.2.5.1 Allgemeines 309
4.2.5.2 Entsäuerung 310
4.2.5.3 Enteisenung 312
4.2.5.4 Entmanganung 316
4.2.5.5 Aufbereitung von reduzierten Wässern 317
4.2.5.6 Entfernen von organischen Inhaltsstoffen 318
4.2.5.7 Entfernen der Stickstoffverbindungen 320
4.2.5.8 Enthärtung 326
4.2.5.9 Entsalzung 330
4.2.5.10 Aufhärtung 331
4.2.5.11 Dosierung von Phosphat und Silikat 332
4.2.5.12 Entfernen von anorganischen Spurenstoffen 333
4.2.5.13 Dekontamination 335
4.2.5.14 Desinfektion 337
4.2.5.15 Spülwasser- und Schlammbehandlung 346
4.2.6 Mischwasser 350
4.2.6.1 Allgemeines 350
4.2.6.2 Zonentrennung 351
4.2.6.3 Zentrale Mischung 352
4.2.6.4 Aufbereitung bei der zentralen Mischung 352
4.2.6.5 Angleichung der Wasserbeschaffenheit durch Aufbereitung 352
4.2.7 Beispielschemata von Aufbereitungsanlagen 353
4.2.8 Trinkwassernachbehandlung 354
4.2.8.1 Allgemeines 354
4.2.8.2 Mechanisch wirkende Filter 354
4.2.8.3 Dosierung von Phosphaten und Silikaten 355
4.2.8.4 Kationenaustauscher zur Enthärtung 355
4.2.8.5 Sonstige Anlagen zur Trinkwassernachbehandlung 356
4.2.9 Bauwerke der Wasseraufbereitung 357
4.2.9.1 Wahl des Verfahrens und des Standorts der Anlage 357
4.2.9.2 Planung der Anlagenteile 357
4.2.9.3 Ausschreibung 360
4.2.9.4 Abnahme, Einweisung und Bedienungsvorschrift 360
Literatur 362
5. Wasserförderung 364
5.1 Maschinelle Einrichtungen 364
5.1.1 Betriebswerte von Pumpensystemen 364
5.1.1.1 Förderstrom 364
5.1.1.2 Förderhöhe und Förderdruck 364
5.1.1.3 Nutzleistung einer Pumpe 366
5.1.1.4 Leistungsbedarf eines Pumpenaggregates 366
5.1.2 Kreiselpumpen (KrP) 366
5.1.2.1 Anwendungsgebiet 366
5.1.2.2 Bauformen von Kreiselpumpen 366
5.1.2.3 Saugverhalten von Kreiselpumpen 370
5.1.2.4 Zusammenhang zwischen Kennlinie einer Kreiselpumpe und der Anlagenkennlinie 372
5.1.2.5 Regelung von Kreiselpumpen 374
5.1.3 Abnahmeprüfung von Kreiselpumpen 377
5.1.3.1 Werkstoffprüfung 377
5.1.3.2 Hydraulische Abnahmeprüfung 377
5.1.4 Sonstige Wasserhebevorrichtungen 380
5.1.4.1 Kolbenpumpen 380
5.1.4.2 Mischluftheber 381
5.1.4.3 Widder 382
5.1.4.4 Dosierpumpen 382
5.1.5 Nichtelektrische Antriebsmaschinen 383
5.1.5.1 Verbrennungsmotoren 383
5.1.5.2 Wasserkraftmaschinen 384
5.1.6 Luftverdichter und Gebläse 385
5.2 Elektrotechnik 386
5.2.1 Allgemeine Zusammenhänge 386
5.2.1.1 Grundgrößen 387
5.2.2 Elektromotoren 388
5.2.2.1 Wirkungsgrad 389
5.2.2.2 Drehzahl und Drehrichtung 389
5.2.2.3 Kraftübertragung 391
5.2.2.4 Anlassen von Elektromotoren 392
5.2.2.5 Bauformen und Schutzarten der Elektromotoren 396
5.2.2.6 Blindstromkompensation 396
5.2.2.7 Motorerwärmung 397
5.2.3 Energieverteilung 397
5.2.3.1 Schaltgeräte 397
5.2.3.2 Leitungen und Zubehör 398
5.2.3.3 Transformatoren (Umspanner) 401
5.2.3.4 Ersatzstromerzeugungsanlagen 402
5.2.4 Schutzmaßnahmen in elektrischen Anlagen 402
5.2.4.1 Schutz gegen direktes Berühren 402
5.2.4.2 Schutz bei indirektem Berühren 402
5.2.4.3 Weitere Sicherheitsregeln 404
5.3 Prozessleitsysteme und Fernwirktechnik 405
5.3.1 Aufgaben 405
5.3.1.1 Allgemeines 405
5.3.1.2 Messwerte und Meldungen 406
5.3.1.3 Besondere Sensoren und Geräte für selbsttätige Steuerungen und zur Fernüberwachung 407
5.3.2 Technischer Aufbau 408
5.3.2.1 Anlagenformen und -bestandteile 408
5.3.2.2 Übertragungsrichtung 410
5.3.2.3 Übertragungsverfahren 410
5.3.2.4 Übertragungswege 411
5.3.3 Datenbehandlung 412
5.3.3.1 Datenerfassung und -verarbeitung 412
5.3.3.2 Datendarstellung und -speicherung und elektronische Verarbeitung 412
5.3.4 Betriebsweise der Anlagen 414
5.3.4.1 Handbetrieb 414
5.3.4.2 Halbautomatischer Betrieb 414
5.3.4.3 Vollautomatischer Betrieb 414
5.3.4.4 Allgemeines zum Eingreifen in Betriebsabläufe 416
5.3.5 Leittechnische Einrichtungen 416
5.3.5.1 Zentrales Prozessleitsystem 416
5.3.5.2 Vor-Ort-Bedienung 417
5.4 Förderanlagen 419
5.4.1 Systemvarianten von Förderanlagen 419
5.4.1.1 Förderanlagen zur Gewinnung und Aufbereitung 419
5.4.1.2 Förderanlagen für Wassertransport und Wasserverteilung 419
5.4.2 Aspekte einzelner Förderanlagen 420
5.4.2.1 Grundwasserpumpwerk (GPW) 420
5.4.2.2 Druckerhöhungsanlagen (DEA) in Versorgungssystemen 422
5.4.2.3 Drucksteigerungspumpwerke 426
5.4.2.4 Druckerhöhungsanlagen in Grundstücken 427
5.4.2. Pumpen als Turbinen (PAT) 429
5.4.3 Dynamische Druckänderungen in Wasserversorgungsanlagen 431
5.4.3.1 Ursachen dynamischer Druckänderungen 431
5.4.3.2 Größe der Druckstöße 431
5.4.3.3 Abhilfemaßnahmen 432
5.4.4 Planung und Ausführung von Pumpwerken 433
5.4.4.1 Hydraulische Anforderungen 433
5.4.4.2 Pumpenbauart und Größe der Pumpensätze 436
5.4.4.3 Standort einer Förderanlage 437
5.4.4.4 Raumprogramm 438
5.4.4.6 Sicherheit gegen Einbruch und Brand 440
5.4.4.7 Anforderungen an die Entwurfsplanung 441
5.4.4.8 Ausschreibung von Förderanlagen 441
5.4.5 Dokumentation und Abnahme von Förderanlagen 442
5.4.6 Überwachung von Förderanlagen 443
5.4.7 Ausführungsbeispiele 445
5.5 Wasserzählung und Wassermessung 450
5.5.1 Allgemeines 450
5.5.1.1 Volumenmessungen (Wasserzähler) 451
5.5.1.2 Durchflussmessungen 451
5.5.2 Wasserzählung 451
5.5.2.1 Bauarten der Zähler 451
5.5.2.2 Begriffe und Anforderungen 454
5.5.2.3 Zählergrößen und Dimensionierung 456
5.5.3 Wassermessung 457
5.5.3.1 Durchflussmessung mittels Wasserzähler mit Zusatzeinrichtungen 457
5.5.3.2 Durchflussmessung nach dem magnetisch-induktiven Messverfahren 458
5.5.3.3 Durchflussmessung mittels Ultraschallgeräten 459
5.5.3.4 Weitere Verfahren 459
5.5.4 Hinweise für Einbau, Inbetriebnahme und Wartung von Zählern und Messvorrichtungen 461
5.5.4.1 Hauswasserzähler 461
5.5.4.2 Woltmannzähler 462
5.5.4.3 Ultraschallund Venturi-Messanlagen 463
5.5.4.4 Magnetisch-induktive Messeinrichtungen 463
5.5.5 Zulassung, Eichung und Prüfung der Zähler 464
5.5.5.1 Technische und rechtliche Grundlagen 464
5.5.5.2 Prüfung und Überwachung durch das Wasserversorgungs-unternehmen 465
Literatur 465
6. Wasserspeicherung 467
6.1 Aufgaben der Wasserspeicherung 467
6.1.1 Ausgleich zwischen Wasserzufluss und Wasserentnahme, Abdeckung von Verbrauchsspitzen 468
6.1.2 Ausgleich zwischen Vor- und Hauptförderung 468
6.1.3 Einhalten der Druckbereiche in Zubringerleitungen und Versorgungsleitungen 468
6.1.4 Überbrücken von Betriebsstörungen 468
6.1.5 Bereithalten von Löschwasser 469
6.1.6 Druckzonenversorgung 469
6.1.7 Misch- und Absetzbecken 469
6.1.8 Ausgleich der Abflüsse eines oberirdischen Gewässers in einer Trinkwassertalsperre 469
6.2 Arten der Wasserspeicherung 469
6.2.1 Wasserbehälter in Hochlage 469
6.2.1.1 Hochbehälter 469
6.2.1.2 Wasserturm 470
6.2.2 Wasserbehälter in Tieflage 470
6.2.3 Druckbehälter 470
6.2.4 Lösungsmöglichkeiten 470
6.2.5 Trinkwassertalsperren 471
6.2.6 Grundwasserspeicher 471
6.2.7 Löschwasserspeicher 472
6.3 Speicherinhalt 472
6.3.1 Ausgleich der Verbrauchsschwankungen – Fluktuierendes Wasservolumen 473
6.3.1.1 Allgemeines 473
6.3.1.2 Rechnerische Ermittlung 473
6.3.1.3 Grafische Ermittlung 473
6.3.1.4 Beurteilung 476
6.3.2 Ausgleich zwischen Vor- und Hauptförderung im Tiefbehälter 477
6.3.3 Sicherheitsvorrat 478
6.3.4 Löschwasservorrat 479
6.3.5 Festlegen des Speicherinhalts in der Praxis 479
6.3.5.1 Allgemeines 479
6.3.5.2 Kleine und mittelgroße Anlagen 480
6.3.5.3 Große Anlagen 480
6.3.5.4 Sehr große Anlagen über 50 000 m3/d 480
6.3.5.5 Gruppenanlagen 481
6.3.6 Speicherinhalt von Trinkwassertalsperren 481
6.4 Hochbehälter 481
6.4.1 Allgemeine Anforderungen 481
6.4.1.1 Versorgungstechnische Anforderungen 481
6.4.1.2 Bautechnische Anforderungen 481
6.4.1.3 Betriebliche Anforderungen 482
6.4.1.4 Sicherheitstechnische Anforderungen (Objektschutz) 483
6.4.1.5 Gestalterische Anforderungen 483
6.4.1.6 Wirtschaftliche Anforderungen 484
6.4.2 Lage 484
6.4.2.1 Höhenlage 484
6.4.2.2 Lage zum Versorgungsgebiet 485
6.4.2.3 Mehrere Hochbehälter in der gleichen Druckzone 487
6.4.2.4 Anforderungen an den Bauplatz 489
6.4.3 Bauliche Anordnung 489
6.4.3.1 Allgemein 489
6.4.3.2 Wasserkammer 489
6.4.3.3 Bedienungshaus 499
6.4.4 Bauausführung – Ortbetonbauweise 500
6.4.4.1 Allgemeines 500
6.4.4.2 Baustoffe 501
6.4.4.3 Statische Bearbeitung 502
6.4.4.4 Verarbeiten des Betons 503
6.4.4.5 Betonnachbehandlung 504
6.4.4.6 Oberflächenbehandlung 505
6.4.5 Bauausführung – Fertigteilbauweise 509
6.4.5.1 Allgemeines 509
6.4.5.2 Fertigteil-Rundbehälter in Stahlbetonbauweise 509
6.4.5.3 Fertigteil-Rundbehälter in Spannbetonbauweise 510
6.4.5.4 Fertigteil-Rechteckbehälter in Stahlbetonbauweise 511
6.4.5.5 Fertigteil-Rechteckbehälter in Spannbetonbauweise 512
6.4.5.6 Fertigteil-Großrohrbehälter 513
6.4.5.7 Geschweißte Edelstahl-Rundbehälter 513
6.4.5.8 Vergleichende Betrachtung Trinkwasserbehälter aus Beton oder Edelstahl 513
6.4.6 Zugang 514
6.4.7 Belichtung 515
6.4.7.1 Allgemeines 515
6.4.7.2 Wasserkammern 515
6.4.7.3 Bedienungshaus 515
6.4.8 Be- und Entlüftung 515
6.4.8.1 Allgemeines 515
6.4.8.2 Wasserkammern 516
6.4.8.3 Bedienungshaus 516
6.4.9 Hydraulische Ausrüstung 516
6.4.9.1 Allgemeines 516
6.4.9.2 Rohrleitungen 517
6.4.9.3 Rohrdurchführungen 520
6.4.9.4 Rohrmaterial 520
6.4.9.5 Korrosionsschutz 521
6.4.10 Entwässerungsanlage 521
6.4.11 Elektrische Einrichtung 522
6.4.11.1 Stromversorgung 522
6.4.11.2 Mess-, Steuer- und Regeltechnik 522
6.4.12 Dichtheitsprüfung 523
6.4.12.1 Forderung 523
6.4.12.2 Durchführen der Dichtheitsprüfung 523
6.4.13 Außenanlagen 526
6.4.14 Ausführungsbeispiele Hochbehälter 526
6.5 Wasserturm 531
6.5.1 Allgemeines 531
6.5.2 Nutzinhalt 531
6.5.3 Lage 531
6.5.3.1 Höhenlage 531
6.5.3.2 Lage zum Versorgungsgebiet 532
6.5.4 Allgemeine bauliche Anordnung 532
6.5.4.1 Allgemeines 532
6.5.4.2 Behälter (Wasserkammern) 532
6.5.4.3 Schaft (Turmkonstruktion) 533
6.5.4.4 Bedienungsräume 533
6.5.5 Konstruktive Hinweise 534
6.5.5.1 Gründung 534
6.5.5.2 Wasserkammern 534
6.5.5.3 Besondere Beanspruchungen 534
6.5.5.4 Fertigteilbauweise 535
6.5.6 Zugang 535
6.5.7 Hydraulische Ausrüstung 535
6.5.8 Äußere Gestaltung 535
6.5.9 Mehrzweckbauwerke 535
6.5.10 Ausführungsbeispiele Wassertürme 536
6.6 Tiefbehälter 542
6.6.1 Allgemeines 542
6.6.2 Speicherinhalt 542
6.6.3 Lage 542
6.6.4 Bauliche Anordnung 542
6.7 Löschwasserbehälter 543
6.7.1 Allgemeines 543
6.7.2 Löschwasserteich 543
6.7.2.1 Fassungsvermögen 543
6.7.2.2 Lage 543
6.7.2.3 Bauliche und betriebliche Anforderungen 543
6.7.3 Unterirdische Löschwasserbehälter 544
6.7.3.1 Fassungsvermögen 544
6.7.3.2 Lage 544
6.7.3.3 Bauliche und betriebliche Anforderungen 544
6.8 Maßnahmen zur Instandhaltung von Wasserbehältern 546
6.8.1 Instandhaltung, Sanierung, Mangel, Schaden 546
6.8.2 Betriebshandbuch 548
6.8.3 Kontrolle, Reinigung und Desinfektion 548
6.8.4 Mängel und Schäden bei Wasserbehältern 550
6.8.5 Instandsetzungsplan/Instandsetzung, Sanierung oder Neubau 552
Literatur 556
7. Wasserverteilung 559
7.1 Allgemeines 559
7.2 Werkstoffe 559
7.2.1 Gusseisen (Grauguss, GG Duktilguss, GGG)
7.2.2 Stahl (St) 560
7.2.3 Asbestzement (AZ) 560
7.2.4 Spannbeton (SpB) und Stahlbeton (StB) 560
7.2.5 Kunststoffe (PVC, PE, UP-GF) 561
7.2.6 Wahl der Werkstoffe 562
7.2.7 Korrosionsschutz 562
7.2.7.1 Außen- und Innenkorrosion 562
7.2.7.2 Arten des Korrosionsschutzes 563
7.3 Bestandteile der Rohrleitungen 566
7.3.1 Rohre und Formstücke 566
7.3.1.1 Rohre und Formstücke aus duktilem Gusseisen (GGG) 566
7.3.1.2 Rohre und Formstücke aus Stahl 574
7.3.1.3 Rohre aus Asbestzement (Faserzement) mit Formstücken aus Grauguss 578
7.3.1.4 Spannbetonrohre und Stahlbetonrohre 579
7.3.1.5 PVC-U-Rohre (Kunststoff) 580
7.3.1.6 Polyethylen-Rohre (Kunststoff) 582
7.3.1.7 UP-GF-Rohre (Rohre aus glasfaserverstärkten Kunststoffen) 585
7.3.2 Armaturen 586
7.3.2.1 Allgemeines 586
7.3.2.2 Werkstoffe 586
7.3.2.3 Korrosionsschutz 586
7.3.2.4 Absperrund Regelarmaturen allgemein 587
7.3.2.5 Sonderbauarten 592
7.3.2.6 Rückflussverhindernde Armaturen 593
7.3.2.7 Sonstige Armaturen 594
7.3.2.8 Armaturen für Hausanschlussleitungen 606
7.3.3 Rohrleitungszubehör 609
7.3.3.1 Entlüftungsrohre 609
7.3.3.2 Schachtdeckel 609
7.3.3.3 Hinweisschilder 610
7.3.3.4 Leitern 610
7.4 Planung von Rohrleitungen 611
7.4.1 Allgemeines 611
7.4.2 Trassieren 611
7.4.2.1 Allgemeines 611
7.4.2.2 Geländeaufnahmen zu den Lageplänen 611
7.4.2.3 Höhenaufnahmen für die Längsschnitte 615
7.4.3 Zeichnerische Darstellung 615
7.4.3.1 Allgemeines 615
7.4.3.2 Lagepläne 618
7.4.3.3 Längsschnitte 622
7.5 Bemessung und Berechnung von Rohrleitungen und Rohrnetzen 624
7.5.1 Allgemeines 624
7.5.2 Hydrostatische Berechnungen 625
7.5.2.1 Hydrostatischer Druck 625
7.5.2.2 Hydrostatische Druckkraft 625
7.5.2.3 Auftrieb 626
7.5.3 Hydrodynamische Berechnungen 627
7.5.3.1 Grundlagen 627
7.5.3.2 Druckhöhenverlust in Freispiegelgerinnen 629
7.5.3.3 Druckhöhenverlust in geraden Druckrohrleitungen 629
7.5.3.4 Druckhöhenverlust in Rohrleitungseinbauten 652
7.5.3.5 Freier Ausfluss aus einem Behälter bzw. einer Rohrleitung 656
7.5.3.6 Hydraulische Hilfsrechnungen 656
7.5.4 Bemessung und Berechnung von Rohrleitungen 659
7.5.4.1 Allgemeines 659
7.5.4.2 Bemessen von Zubringer- und Fernleitungen 659
7.5.4.3 Berechnen bestehender Zubringerund Fernleitungen 661
7.5.5 Bemessen von Rohrnetzen 661
7.5.5.1 Allgemeines 661
7.5.5.2 Geforderte Leistung des Rohrnetzes 661
7.5.5.3 Bemessungsunterlagen 663
7.5.6 Berechnen von vermaschten Rohrnetzen 665
7.5.6.1 Grundlage 665
7.5.6.2 Analog-Modelle 665
7.5.6.3 Rechenverfahren, Digital-Modelle 666
7.5.7 Rohrnetzberechnung unter Verwendung geographischer Informationssysteme 670
7.5.8 Bemessen und Berechnen von Anschlussleitungen 670
7.5.9 Statische Beanspruchung von Rohren 675
7.5.9.1 Allgemeines 675
7.5.9.2 Beanspruchung durch Innendruck 675
7.5.9.3 Beanspruchung erdverlegter Rohre durch äußere Kräfte 679
7.5.9.4 Beanspruchung des Rohres beim Vortrieb 692
7.6 Rohrleitungsbau 693
7.6.1 Allgemeines 693
7.6.2 Zubringer-, Haupt- und Versorgungsleitungen 694
7.6.2.1 Herstellen des Rohrgrabens (RG) 694
7.6.2.2 Einbauen der Rohrleitung 707
7.6.2.3 Druckprüfung 718
7.6.2.4 Nacharbeiten 725
7.6.3 Anschlussleitungen (Hausanschlüsse) 729
7.6.3.1 Bestandteile der Anschlussleitung 729
7.6.3.2 Einbautiefe und Lage 729
7.6.3.3 Nennweite 729
7.6.3.4 Einbau der Anschlussleitung 730
7.6.3.5 Wasserzählereinbau 732
7.6.4 Besondere Bauwerke 734
7.6.4.1 Straßenkreuzungen 734
7.6.4.2 Kreuzungen mit Wasserläufen 736
7.6.4.3 Rohrüberführungen über Flüsse (Brückenleitungen) 739
7.6.4.4 Bahnkreuzungen 740
7.6.5 Grabenlose Verlegung, Erneuerung und Sanierung von Druckrohrleitungen 743
7.6.5.1 Allgemeines 743
7.6.5.2 Reinigung 743
7.6.5.3 Sanierung 744
7.6.5.4 Erneuerung/Neubau 745
7.7 Hausinstallation (Trinkwasser-Installation) 746
7.7.1 Allgemeines 746
7.7.2 Berechnungsverfahren nach DIN 1988 Teil 3 747
7.7.3 Anordnung der Absperrvorrichtungen und Armaturen 756
7.7.4 Werkstoffe 756
7.7.5 Einbau der Installation 756
7.7.6 Prüfung (DIN 1988 Teil 3 Abschn. 11.1) 757
7.7.6.1 Allgemeines 757
7.7.6.2 Stahlrohre, Edelstahlrohre und Kupferrohre 757
7.7.6.3 Kunststoffrohre 757
7.7.7 Frostschutz 758
7.7.8 Tauwasserbildung 758
7.7.9 Druckerhöhungsanlagen in Grundstücken 758
Weiterführende Literatur: 758
8. Brandschutz 759
8.1 Allgemeines 759
8.2 Löschwasserversorgung 759
8.3 Feuerlöschanlagen 760
8.3.1 Anlagen mit offenen Düsen 760
8.3.2 Anlagen mit geschlossenen Düsen 761
8.3.3 Schaumlöschanlagen 762
8.3.4 Sonstige stationäre Löschanlagen 762
8.4 Löschwasserleitungen 763
8.4.1 Allgemeines 763
8.4.2 Löschwasserleitungen „nass“ (DIN 14461 Teil 1) 763
8.4.3 Löschwasserleitungen „nass/trocken“ (DIN 14 461 Teil 1) 763
8.4.4 Löschwasserleitungen „trocken“ (DIN 14 461 Teil 2) 763
8.5 Ausrüstung der Feuerwehr 764
8.5.1 Allgemeines 764
8.5.2 Feuerwehrfahrzeuge 764
8.5.3 Feuerwehrpumpen 766
8.5.4 Schläuche 766
8.5.5 Strahlrohre 767
Weiterführende Literatur 767
9. Trinkwasserversorgung im Krisenfall 768
9.1 Allgemeines 768
9.2 Begriffsbestimmungen 768
9.3 Vorsorgemaßnahmen 769
9.3.1 Allgemeines 769
9.3.2 Risikomanagement des WVU 769
9.3.3 Krisenplan 770
9.3.3.1 Aufbauorganisation des Krisenmanagements 770
9.3.3.2 Ablauforganisation des Krisenmanagements 770
9.3.4 Gesetzliche Vorgaben 773
9.4 Maßnahmen bei drohender Gefahr 773
9.5 Maßnahmen im Krisenfall 774
9.5.1 Innerbetriebliche Maßnahmen 774
9.5.2 Behördliche Maßnahmen 774
Weiterführende Literatur: 775
Bauabwicklung und Betrieb von Wasserversorgungsanlagen 776
10. Trinkwasserversorgung aus Kleinanlagen und nicht ortsfesten Anlagen 777
10.1 Allgemeines 777
10.2 Kleinanlagen 777
10.2.1 Auswahl und Schutz des Wasservorkommens 777
10.2.2 Technische Hinweise für Planung und Bau 778
10.2.3 Betrieb und Überwachung 779
10.3 Nicht ortsfeste Anlagen 780
10.3.1 Versorgungsabschnitte und Verantwortungsbereiche 780
10.3.2 Technische Hinweise 780
10.3.3 Betrieb und Überwachung 781
11. Planung und Bau 782
11.1 Aufgaben 782
11.1.1 Allgemeines 782
11.1.2 Technischer Bereich 782
11.1.3 Verwaltungsbereich 783
11.1.4 Weitergabe von Teilaufgaben 783
11.2 Mitwirkung eines Ingenieurbüros 783
11.2.1 Allgemeines 783
11.2.2 Ingenieurauftrag 784
11.2.3 Honorare für Leistungen der Objektplanung für Ingenieurbauwerke 788
11.2.3.1 Allgemeines 788
11.2.3.2 Ermittlung des Honorars für die Grundleistungen 788
11.2.3.3 Ermittlung des Honorars für Besondere Leistungen 790
11.2.3.4 Ermittlung des Honorars nach Zeitaufwand 790
11.2.3.5 Nebenkosten 790
11.2.3.6 Teilleistungssätze des Honorars 790
11.2.3.7 Honorar für örtliche Bauüberwachung 791
11.2.3.8 Erhöhung des Honorars 791
11.2.3.9 Honorare für Landschaftsplanung, Tragwerksplanung und Technische Ausrüstung 791
11.2.3.10 Sonstige Leistungen 791
11.3 Verantwortlichkeit der am Bau Beteiligten 791
11.3.1 Allgemeines 791
11.3.2 Verantwortlichkeit des Auftraggebers 792
11.3.3 Verantwortlichkeit des Entwurfsfertigers 792
11.3.4 Verantwortlichkeit der Bauoberleitung 792
11.3.5 Verantwortlichkeit der örtlichen Bauüberwachung 792
11.3.6 Verantwortlichkeit des Auftragnehmers 792
11.4 Vorplanung/Vorentwurf (VE) 793
11.4.1 Zweck 793
11.4.2 Vorerhebungen 793
11.4.3 Bestandteile des Vorentwurfs 794
11.4.4 Weiterbehandlung des Vorentwurfs 794
11.5 Entwurfsplanung/Entwurf (E) 795
11.5.1 Zweck 795
11.5.2 Erhebungen 795
11.5.3 Bestandteile des Entwurfs 795
11.5.4 Weiterbehandlung des Entwurfs 800
11.6 Bauoberleitung (BO) 800
11.6.1 Allgemeines 800
11.6.2 Aufgaben 800
11.6.3 Dauer der Bauoberleitung 801
11.7 Örtliche Bauüberwachung (BÜ) 801
11.7.1 Personal 801
11.7.2 Aufgaben 801
11.7.3 Anwesenheit auf der Baustelle 802
11.8 Bauverwaltung (fachlich zuständige technische staatliche Verwaltung) 802
11.8.1 Allgemeines 802
11.8.2 Aufgaben 803
11.9 Üblicher Ablauf einer Wasserversorgungs-Baumaßnahme 803
11.9.1 Vorbereiten der Bauausführung 803
11.9.1.1 Allgemeines 803
11.9.1.2 Privatrechtliche Regelungen 803
11.9.1.3 Wasserrechtliche Verfahren 804
11.9.1.4 Baurechtliche Verfahren 806
11.9.1.5 Finanzierung 806
11.9.2 Verdingung 806
11.9.2.1 Allgemeines 806
11.9.2.2 Ausschreibung 807
11.9.2.3 Angebote 807
11.9.2.4 Zuschlag 807
11.9.3 Bauausführung von Wassergewinnungsanlagen (Brunnenbohrungen) 808
11.9.3.1 Allgemeines 808
11.9.3.2 Ablauf der Arbeiten 808
11.9.3.3 Schlussbericht 808
11.9.4 Ausführung anderer Bauarbeiten 809
11.9.4.1 Baueinweisung 809
11.9.4.2 Vorbereitende Arbeiten der Firmen 809
11.9.4.3 Ablauf der Bauarbeiten 809
11.9.4.4 Kontrolle der Bauausführung 809
11.9.4.5 Abrechnung 809
11.9.4.6 Abnahme 810
11.9.4.7 Schlussvorlagen 810
11.9.5 Inbetriebnahme 812
11.9.6 Übergabe 813
12. Baukosten von Wasserversorgungsanlagen 814
12.1 Allgemeines 814
12.2 Ermittlung der Angebotspreise (Kalkulation) 815
12.2.1 Vertragsarten 815
12.2.1.1 Allgemeines 815
12.2.1.2 Leistungsvertrag 815
12.2.1.3 Stundenlohnvertrag 815
12.2.1.4 Selbstkostenerstattungsvertrag 815
12.2.2 Vorbereiten der Kalkulation 815
12.2.2.1 Bedingungen und Richtlinien für die Angebotsabgabe 815
12.2.2.2 Erhebungen 816
12.2.2.3 Berechnungsgrundlagen 816
12.2.3 Preisermittlung für das Angebot 816
12.2.3.1 Gliederung der Preisermittlung 816
12.2.3.2 Unmittelbare Selbstkosten der Bauarbeiten 817
12.2.3.3 Zuschläge zu den unmittelbaren Selbstkosten 817
12.2.3.4 Betriebskostenzuschläge 819
12.2.3.5 Mehrwertsteuer 819
12.2.4 Zusammenstellung des Angebots 819
12.2.5 Aufgliederung der Angebotssumme 820
12.3 Kostenschätzung 821
12.3.1 Allgemeines 821
12.3.2 Rohbaukosten 821
12.3.2.1 Wasserfassung 821
12.3.2.2 Wasseraufbereitung 824
12.3.2.3 Wasserförderung 825
12.3.2.4 Wasserspeicherung 826
12.3.2.5 Wasserverteilung 827
12.3.2.6 Außenanlagen 833
12.3.2.7 Objektschutz 833
12.3.2.8 Baustelleneinrichtung, mit Auf- und Abbau, sowie Vorhalten 833
12.3.2.9 Sonstige Kosten 833
12.3.3 Mehrwertsteuer 834
12.3.4 Trinkwasserinstallation (Hausinstallation) 834
12.4 Baukosten je Einheit 834
12.5 Kostenanteil der Anlageteile an den Gesamtkosten 835
12.6 Wertberechnung bestehender Anlagen 835
12.6.1 Allgemeines 835
12.6.1.1 Index-Verfahren 835
12.6.1.2 Preisspiegel-Verfahren 835
12.6.2 Kostenindex 836
12.6.3 Beispiel einer Wertberechnung 838
12.6.3.1 Allgemeines 838
12.6.3.2 Berechnung des Neuwertes 838
12.6.3.3 Berechnung des Herstellungswertes 839
12.7 Lohn- und Materialanteil an den Gesamtkosten 839
Weiterführende Literatur 839
13. Betrieb, Verwaltung und Überwachung 840
13.1 Allgemeines 840
13.2 Organisation 841
13.2.1 Arten der Wasserversorgung 841
13.2.2 Pflichtaufgabe Wasserversorgung – betriebliche Kooperation 842
13.2.3 Unternehmensformen der öffentlichen Wasserversorgung 843
13.2.3.1 Allgemeines 843
13.2.3.2 Organisationsformen des öffentlichen Rechts 843
13.2.3.3 Organisationsformen des Privatrechts 845
13.2.3.4 Beispiel für die Anteile der verschiedenen Unternehmensformen 845
13.2.4 Unternehmensaufbau 846
13.2.4.1 Unternehmensleitung 846
13.2.4.2 Innerer Aufbau eines Unternehmens 847
13.3 Betrieb 849
13.3.1 Anforderungen 849
13.3.1.1 Anforderungen an das Trinkwasser 849
13.3.1.2 Anforderungen an den Unternehmer 849
13.3.1.3 Anforderungen an das technische Personal 851
13.3.1.4 Anforderungen an die Anlagenteile, Arbeitsgeräte und Materialien 852
13.3.1.5 Technisches Sicherheitsmanagement (TSM) 852
13.3.2 Technisches Personal 853
13.3.2.1 Qualifikation und Personalbedarf 853
13.3.2.2 Ausund Fortbildung in der Verund Entsorgung 855
13.3.2.3 Berufliche Weiterbildung 856
13.3.2.4 Dienstanweisung 857
13.3.3 Rechtsvorschriften, Technische Regelwerke 858
13.3.3.1 Allgemeines 858
13.3.3.2 Wasserrecht 860
13.3.3.3 Gesundheitsrecht 864
13.3.3.4 Rechtsformen für die Wasserabgabe an den Kunden 865
13.3.3.5 Baurecht 866
13.3.3.6 Grundstücks- und Straßenbenutzungsrechte 867
13.3.3.7 Arbeitssicherheit 869
13.3.4 Betriebsaufgaben 869
13.3.4.1 Allgemeines 869
13.3.4.2 Betriebsführung, Betriebsaufzeichnungen 870
13.3.4.3 Instandhaltung 876
13.3.4.4 Anschlussleitungen 895
13.3.4.5 Besondere Schutzmaßnahmen 896
13.3.4.6 Baumaßnahmen 898
13.4 Verwaltung 898
13.4.1 Anforderungen 898
13.4.2 Verwaltungspersonal 899
13.4.3 Verwaltungsaufgaben 899
13.4.3.1 Allgemeine Verwaltungsaufgaben 899
13.4.3.2 Grundstückswesen 900
13.4.3.3 Personalwesen 900
13.4.3.4 Finanzwesen 900
13.4.3.5 Wasserverkauf, Kundenbetreuung 908
13.5 Überwachung 910
13.5.1 Allgemeines 910
13.5.2 Eigenüberwachung 911
13.5.3 Staatliche Überwachung 912
Literatur 913
Anhang 914
14. Gesetzliche Einheiten, Zahlenwerte, DVGW-Regelwerk, DIN-Normen u. Ä. 915
14.1 Gesetzliche Einheiten 915
14.1.1 Allgemeines 915
14.1.2 Basiseinheiten 915
14.1.3 Dezimale Vielfache und dezimale Teile von Einheiten 915
14.1.4 Gesetzlich abgeleitete Einheiten (kohärente Einheiten des SI) 916
14.1.5 Anwendungshinweise für das SI 917
14.1.6 Umrechnungstabellen 918
14.2 Umrechnung von Maßeinheiten aus dem amerikanischen („[US]“) und englischen („[E]“) ins metrische Maßsystem 919
14.3 Häufig benötigte Zahlenwerte und Gleichungen 920
14.4 Griechisches Alphabet 922
14.5 Verbände und Vereine 923
14.6 DVGW-Regelwerk 924
14.6.1 Vorbemerkungen 924
14.6.2 Wasserversorgung – allgemein 924
14.6.3 Wassergewinnung 925
14.6.4 Wasseraufbereitung 925
14.6.5 Wasserförderung, Wasserwerke 927
14.6.6 Wasserspeicherung 928
14.6.7 Wasserverteilung, Wasserverwendung 928
14.6.8 Brandschutz,Trinkwasserversorgung im Krisenfall und Kleinanlagen 931
14.6.9 Bau, Betrieb und Instandhaltung 931
14.7 DIN-Normen 932
14.7.1 Vorbemerkungen 932
14.7.2 Wasserversorgung – allgemein 932
14.7.3 Wassergewinnung 933
14.7.4 Wasseraufbereitung 933
14.7.5 Wasserförderung 936
14.7.6 Wasserspeicherung 938
14.7.7 Wasserverteilung, Wasserverwendung 940
14.7.8 Brandschutz, Trinkwasserversorgung im Krisenfall und Kleinanlagen 943
14.7.9 Bau, Betrieb und Instandhaltung 944
14.8 Gesetze, Verordnungen, Richtlinien 945
14.8.1 Vorbemerkungen 945
14.8.2 Wasserversorgung – allgemein 945
14.8.3 Wassergewinnung 946
14.8.4 Wasseraufbereitung 946
14.8.5 Wasserförderung 947
14.8.6 Wasserspeicherung 947
14.8.7 Wasserverteilung 948
14.8.8 Brandschutz, Trinkwasserversorgung im Krisenfall und Kleinanlagen 948
14.8.9 Bau, Betrieb und Instandhaltung 948
14.9 Zeitschriften des Wasserversorgungsfaches 949
14.10 Weitere Schriftenreihen und technische Mitteilungen 949
15. Stichwortverzeichnis 951