DTIC ADA438648: Non-Destructive Impermeability Testing of Land-Based Sewage Systems (zerstoerungsfreie dichtheitspruefung con grundstuecksentwaesserungsleitungen)

189 Pages·10.5 MB·English

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Universitait der Bundeswehr Mirnchen
Institut fuir Wasserwesen
Mitteilungen
Heft 74 /2001
DISTRIBUTION STATEMENT A
IApproved for Public Release
Distribution Unlimited
Zersto-rungsfreie Dichtheitspriifung von
Grundstiicksentwaisserungsleitungen
REPORT DOCUMENTATION PAGE Form Approved OMB No. 0704-0188
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1. AGENCY USE ONLY (Leave blank) 2. REPORT DATE 3. REPORT TYPE AND DATES COVERED
2001 Research Report, Notebook 74, 2001
4. TITLE AND SUBTITLE 5. FUNDING NUMBERS
Zerstoerungsfreie Dichtheitspruefung con Grundstuecksentwaesserungsleitungen
(Non-destructive Impermeability Testing of Land-Based Sewage Systems)
6. AUTHOR(S)
Wilhem Bechteler (editor)
7. PERFORMING ORGANIZATION NAME(S) AND ADDRESS(ES) 8. PERFORMING ORGANIZATION
REPORT NUMBER
UNIBW
9. SPONSORING/MONITORING AGENCY NAME(S) AND ADDRESS(ES 10. SPONSORING/MONITORING
AGENCY REPORT NUMBER
Universitaet fuer der Bundeswehr Muenchen
Fakultaet fiaer Wasserwesen Heft/74/2001
Wemer-Heisenberg-Weg 39
D-85577 Neubiberg GERMANY
11. SUPPLEMENTARY NOTES
Text in German, 184 pages, ISBN 3-486-26517-2.
12a. DISTRIBUTION/AVAILABILITY STATEMENT 12b. DISTRIBUTION CODE
Public Release and Copyrighted.
ABSTRACT (Maximum 200 words)
This two-part study involves both the development and deployment of a device that would be able to test impermeability of sewage systems
on small pieces of land without destroying the earth in which the system had been built. The predicted losses of moisture in the first part
seem to correspond nicely with the actual implementation of the constructed apparatus in the second part, insofar as the latter's researchers
took careful steps to ensure the longevity of the project once it was inserted and testing began. Due to fortuitous weather conditions, the
first batch of testing produced a sufficiently positive result so as to vitalize further research in the field.
Machine assisted translation.
14. SUBJECT TERMS 15. NUMBER OF PAGES
UNIBW, Germany, Waste water treatment, Waste water treatment impermeability test, Water systems
16. PRICE CODE
17. SECURITY CLASSIFICATION 18. SECURITY CLASSIFICATION 19, SECURITY CLASSIFICATION 20. LIMITATION OF ABSTRACT
OF REPORT OF THIS PAGE OF ABSTRACT
UNCLASSIFIED UNCLASSIFIED UNCLASSIFIED UL
NSN 7540-01-280-5500 Standard Form 298 (Rev. 2-89)
Prescribed by ANSI Std. 239-18
298-102
Universit At der Bundeswehr Muinchen
Institut ffir Wasserwesen
Mitteilungen
Heft 74 /2001
W. Bechteler; H. Kulisch; C. Langer
Entwicklung eines PrUfger~ites zur
zerstbrungsfreien Dichtheitspriifung von
Grundstiicksentwaisserungsleitungen
F.W. Gfinthert; G. Walther
Erarbeitung'zulhissiger Wasserverluste fuir die
zerstdrungsfreie Dichtheitsprfifung von
Grundstiicksentwaisserungsleitungen
20050930 061
Kommissionsverlag Oldenbourg Industrieverlag GmbH
Mfinchen 2001
Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Bechteler, Wilhelm:
Entwicklung eines Priifgeraitesz ur zerstirungsfreienD ichtheitspriifungv on
Grundstiicksentwiisserungsleitungen/ W. Bechteler; H. Kulisch; C. Langer.
Erarbeitungz uliissiger Wasserverlustef ir die zerstorungsfreieD ichtheitsprfifungv on
GriindstiicksentwiisserungsleitungenIF . W. Giinthert; G. Walther.
[Gesamtw. Universitatd er Bundeswehr Mfinchen, InstitutftirWasserwesen].- Mfinchen:
Oldenbourg-Industrieverl.,2 001
(Mitteilungen / Institutflir Wasserwesen ; Heft 74)
ISBN 3-486-26517-2
Herausgeber:
- Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Bechteler
Hydromechanik und Hydrologie
- Univ.-Prof. Dr.-Ing. F. Wolfgang Giinthert
Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik
- Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hans-B. Kleeberg
Wasserwirtschaft und Ressourcenschutz
Institut ffir Wasserwesen
Universitat der Bundeswehr Mtinchen
85577 Neubiberg
Tel.: [phone], -3484, -3490; Fax: [phone]
http://www.bauv.unibw-muenchen.de/institute/inst6.html
ISBN 3-486-26517-2
© 2001 Alle Rechte vorbehalten
Satz: Institut ftr Wasserwesen
der Universitat der Bundeswehr Mtinchen
85577 Neubiberg
Druck: Universitat der Bundeswehr Miinchen
Printed in Germany
INHALT
Veranlassung des Forschungsvorhabens 3
E. MeiBner
Entwicklung eines PrifgerAtes zur zerst6rungsfreien 5
Dichtheitspriifung von Grundstiicksentwaisserungsleitungen
W. Bechteler; H. Kulisch; C. Langer
Erarbeitung zulissiger Wasserverluste fuir die zerstorungsfreie 65
Dichtheitspriifung von Grundstiicksentwaisserungsleitungen
F. W. Gtinthert; G. Walther
Bisher erschienene Hefte des Instituts fuir Wasserwesen 185
Veranlassung des Forschungsvorhabens 3
Veranlassung des Forschungsvorhabens
Aus undichten Abwasserkandilen kiinnen erhebliche Mengen Schadstoffe in den Untergrund
gelangen oder es kann Grundwasser in die Leitungen eindringen und die Kliranlagen be-
lasten. Nach unserer Wassergesetzgebung darf dies nicht sein: ,,Offentliche und private Ka-
nalisationen sind so zu errichten, zu betreiben und zu unterhalten, dass sie dicht sind"
(§ 18 b WHG und Art. 41 e BayWG). Untersuchungen durch Staidte und Gemeinden haben
jedoch gezeigt, dass beachtliche Teile der Kanalisationen undicht sind. Dies trifft auch auf
viele private Abwasserleitungen der Gmndstticksentwdisserung zu, fur die die
Grundstiickseigenttimer veranItwortlich sind. In einem solchen Fall mUssen die Leitungen
vom Eigenttiner saniert werden, damit er sich nicht strafbar oder schadensersatzpflichtig
macht. FUr ihn stellt sich somit die entscheidende Frage: wie kann ich feststellen, ob die
Abwasserleitungen auf meinem GrundstUck dicht sind?
Bei einem Neubau gibt es in der Regel keine Schwierigkeiten. Noch bevor die Hausbewoh-
ner eingezogen sind, wird das ganze Entwdissemngssystem mit Wasser aufgeftillt und dann
festgestellt, ob der Wasserspiegel sinkt und Wasser verloren geht. Oder die Entwaisserungs-
anlage wird abgedichtet, mit Druckluft geftillt und es wird geprUft, ob der Druck stehen
bleibt. Zeigt sich, dass die zulissigen Toleranzen fUr Verluste Uberschritten werden, muss
der Bauunternehmer nachbessern.
Bei alteren Wohngebauden wird die Oberprufung schwieriger. Im allgemeinen gentigt es,
von einem Fachbetrieb die unterirdischen Leitungen mit einer kleinen Fernsehkamera befah-
ren zu lassen und das ,,Innenleben" in einem Videofilm aufzuzeichnen. Sind optisch keine
Schdden an den Rohren erkennbar, kann von einer dichten Leitung ausgegangen werden.
In vielen Altbauten weisen die Grundleitungen aber auch nicht befahrbare seitliche Zuliufe
auf. Hlier blieb bisher nur die Mbglichkeit, auch das alte Entwasserungssystem mit Wasser
aufzuftillen und unter Druck zu setzen, um durch messbare Wasserverluste die Dichtheit der
Anlage nachzuweisen.
PrUfungen von alten Grundstticksentwaisserungsleitungen mit Wasserdruck haben den
Nachteil, dass dabei ein h6herer Druck auf die Leitungswainde und Muffen aufgebracht wird,
als im tiglichen Betrieb in der Regel der Fall ist. Manchmal werden dabei die Dichtungs-
massen oder die alten Teerstricke aus den Rohrverbindungen herausgedrUckt. Eine bisher
dichte Grundstuicksentwaisserungsanlage kbnnte in einem solchen Fall durch die PrUfung mit
U0berdruck erst undicht gemacht werden. Eine solche Zerstbrung von Muffen durch ]Ober-
druck wurde in einem Untersuchungsvorhaben nachgewiesen1. Die Folgen kSnnten sein,
dass fUr den Grundstticksbesitzer Sanierungskosten in H6he von 10.000 bis 20.000 DM
fallig werden, obwohl die ursprtingliche Leitung im Betriebszustand wasserdicht war.
1 ULLMANN, F. (1992): Umweltorientierte Bewertung der Abwasserexfiltrationen bei undichten Kandilen
dargestellt am Beispiel einer Bundeswehrkaserne. Institut fur Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen.
Nr. 145.
Veranlassung des Forschungsvorhabens 4
Dies war ffr das Bayer. Landesamt ffr Wasserwirtschaft der Anlass, ein Forschungs- und
Entwicklungsvorhaben anzustoBen, wie der Betriebszustand einer Grundstiicksentwdis-
serungsanlage zerstbrungsfrei auf Dichtheit gepriift werden kann.
Dies bedeutet, dass auch waihrend der Priffung ein druckloser Freispiegelabfluss mtiglich
sein muss. Um bei diesem Abfluss messbare Wasserverluste feststellen zu ktinnen, sollte der
Abfluss ausreichend lange im Kreislauf gepumpt werden. In dem geplanten Forschungs- und
Entwicklungsvorhaben waren daher zwei Hauptfragen zu beantworten:
I
1. Wie groB darf der Verlust von hduslichem Abwasser in einer privaten GrundstUcks-
entwaisserungsanlage sein, um nach den derzeit geltenden rechtlichen Bestimmungen
noch als umweltvertraglich hingenommen werden zu kt~nnen ?
Um diese Frage beantworten zu k6nnen, waren die maBgebenden Parameter im hdiusli-
chen Abwasser und deren Auswirkungen auf die Umwelt zu untersuchen. Ziel war die
Erarbeitung von zulissigen Wasserverlusten wihrend einer PrUfung im Freispiegelab-
fluss, die noch keine Leitungssanierung erforderlich machen.
2. Welcher Wasserverlust ist unter folgenden Prifbedingungen noch messbar:
"* im Freispiegelabfluss,
"• in wirtschaftlich vertretbarer Prtfzeit und
"* mit reproduzierbarer Genauigkeit ?
Ziel des Vorhabens war die Entwicklung eines Prtifgerdtes als Prototyp, mit dem solche Prii-
fungen durchgeftihrt und die oben genannten Wasserverluste zuverldissig gemessen werden
k(cid:127)innen. Beide Fragen wurden durch Untersuchungen am Institut fUr Wasserwesen an der
Universitdt der Bundeswehr Miinchen beantwortet. Die Ergebnisse sind in diesem Bericht
zusammengefasst.
Allen Mitarbeitern sei an dieser Stelle herzlich daftir gedankt, dass sie mit viel Ausdauer
und konstruktiven Beitrdigen das Vorhaben zu einem erfolgreichen Abschluss gebracht ha-
ben.
Mtinchen, 24. Januar 2001
Dr. MeiBner
(Bayerisches Landesamt fUr Wasserwirtschaft)
Entwicklung eines Pruifgeraftes
zur zerstodrungsfreien Dichtheitsprufung von
Grundstiicksentw~asserungsleitungen
Prof. Dr.-Ing. Wilhelm Bechteler
Dipl.-Ing. Helmut Kulisch
Dipl.-Ing. Claudia Langer
Hydromechanik und Hydrologie
Univ.-Prof. Dr.-Ing. W. Bechteler
Inhaltsverzeichnis 7
Inhaltsverzeichnis
1 EINLEITUNG ..................................... ........................ 9
1.1 Situation ............................................................................................................................................... 9
1.2 Entwicklungsphasen ............................................................................................. , ........................... 10
2 DAS FREISPIEGEL- PROFGERAT ........................................................... 11
2.1 Prinzipielle Funktion ........................................................................................................................ 11
2.2 " G eraite -K om ponenten und M esstechnik ........................................................................ ........... 13
2.2.1 Tank .................. ............................................................................................. ................... 17
2.2.2 Pumpe ...................................................................................................................................... 18
2.2.3 M essschlauch.......................................................................................................................... 20
2.2.4 Ansaugstutzen .......................................................................................................................... 22
2.2.5 Zweitschlauch ........................................................................................................................... 23
2.2.6 Beftillstutzen for den Saugbetrieb .......................................................................................... 23
2.2.7 Absperrblasen und Absperrplatte ......................................................................................... 24
2.2.8 M iniatur-Drucksensoren ..................... ..................................... ...... . .............................. 27
2.2.9 Temperatursonde ...................................................................................................................... 28
2.2.10 M essumform er .......................................................................................................................... 29
2.2.11 M esswerterfassung ....................................................................................... .......................... 29
2.2.12 M essprogramm ......................................................................................................................... 29
2.3 Erprobung ......................................................................................................................................... 30
2.3.1 W asserverlustm essung ......................................................................................................... 30
2.3.2 Einsatzbereich ................................................................. ....................................................... 31
2.3.3 Genauigkeit .............................................................................................................................. 32
2.4 Bedienung ......................................................................................................................................... 34
2.4.1 Startvorgang .............................................................................................................................. 34
2.4.2 Durchfithrung einer M essung ................................................................................................ 35
2.4.3 Beenden einer Messung ................................................ 35
2.5 Anwendungsbereich ....................................................................................................................... 36
3 PROFVORSCHRIFTEN ............................................................................ 37
3.1 Stromu ngszustand ............................................................................................................................ 37
3.2 Zulfissige Verluste ............................................................................................................................ 37
3.3 Berechnung der Verluste ........................................................................................................... 37
3.4 Prfifdauer und G enauigkeit ....................................................................................................... 39
3.5 Priifprotokoll .......................................................... ................................................................... 40
8 Entwicklung eines PrUfgeriites
4 VERGLEICH ZU DEN KONVENTIONELLEN PRUFVERFAHREN .......... 42
4.1 Vorgehensweise ................................................................................................................................ 42
4.2 Priifvorschriften ............................................................................................................................... 42
4.3 Ergebnisse ......................................................................................................................................... 43
5 ERFAHRUNGEN UND VERBESSERUNGSVORSCHLAGE .................... 54
5.1 G rundlagen ........................................................................................................................................ 54
5.2 V orratstank ....................................................................................................................................... 54
5.3 Pum pe ................................................................................................................................................ 55
5.4 M essschlauch .................................................................................................................................... 56
5.5 M esswertverarbeitung ..................................................................................................................... 57
6 ZUSAMMENFASSUNG ............................................................................ 58
7 VERZEICHNISSE ..................................................................................... 61
7.1 Literaturverzeichnis ......................................................................................................................... 61
7.2 Symb ole ............................................................................................................................................. 62
7.3 Abkiirzungen .................................................................................................................................... 62
7.4 A bbildungsverzeichnis ..................................................................................................................... 63
7.5 Tabellenverzeichnis .......................................................................................................................... 64