Betrieb und Instandhaltung von Wasserrohrnetzen

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Grundlagen
2.1 Definitionen
2.2 Instandhaltungsstrategien
2.3 Lebensdauer
2.4 Randbedingungen
2.4.1 Rohrnetzbetreiber
2.4.2 Rohrnetze

3 Rohrnetzbetrieb
3.1 Technische Aspekte
3.1.1 Zustandsanalyse
3.1.2 Instandsetzung
3.2 Wirtschaftliche Aspekte
3.3 Empfehlungen
3.3.1 Daten
3.3.2 Handlungsbedarf

4 Zusammenfassung

1 Einleitung

Das Thema ”BetriebundInstandhaltungvonWasserrohrnetzen“istfürWas- serversorgungsunternehmen (WVU) ein sehr zentrales, wenn nicht das zentrale Thema überhaupt. Die Aufgabe der Versorgungsunternehmen besteht in der Versorgung der Bevölkerung mit Trinkwasser, an das durch Gesetze und ande- re Vorschriften Anforderungen gestellt werden. Um diesen Anforderungen ge- recht werden zu können, bedarf es vor allem eines intakten und leistungsfähigen Rohrnetzes.

Da die Rohrnetze keineswegs eine homogene Struktur wie andere Bauwerke haben und teilweise eine sehr verschiedene Altersstruktur besitzen, ergeben sich daraus zwangsläufig Probleme für den Betrieb der Netze.

Diese Ausarbeitung soll einen Überblick über die aus derÜberalterung und der Heterogenität der Rohrnetze für die Wasserversorgungsunternehmen entstehenden Probleme und den Umgang mit ihnen geben.

2 Grundlagen

2.1 Definitionen

Betrieb Nach DIN 32541[18]wird er definiert als ”GesamtheitallerTätigkei- ten, die an Maschinen und vergleichbaren technischen Arbeitsmitteln von der Übernahme bis zur Ausmusterung ausgeübt werden“. Er ist in der Wasserversorgung allerdings kein fest definierter Begriff, sondern fasst als Oberbegriff die Instandhaltung der Rohrnetze (in Abgrenzung zur Was- sergewinnung und Aufbereitung) sowie die Bearbeitung der technischen Angelegenheiten von Planung und Herstellung zusammen.

Instandhaltung Maßnahmen zur Bewahrung und Wiederherstellung des Soll- zustandes sowie zur Feststellung und Beurteilung des Istzustandes von technischen Mitteln eines Systems (DIN31051). Sie wird untergliedert in die Segmente Inspektion, Wartung und Instandsetzung (Abbildung[1]).

Inspektion Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Istzustandes von technischen Mitteln eines Systems. (DIN 31051 )

Wartung Maßnahmen zur Bewahrung des Sollzustandes von technischen Mit- teln eines Systems. (DIN 31051 )

Instandsetzung Maßnahmen zur Wiederherstellung des Sollzustandes von tech- nischen Mitteln eines Systems. (DIN 31051 )

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Instandhaltung nach DIN 31051

2.2 Instandhaltungsstrategien

Prinzipiell ist zwischen verschiedenen Instandhaltungsstrategien zu unterscheiden (Tabelle 1). Die Inspektionsstrategie ist langfristig gesehen die effektivste Strategie. Sie basiert auf einer detaillierten Schadensanalyse mit der Schadensstatistik als Ergebnis, deren Anlage sich jedoch trotz des Mehraufwandes bei der Erstellung lohnt. Nur so können Entscheidungen auf objektiver Basis getroffen werden. Hilfen dazu sind in[16]und[17]gegeben.

Die Entscheidung zu einer Sanierung oder gar einer Erneuerung wird allerdings keineswegs nur durch die Schadensstatistik, sondern vielmehr durch wirtschaftliche und organisatorische Erwägungen getroffen. Z.B. bietet sich häufig die Gelegenheit, im Zuge von größeren Bauarbeiten anderer Firmen an Straßenzügen eine Erneuerung eines Leitungsstranges durchzuführen, obwohl technisch gesehen die Lebensdauer noch nicht abgelaufen wäre.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Instandhaltungsstrategien

2.3 Lebensdauer

Wenn von der Lebensdauer (Nutzungsdauer) eines Rohres gesprochen wird, ist zwischen der technischen und der betriebswirtschaftlichen Nutzungsdauer zu unterscheiden.

Die betriebswirtschaftliche Nutzungsdauer ist einfach mit Hilfe der gesetzli- chen Abschreibungsregelungen zu beschreiben. Häufig ist es wirtschaftlich sinn- voll, die Anlagen darüber hinaus noch weiter zu betreiben. Ohne eine planvolle Strategie würden die Anlagen dann bis zu ihrer technischen Nutzungsdauer weiter betrieben. Diese ist nicht nur vom Verschleiß, sondern auch von ande- ren Randbedingungen (z.B. sich verändernden Normen) abhängig und damit keine feste Größe. In der Praxis werden hierfür im Durchschnitt 80-120 Jahre angenommen.

Entscheidend für die Beurteilung des Instandhaltungsbedarfs sollte aller- dings nicht das Alter der Rohre, sondern der tatsächliche Zustand der Rohre sein.

2.4 Randbedingungen

2.4.1 Rohrnetzbetreiber

Für die WVU als Rohrnetzbetreiber müssen einige grundlegende Randbedingungen betrachtet werden.

Die öffentliche Trinkwasserversorgung gehört zum Bereich der Daseinsvorsorge. Damit obliegt den Kommunen die Pflicht, die zur Trinkwasserversorgung notwendigen Einrichtungen zu errichten und zu unterhalten[1]. Dazu können die WVU auch Aufgaben mit anderen Unternehmen zusammen erfüllen bzw. an andere Unternehmen weitergeben.

Um im Schadensfall angemessen und insbesondere zügig reagieren zu können, müssen die notwendigen Betriebsmittel (Fahrzeuge, Geräte, Werkzeuge usw.) in ausreichender Menge vorgehalten werden. Hierbei wie auch bei der Inspektion ist die Zusammenarbeit mit Fremdfirmen gut möglich. Dem WVU obliegt dann die Organisation und Überwachung der durchzuführenden Maßnahmen.

In Deutschland gibt es ca. 6700 WVU[1]. So vielfältig wie die Unternehmen sind auch die Eigenschaften der jeweiligen Versorgungsgebiete. Jedes Versor- gungsgebiet hat seine eigenen Randbedingungen und Charakteristika und ist individuell zu betrachten und zu beurteilen. In diesem Zusammenhang sind auch die Erfahrungen und Kenntnisse der älteren Mitarbeiter der WVU über das jeweilige Rohrnetz für die Unternehmen von sehr wichtiger, oftmals ent- scheidender Bedeutung.

Die Organisationsformen der WVU sind sehr vielfältig[1]:

- Organisationsformen des öffentlichen Rechts
- Regiebetrieb
- Eigenbetrieb
- Zweckverband
- Wasser- und Bodenverband

- Organisationsformen des Privatrechts
- Kapitalgesellschaft
- sonstige Formen, z.B. Betreibermodelle, Consulting-Modelle

Die WVU haben nach DIN 2000 die Aufgabe, Trinkwasser jederzeit in der ge- forderten Qualität, in ausreichender Menge und mit ausreichendem Druck an jeder Übergabestelle der Bevölkerung (unter Beachtung der gesetzlichen Vor- schriften) zur Verfügung zu stellen. Auch die Notversorgung muss gesichert sein.

2.4.2 Rohrnetze

Bestandteile eines Rohrnetzes:

- Rohrleitungen (inkl. Formstücke für Krümmungen, Abzweigungen und Querschnittsänderungen)
- Armaturen (z.B. Absperr- und Regelvorrichtungen, Rückflussverhinderer, Ventile, Be- und Entlüftungen, Spülauslässe, Entleerungsvorrichtungen, Einlaufvorrichtungen, Hydranten)
- Einbauteile, sofern für die Bedienung der Leitung notwendig (z.B. Schachtdeckel, Entlüftungsrohre, Hinweisschilder)

Kennzeichen eines Rohrnetzes:

- schlechte Zugänglichkeit bzw. keine Zugangsmöglichkeit und keine Begehbarkeit wegen geringer Durchmesser
- die Netze sind geschlossen und vermascht
- hohe Komplexizität durch die Vermaschung
- es herrscht Druckabfluß
- es gibt keine Sonderbauwerke, dafür aber viele Armaturen
- bei größeren Leckagen hohes Gefährdungspotenzial durch Ausspülungen von Boden und damit Verlust der Standfestigkeit
- sehr große Heterogenität von Material, Technik der Armaturen und Verlegungsarbeiten sowie der umgebenden Böden

Auf den letzten Punkt sollte besonderen Wert gelegt werden, da er für die Beurteilung der Netze (und auch der Schäden und notwendiger Maßnahmen) durch die WVU sehr wichtig ist.

Die Wasserrohrnetze (Gesamtlänge ca. 476.190 km[4]) der Bundesrepublik Deutschland sind teilweise schon über 100 Jahre alt. Die einzelnen Netzerweiterungen wurden in den verschiedenen Zeiten mit verschiedensten Randbedingungen geplant, erweitert und gebaut. Es ist ersichtlich, dass durch Veränderungen der verwendeten Rohr- und Armaturmaterialien, der Armaturentechnik und der Bauweisen (Verlegearten und -techniken) bis heute eine äußerst heterogene Struktur der Rohrnetze entstanden ist.

Eine Zusammenstellung der Rohrmaterialien und deren wichtigste Eigenschaften ist in Tabelle 2 aufgeführt.

Schäden

Bei der Vielzahl von Materialien treten verständlicherweise auch die verschiedensten Schadensarten auf. Sie sollen hier nur generell katalogisiert und nicht im einzelnen behandelt werden.

Unabhängig von innerer sowie äußerer Belastung kann Korrosion auftreten, wobei Stärke und Geschwindigkeit insbesondere von der chemischen Zusammen- setzung des umgebenden Bodens und der Grundwasserverhältnisse abhängen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

afür weitergehende Informationen siehe[1]

Tabelle 2: Rohrmaterialien und ihre wichtigsten Eigenschaften

[...]

¹Auf die Organisationsformen wird hier nicht weiter eingegangen. Sie werden im einzelnen in[1]erläutert.