Wasserspeicherung für die Sportplatzberegnung durch Zisterneneinbau

Vor dem Hintergrund der zunehmenden Trockenperioden in den Sommermonaten sind neue Wege zu einer nachhaltigen Entwicklung im Umgang mit dem Element Wasser erforderlich. Mit Blick auf die Rasenberegnung könnten innovative Konzepte zur Wassereinsparung als Vorbild für den zukünftigen Umgang mit Niederschlagswasser genutzt werden. Die Wasserspeicherung in Zisternen für die Nutzung als Sportplatzberegnung erfordert jedoch einige Vorüberlegungen.

Da gilt es zunächst einige Fragen zu beantworten. Warum soll Wasser gespeichert werden, wie groß soll/kann der Speicher sein? Wo soll die Zisterne gebaut werden und aus welchem Material soll der Speicher bestehen?

Antworten zur Frage warum Wasser gespeichert werden soll:

• Die Rasenfläche soll bei Trockenheit ausreichend bewässert werden können.
• Ein zu geringer Zufluss aus dem Wassernetz/Brunnen soll kompensieret werden.
• Durch die Speicherung von natürlichem Niederschlag sollen Wasserkosten eingespart werden.
• Der Umgang mit der Ressource Wasser soll nachhaltig erfolgen.

Hinweise zur Überlegung wie groß und wo gebaut werden soll:

• Zur Bewässerung eines Sportrasens in der Größe von 7.000 m² werden pro Beregnungsgang 80-100 m³ Wasser benötigt.
• Zur Speicherung von 10 m³ Wasser in einer Betonzisterne werden etwa 6 m² Fläche benötigt. Für den Einbau wird die vier- bis fünffache Fläche benötigt. (Baugrube, Aushub, Kranfahrzeug zum Setzen der Zisterne).
• Bei der Lage ist der Einbau zwischen Zufluss und Rasenfläche am sinnvollsten.

Welches Material soll verwendet werden?

Aus den gennannten Punkten ergibt sich, dass der Einbau einer Zisterne, die ausschließlich durch natürlichen Niederschlag gefüllt wird nicht ökonomisch ist. Damit im Sommer eine dreiwöchige Trockenperiode überbrückt werden kann, wäre ein Speichervolumen von mindestens 600 m³ Wasser notwendig, um pro Woche zweimal zu beregnen. Zudem muss es zuvor einen ausreichenden Niederschlag gegeben haben, damit die Zisterne voll ist.

Erfahrungsgemäß werden die meisten Zisternen als Puffer gebaut. Ist der Zufluss aus dem Wassernetz/Brunnen geringer als der Abfluss durch die Regner, wird die Zisterne als Zwischenspeicher gebraucht. Die Größe richtet sich dabei nach der Differenz zwischen Zu- und Abflussmenge. Die Regner fördern ca. 18 m³ Wasser pro Stunde auf die Rasenfläche. Abhängig von der Zulaufmenge muss die Zisternengröße bestimmt werden. Bei einer geringen Differenz zwischen Zu- und Abfluss wird die Zisterne so dimensioniert, dass der Puffer den geringeren Zufluss über die Dauer des Beregnungsgangs ausgleicht. Bei sehr geringen Zulaufmengen wird die Zisterne entweder annähernd in der Größe eines kompletten Beregnungsgangs gebaut, sodass sie zwischen den Beregnungsgängen gefüllt werden kann oder für die halbe Menge, dann wird der Platz an zwei Tagen beregnet.

Wasserlager aus einzelnen Betonschachtringen

Meist werden monolithische Betonzisternen eingebaut. Diese bestehen aus dem Behälter, dem Konus und einer Schachtabdeckung. In diesem Beispiel (Abbildung 2) wurden monolithische Betonzisternen mit einem gesamt Volumen von 50 m³ eingebaut. Dafür wurden fünf Behälter, mit je 10 m³ Volumen hintereinander eingebaut. Die Behälter sind über ein Rohr an der Sohle miteinander verbunden. In den Konen sind Öffnungen vorgesehen für den Zulauf, die Zuleitung zu den Regnern und die Steuerleitung der Pumpe.

Der Einbau einer Betonzisterne ist mit größeren Erdarbeiten verbunden. Die Einbautiefe beträgt etwa 3,20 m. Der Durchmesser des Behälters beträgt 2,60 m. Abhängig vom vorhandenen Boden muss die Grube entsprechend den Vorschriften abgeschrägt oder verbaut werden. Die Größe der Grube richtet sich nach der Zisternengröße. Um die Zisterne herum und dazwischen sollte noch mindesten 0,5-1,0 m Arbeitsraum vorhanden sein. An die Grube angrenzend muss eine belastbare Fläche vorhanden sein, von der aus die Zisternen gesetzt werden können. Die Sohle der Grube muss sehr eben hergestellt werden, sodass die Zisternen alle auf der gleichen Höhe und senkrecht stehen, damit die Verbindungsrohre nicht verkannten, sondern gleichmäßig von der Dichtung umschlossen sind. Ist dies nicht der Fall, so ist die Zisterne undicht. Vor dem Verfüllen ist zu empfehlen die Zisterne bis Oberkante Verbindungsrohr mit Wasser zu füllen, um zu prüfen ob sie dicht ist. Auch beim Verfüllen ist darauf zu achten, dass sich das Verbindungsrohr nicht verschiebt. Die Verfüllung muss lagenweise erfolgen, um spätere Setzungen zu vermeiden. Zisternen können in die Umgebungsfläche oder auch unter Pflasterflächen eingebaut werden.

Wasserlager aus zylindrischen Stahltanks

Stahltanks werden gebraucht oder neu angeboten. Der Einbau erfolgt aus statischen Gründen unterirdisch und weil sich das Wasser im Sommer stark erhitzen könnte. Wichtig bei gebrauchten Tanks ist die ordnungsgemäße Reinigung und Stilllegung. Hier ist unbedingt das Reinigungsprotokoll anzufordern. Ein Ausbau und Transport ungereinigter Tanks ist nicht erlaubt.

Je nach Durchmesser und Länge sind Volumen bis 100 m³ und mehr möglich. Auch hier spielt der Transport eine große Rolle. Darüber hinaus ist das Einheben dieser Tanks in die Baugrube je nach Gewicht Kosten intensiv (Abbildung 1). Auf die Einstiegsöffnung wird ein sogenannter Domschacht, auch aus Betonschachtringen möglich, errichtet. Dieser gewährleistet den Zugang in den Tank für Montage- und Reinigungsarbeiten. Mehrere Tanks können über Rohre miteinander verbunden werden, um die Lagerkapazität zu erhöhen.

Wasserlager aus Kunststofftanks

Verschiedene Hersteller bieten eine Auswahl an Tankformen und -größen an; zylindrisch wie in Abbildung 3, aber auch als Flachtank. Kunststofftanks sollten immer unterirdisch eingebaut werden, um nicht der Witterung ausgesetzt zu sein. Es können mehrere Tanks miteinander verbunden werden. Somit steht für alle Gegebenheiten vor Ort ein System zur Verfügung.

Ist genügend Platz vorhanden, sind sogenannte Flachtanks von Vorteil, weil die Baugruben nicht so tief sein müssen. Somit kann z.B. in der unmittelbaren Nähe von Gebäuden und Leitungstrassen, oder auch bei aufgefüllten Böden, ohne Gefahr von Setzungen und Rutschungen ein Tank eingebaut werden. Nachteil ist aber die schlechte Begehbarkeit bei Reinigungsarbeiten, oder aber wenn eine Unterwasserpumpe im Tank installiert werden soll.

Bei zylindrischen Tanks ist die Begehbarkeit oder eine Pumpenmontage wesentlich angenehmer. Zudem stellt sich bei Kunststofftanks eine Bearbeitung für Leitungsanschlüsse und -durchführungen einfacher dar. Die entsprechenden Domschächte haben ebenfalls schon Vorformungen für Anschlüsse und ähnliches.

Die Leichtigkeit von Kunststofftanks ist bei Transport und beim Einheben ein großer Pluspunkt. Trotzdem sind spätere Verkehrslasten mit 40 Tonnen und mehr möglich.

Wasserlager in Ortbetonbauweise

Für große Wasserspeichervolumen eignet sich eine Zisterne in Ortbetonbauweise.
Der Wasserspeicher kann komplett unterirdisch gestaltet werden, Dementsprechend groß sind die Erdaushubmengen. Alternativ sind teils ober- und teils unterirdisch sowie komplett oberirdische Bauausführungen möglich.
Runde Grundrisse sind üblich, da es hierfür entsprechende Schalungssysteme für die Betonwand gibt. Es sind jedoch auch andere Formen möglich.
Die Abdeckung der Zisterne muss nicht in Ortbeton gestaltet werden.
Bei unterirdischen Systemen kann die Decke aus Ortbeton aber wieder überfüllt und bei Bedarf auch befahren werden. Die Statik muss entsprechend darauf ausgelegt sein. Eine Abdeckung ist aber nicht zwingend notwendig. In diesem Fall wird höchster Wert auf die Sicherheitsabsperrung gelegt, damit Mensch und Tier nicht zu Schaden kommen können.
Wenn gewährleistet werden kann, dass die Beregnungsanlage nur eine gewisse Wassermenge entnehmen kann, ist die Zisterne auch als Löschwasserbehälter nutzbar. Dann ist der hohe finanzielle Aufwand für die Erstellung dieser Anlage sicherlich gerechtfertigt.