Inhaltsverzeichnis

1  Einleitung  1

2  Grundlagen  1

2.1  Definitionen  1

2.2  Instandhaltungsstrategien  2

2.3  Lebensdauer  2

2.4  Randbedingungen  3

2.4.1  Rohrnetzbetreiber  3

2.4.2  Rohrnetze  4

3  Rohrnetzbetrieb  6

3.1  Technische Aspekte  7

3.1.1  Zustandsanalyse  7

3.1.2  Instandsetzung  14

3.2  Wirtschaftliche Aspekte  15

3.3  Empfehlungen  16

3.3.1  Daten  16

3.3.2  Handlungsbedarf  17

4  Zusammenfassung  17

1 Einleitung

Das Thema ” Betrieb und Instandhaltung von Wasserrohrnetzen“ ist f¨ ur Was-serversorgungsunternehmen (WVU) ein sehr zentrales, wenn nicht das zentrale Thema ¨ uberhaupt. Die Aufgabe der Versorgungsunternehmen besteht in der Versorgung der Bev¨ olkerung mit Trinkwasser, an das durch Gesetze und andere Vorschriften Anforderungen gestellt werden. Um diesen Anforderungen gerecht werden zu k¨ onnen, bedarf es vor allem eines intakten und leistungsf¨ ahigen Rohrnetzes.

Da die Rohrnetze keineswegs eine homogene Struktur wie andere Bauwerke haben und teilweise eine sehr verschiedene Altersstruktur besitzen, ergeben sich daraus zwangsl¨ aufig Probleme f¨ ur den Betrieb der Netze. Diese Ausarbeitung soll einen ¨ uber die aus der ¨ Uberblick ¨ Uberalterung und

der Heterogenit¨ at der Rohrnetze f¨ ur die Wasserversorgungsunternehmen entstehenden Probleme und den Umgang mit ihnen geben.

2 Grundlagen

2.1 Definitionen

Betrieb Nach DIN 32541 [18] wird er definiert als ” Gesamtheit aller T¨ atigkeiten, die an Maschinen und vergleichbaren technischen Arbeitsmitteln von der ¨ Ubernahme bis zur Ausmusterung ausge¨ ubt werden“. Er ist in der Wasserversorgung allerdings kein fest definierter Begriff, sondern fasst als Oberbegriff die Instandhaltung der Rohrnetze (in Abgrenzung zur Wassergewinnung 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 (DIN 31051). 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 Mitteln eines Systems. (DIN 31051)

Instandsetzung Maßnahmen zur Wiederherstellung des Sollzustandes von technischen Mitteln eines Systems. (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 k¨ onnen 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 Erw¨ agungen getroffen. Z.B. bietet sich h¨ aufig die Gelegenheit, im Zuge von gr¨ oßeren Bauarbeiten anderer Firmen an Straßenz¨ ugen eine Erneuerung eines Leitungsstranges durchzuf¨ uhren, obwohl technisch gesehen die Lebensdauer noch nicht abgelaufen w¨ are.

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 gesetzlichen Abschreibungsregelungen zu beschreiben. H¨ aufig ist es wirtschaftlich sinnvoll, die Anlagen dar¨ uber hinaus noch weiter zu betreiben. Ohne eine planvolle Strategie w¨ urden die Anlagen dann bis zu ihrer technischen Nutzungsdauer weiter betrieben. Diese ist nicht nur vom Verschleiß, sondern auch von anderen Randbedingungen (z.B. sich ver¨ andernden Normen) abh¨ angig und damit keine feste Gr¨ oße. In der Praxis werden hierf¨ ur im Durchschnitt 80-120 Jahre angenommen.

Entscheidend f¨ ur die Beurteilung des Instandhaltungsbedarfs sollte allerdings nicht das Alter der Rohre, sondern der tats¨ achliche Zustand der Rohre sein.

2

2.4 Randbedingungen

2.4.1 Rohrnetzbetreiber

F¨ ur die WVU als Rohrnetzbetreiber m¨ ussen einige grundlegende Randbedingungen betrachtet werden.

Die ¨ offentliche Trinkwasserversorgung geh¨ ort zum Bereich der Daseinsvor-sorge. Damit obliegt den Kommunen die Pflicht, die zur Trinkwasserversorgung notwendigen Einrichtungen zu errichten und zu unterhalten [1]. Dazu k¨ onnen die WVU auch Aufgaben mit anderen Unternehmen zusammen erf¨ ullen bzw. an andere Unternehmen weitergeben.

Um im Schadensfall angemessen und insbesondere z¨ ugig reagieren zu k¨ onnen, m¨ ussen die notwendigen Betriebsmittel (Fahrzeuge, Ger¨ ate, Werkzeuge usw.) in ausreichender Menge vorgehalten werden. Hierbei wie auch bei der Inspektion ist die Zusammenarbeit mit Fremdfirmen gut m¨ oglich. Dem WVU obliegt dann die Organisation und ¨ Uberwachung der durchzuf¨ uhrenden Maßnahmen.

In Deutschland gibt es ca. 6700 WVU [1]. So vielf¨ altig wie die Unternehmen sind auch die Eigenschaften der jeweiligen Versorgungsgebiete. Jedes Versorgungsgebiet hat seine eigenen Randbedingungen und Charakteristika und ist individuell zu betrachten und zu beurteilen. In diesem Zusammenhang sind auch die Erfahrungen und Kenntnisse der ¨ alteren Mitarbeiter der WVU ¨ uber

das jeweilige Rohrnetz f¨ ur die Unternehmen von sehr wichtiger, oftmals entscheidender Bedeutung.

Die Organisationsformen der WVU sind sehr vielf¨ altig ¹ :

• Organisationsformen des ¨ offentlichen 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 Qualit¨ at, in ausreichender Menge und mit ausreichendem Druck an jeder ¨ Ubergabestelle der Bev¨ olkerung (unter Beachtung der gesetzlichen Vorschriften) zur Verf¨ ugung zu stellen. Auch die Notversorgung muss gesichert sein.

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

3

2.4.2 Rohrnetze

Bestandteile eines Rohrnetzes:

• Rohrleitungen (inkl. Formst¨ ucke f¨ ur Kr¨ ummungen, Abzweigungen und Querschnitts¨ anderungen)

• Armaturen (z.B. Absperr- und Regelvorrichtungen, R¨ uckflussverhinderer, Ventile, Be- und Entl¨ uftungen, Sp¨ ulausl¨ asse, Entleerungsvorrichtungen, Einlaufvorrichtungen, Hydranten)

• Einbauteile, sofern f¨ ur die Bedienung der Leitung notwendig (z.B. Schachtdeckel, Entl¨ uftungsrohre, Hinweisschilder)

Kennzeichen eines Rohrnetzes:

• schlechte Zug¨ anglichkeit bzw. keine Zugangsm¨ oglichkeit und keine Begehbarkeit wegen geringer Durchmesser

• die Netze sind geschlossen und vermascht

• hohe Komplexizit¨ at durch die Vermaschung

• es herrscht Druckabfluß

• es gibt keine Sonderbauwerke, daf¨ ur aber viele Armaturen

• bei gr¨ oßeren Leckagen hohes Gef¨ ahrdungspotenzial durch Aussp¨ ulungen von Boden und damit Verlust der Standfestigkeit

• sehr große Heterogenit¨ at von Material, Technik der Armaturen und Verlegungsarbeiten sowie der umgebenden B¨ oden

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

Die Wasserrohrnetze (Gesamtl¨ ange ca. 476.190 km [4]) der Bundesrepublik Deutschland sind teilweise schon ¨ uber 100 Jahre alt. Die einzelnen Netzerweite-

rungen wurden in den verschiedenen Zeiten mit verschiedensten Randbedingungen geplant, erweitert und gebaut. Es ist ersichtlich, dass durch Ver¨ anderungen der verwendeten Rohr- und Armaturmaterialien, der Armaturentechnik und der Bauweisen (Verlegearten und -techniken) bis heute eine ¨ außerst heterogene Struktur der Rohrnetze entstanden ist.

Eine Zusammenstellung der Rohrmaterialien und deren wichtigste Eigenschaften ist in Tabelle 2 aufgef¨ uhrt.

Sch¨ aden

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

Unabh¨ angig von innerer sowie ¨ außerer Belastung kann Korrosion auftreten, wobei St¨ arke und Geschwindigkeit insbesondere von der chemischen Zusammensetzung des umgebenden Bodens und der Grundwasserverh¨ altnisse abh¨ angen.

4