Grundsätze der Wasserverteilung

Allgemeines

Am Ende der durch Gewinnung, Aufbereitung und Speicherung gekennzeichneten Behandlungs- und Transportkette steht in der Wasserversorgung die Verteilung. Sie hat die Aufgabe, das Wasser den Abnehmern im gesamten Versorgungsgebiet so zuzuführen, dass es zu jeder Zeit in ausreichender Menge und mit genügendem Druck sowie in guter Qualität zur Verfügung steht.

Baustelle: Ein Graben wurde von einem Bagger ausgehoben. Darin wird die Trinkwasserleitung verlegt. Bild vergrößern Baustelle, Rohrgraben Leitungsverlegung

Die Wasserverteilung als öffentliche Einrichtung beginnt demnach am Ausgang des Wasserspeichers bzw. Wasserwerkes und endet mit der Messeinrichtung (Wasserzähler) der Hausinstallation.

Die Wasserverteilung erfolgt durch Rohrleitungen in verschiedenen Werkstoffen und Dimensionen. Den wesentlichen Anteil an den Rohrleitungen machen die Rohre selbst aus; dazu zählen weiterhin Verbindungsstücke (in Abhängigkeit des Rohrwerkstoffes), Formstücke zur Herstellung von Abzweigen, Krümmungen bzw. Übergängen auf andere Rohrwerkstoffe, ferner zahlreiche Armaturen wie z.B. Absperrschieber, und schließlich Vorrichtungen für den Feuerschutz (Unter- und Überflurhydranten).

Bei den Rohrleitungen unterscheidet man zwischen

  • Zubringerleitungen/Fernleitungen
    sind Wasserleitungen zwischen Wassergewinnungs- und Versorgungsgebieten.
  • Verbindungsleitungen
    sind Wasserleitungen außerhalb der Versorgungsgebiete, die Versorgungsgebiete (Orte) miteinander verbinden..
  • Versorgungsleitungen (Ortsleitungen)
    sind Wasserleitungen innerhalb des Versorgungsgebietes im bebauten Bereich.
  • Anschlussleitungen (Hausanschlüsse)
    sind die Wasserleitungen von der Abzweigstelle der Versorgungs-/Verbindungs- und Zubringerleitung bis zur Übergabestelle (Hauptabsperrvorrichtung bzw. Wasserzähler).

Rohrnetzformen

Bei der hydraulischen Bemessung und Ausführung von Versorgungsnetzen wird grundsätzlich zwischen Verästelungsnetz und Ringnetz (vermaschtes Netz) unterschieden, wobei letzteres aufgrund einer größeren Versorgungssicherheit zu bevorzugen ist. Beim Verästelungsnetz zweigen die einzelnen Versorgungsleitungen wie Äste eines Baumes von den Haupt- bzw. übergeordneten Versorgungsleitungen ab und enden als sog. Stichleitungen. Bei Versorgungsunterbrechungen sind somit auch alle nachgeschalteten Netzteile betroffen. Stichleitungen sind aufgrund von Stagnationsproblemen häufiger zu spülen.

Beim Ringnetz sind die einzelnen Versorgungsstränge weitgehend miteinander verbunden. Die vermaschten Netze gewährleisten dadurch eine hohe Betriebssicherheit, einen gleichmäßigeren Versorgungsdruck und damit auch eine höhere Sicherheit bei der Löschwasserversorgung. Bei einem Rohrbruch oder bei anderen Störungen fällt lediglich ein kleiner Abschnitt zwischen zwei Schiebern aus, da die Versorgung von zwei Seiten aus erfolgen kann. Die Baukosten sind aufgrund der größeren Leitungslängen und einer größeren Anzahl von Absperrschiebern höher als beim Verästelungsnetz. In den gewachsenen Verteilungsnetzen herrschen meistens Kombinationen beider Netzformen vor, wobei man sich für einzelne Netzteile die jeweiligen Vorteile zunutze macht.

Bemessung

Die Planung und Dimensionierung eines Wasserverteilungsnetzes hat so zu erfolgen, dass an jeder Stelle des Netzes Trinkwasser in ausreichender Menge, guter Qualität und mit ausreichendem Druck zur Verfügung steht.

Bei der hydraulischen Bemessung der Rohrleitungen unterscheidet man grundsätzlich zwischen drei verschiedenen sog. Betriebszuständen, die zu untersuchen sind:

  • Betriebszustand 1:
    Pumpbetrieb, größte Förderung eines Pumpwerkes
  • Betriebszustand 2:
    größter Stundenverbrauch im Verteilungsnetz am Tag mit dem größten Verbrauch
  • Betriebszustand 3:
    Löschwasserentnahme und größter Stundenverbrauch an Tagen mit mittlerem Verbrauch (Orte über 300 Einwohner), bzw. ohne Abnehmerverbrauch (Orte unter 300 Einwohner).

Die Bemessung der einzelnen Rohrleitungen erfolgt für den größten Durchfluss des jeweiligen Betriebszustandes. Dabei dürfen die erforderlichen Mindestdrücke nach dem DVGW Arbeitsblatt W 400-1 für den jeweiligen Betriebszustand nicht unterschritten werden. Der Ruhedruck im Schwerpunkt einer Druckzone sollte am Hausanschluss ca. 4 bis 6 bar betragen. Weist ein Gebiet beträchtliche Höhenunterschiede auf, empfiehlt es sich dieses in mehrere Versorgungszonen mit eigenen Hochbehältern (oder Druckminderung) und getrennten Netzen zu unterteilen.

Bei Gemeinden bis zu 10.000 Einwohnern werden hauptsächlich Rohrleitungen DN 80 - 250 eingesetzt, wohingegen bei großen Fernwasserversorgungsunternehmen Rohrleitungsdimensionen bis zu DN 2500 vorhanden sind.

Bei der Ermittlung des Betriebsdruckes einer Rohrleitung sind insbesondere bei Fern- und Zubringerleitungen auftretende Druckstöße zu beachten. Druckstöße sind Druckschwankungen innerhalb des Rohrleitungssystems, die durch plötzlichen Pumpenstillstand sowie schnelles Schließen oder Öffnen von Absperrorganen entstehen können. Ggf. sind geeignete technische Maßnahmen (z.B. Druckausgleichsbehälter) vorzusehen, die die auftretenden Druckschwankungen mit Sicherheit auffangen können. Die Rohrleitungen selbst werden in Abhängigkeit des Rohrwerkstoffes mit unterschiedlichen zulässigen Betriebsdrücken (Druckstufen) hergestellt. Weitere, genauere Informationen sind dem Merkblatt Nr. 1.8/1 des ehemaligen LfW und dem DVGW-Merkblatt W 303 "Dynamische Druckänderungen in Wasserversorgungsanlagen" zu entnehmen.

Löschwasserbereitstellung

Nach den für den Brandschutz geltenden Rechtsvorschriften ist dieser eine Aufgabe der Gemeinden.

Ist im Brandfall eine Löschwasserbereitstellung aus Bächen, Flüssen, Teichen oder sonstigen Löschwasserbehältern nicht möglich, muss das Löschwasser über die öffentliche Wasserversorgungsanlage bereitgestellt werden.

So richtet sich insbesondere bei kleineren Gemeinden und Ortsteilen die Dimensionierung des Rohrleitungsnetzes hauptsächlich nach dem Gesichtspunkt der Löschwasserbereitstellung. Demgegenüber steht in diesen Fällen ein relativ kleiner Verbrauch der Abnehmer, was zu einer erhöhten Verweilzeit und einem damit einhergehenden Stagnationsrisiko führt. Zur Erhaltung der Trinkwassergüte ist daher im Einzelfall abzuwägen, ob bei einer Leitungsbemessung die Löschwasserbereitstellung komplett oder nur teilweise berücksichtigt werden muss, oder diese durch andere geeignete Maßnahmen (z.B. Löschwasserteiche oder -behälter) erreicht werden kann.

Weitere Einzelheiten können dem Merkblatt Nr. 1.8/5 des ehemaligen LfW und dem DVGW-Arbeitsblatt W 405 "Bereitstellung von Löschwasser" entnommen werden.