Versickerung von gereinigtem Abwasser bei hohem Grundwasserstand

Gutachter:  Uwe Halbach, ö.b.u.v. Sachverständiger für Abwasserbeseitigung, Dipl.-Ing. (FH) für Wasserwirtschaft & Diplomvolkswirt

Auszüge aus einem Gerichtsgutachten vom 22.10.2019 für das AG Zittau in einer Zivilsache (Az.: 5 H 4/18) wegen Beweissicherung:

Zusammenfassung – Quintessenz

Ursache der Störungen und Verschlammungen der Versickerungsanlage war recht wahrscheinlich ein stark schwankender Grundwasserhorizont.

Diese Eigenschaft wurde beim Versickerungsversuch offenbar nicht entdeckt und es ist auch nicht üblich, bei dem Bau einer Versickerungsanlage für eine Kleinkläranlage die Dynamik des Grundwasserhorizontes zu erforschen.

Die Ursache dafür liegt auf der Hand: Die Kosten zur weiteren Minimierung des Bemessungsrisikos der Versickerung dürften die Investitionskosten für die gesamte Kläranlage und für die Versickerung überschreiten.

Es ist im Falle der Versickerungsanlage der Klägerin ein bei Kleinkläranlagen regulär unvermeidbares Investitionsrisiko eingetreten.

Die Versickerung

Die folgende Abbildung veranschaulicht die Lage und Funktion der Versickerung. Es sind mir keine Indizien bekannt, die Zweifel begründen, dass die prinzipielle Darstellung nicht auch auf die Situation vor Ort zutrifft.

Otto Graf GmbH

Abbildung 4: Wahrscheinliche Einbausituation [Quelle der Abbildung: Firmenschrift: https://www.graf-online.de/abwasser/versickerung-von-geklaertem-abwasser/sicker-tunnel.html, mit freundlicher Genehmigung der Otto Graf GmbH]

Nach Anlage 3 ist der Sickertunnel 51 cm hoch und nach Angaben der Angabe der Klägerin am 04.10.2019 beträgt die Überdeckung 1,43 cm (wobei es auf einige Zentimeter mehr oder weniger nicht ankommen sollte).

Versickert wird also recht wahrscheinlich ca. 2 m unter der Geländeoberkante (OKG).

Fotodokumentation vom Ortstermin

Versickerung hoher Grundwasserstand

Foto 5: Probe aus dem Inspektionsschacht der Versickerung

Versickerung hoher Grundwasserstand

Foto 6: Der Schlammstand betrug am Inspektionsschacht in der Versickerung 13…14 cm.

Überflutungen der Kleinkläranlage

In der Vergangenheit kam es nach Angaben der Klägerin zu einigen Überflutungen der Kleinkläranlage. Nach Angabe der Klägerin zum Ortstermin stand das Wasser im Überflutungsfall in der Kleinkläranlage bis 58 cm unter Oberkante Deckel, bzw. ca. Oberkante Gelände.

Als Ursache sind zwei Thesen naheliegend:

  1. Verstopfung der Versickerung durch mangelhaft betriebene Kleinkläranlage
  2. zeitweilig zu hoher Grundwasserstand

Verstopfung der Versickerung durch mangelhaft betriebene Kleinkläranlage

Die Verstopfung der Versickerung durch mangelhaft betriebene Kleinkläranlage ist eine bekannte Ursache. Im Ergebnis kann Schlamm in die Versickerung gelangen und verstopft dann dort alle Poren des Bodens. Dieser wird in der Folge wasserundurchlässig und es kommt zu einem Rückstau des schlecht gereinigten Abwassers in die Kläranlage. Ebenso kann die Versickerung überlaufen. Als Nebeneffekt färbt sich der Boden durch gebildetes Eisensulfid schwarz. Siehe beispielsweise Foto 12 und Foto 13.

Versickerung hoher Grundwasserstand

Foto 12: Freilegung einer verstopften Versickerung im Rahmen eines anderen Falls [7]

Versickerung hoher Grundwasserstand

Foto 13: Schwarzfärbung des Bodens im Rahmen eines anderen Falls [7]

Für diese These spricht:

Es gibt Schlamm in der Versickerung. Siehe Foto 5 auf Seite 8 und Foto 6 auf Seite 9

Gegen diese These spricht:

  • Der Schlamm in der Versickerung ist nicht schwarz. Siehe Foto 5 auf Seite 8 und Foto 6 auf Seite 9.
  • Nach Angabe der Klägerin gibt es Zeitabschnitte in denen die Versickerung funktioniert.

Zeitweilig zu hoher Grundwasserstand

Für diese These spricht:

  • Es gibt Gebiete, in denen der Grundwasserspiegel stark schwanken kann.
  • Nach Angabe der Klägerin gibt es Zeitabschnitte, in denen die Versickerung nicht funktioniert und es zu einem Rückstau in die Kleinkläranlage kommt.
  • Nach Angabe der Klägerin würde dieser Rückstau in die Kleinkläranlage zeitlich nach einem stärkeren Regenereignis folgen[1]. Zuletzt war die Anlage nach Angabe der Klägerin vom 10.03.2019 bis zum 11.04.2019 überstaut.
  • Es gibt eine – wenn auch nicht 100 %-ig sichere Erklärung – wie der Schlamm in die Versickerung gelangte. (Gliederungspunkt 2.5.3)

Gegen diese These spricht:

  • eine geringe Wahrscheinlichkeit
  • die Kompliziertheit der Prämissen

Der Weg des Schlammes

Wenn

ein zeitweilig zu hoher Grundwasserstand Tatsache war und damit Ursache des Versagens der Versickerung und für den Rückstau in die Kleinkläranlage war,

dann

ist auch zu erklären, wie der Schlamm (Foto 5 auf Seite 8 und Foto 6 auf Seite 9) in die Versickerung gelangte.

Prämissen:

  • Der Grundwasserstand stieg nicht plötzlich, sondern über einen längeren Zeitraum an.
  • Bislang war es nicht notwendig, Überschussschlamm aus der Kleinkläranlage abzufahren.

Vorstellbar ist folgendes Szenario:

Siehe hierzu die Abbildung 3 auf Seite 5. In der Abbildung 3 ist ein Druckluftheber – rot dargestellt – zu erkennen.

Druckluftheber sind Pumpen, die durchgängig einen freien Querschnitt haben und mit Druckluft betrieben werden. Durch das Einblasen von Luft in das Steigrohr sinkt die Dichte des Mediums im Steigrohr und der Spiegel im Steigrohr erhebt sich über den Spiegel des umgebenden Wassers. Siehe dazu die Abbildung 6.

Dieser Fördervorgang ist allerdings für die Erklärung des Schlammweges zweitrangig.

Abbildung 6: Druckluftheber oder früher auch Mammutpumpe genannt [Quelle: Hellmuth Schulz, H.: Die Pumpen, Arbeitsweise • Berechnung • Konstruktion, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 1959]

Entscheidend ist, dass Wasser bei Überstau und bei ausgeschaltetem Druckluftheber abhängig von der Wasserspiegellage in und außerhalb der Kleinkläranlage beliebig und in beliebiger Richtung durch die Rohre des Drucklufthebers zu strömen vermag.

Folgendes Szenario ist vorstellbar:

  1. Der Grundwasserspiegel flutet über das U-Rohrsystem des Drucklufthebers die Kleinkläranlage und erreicht seinen Hochpunkt in der Kleinkläranlage.
  2. Der Grundwasserspiegel senkt sich langsam. So etwas kann Tage oder Wochen dauern.
  3. Im gleichen Maße entleert sich – allein durch die Rohrverbindung – die Kleinkläranlage und auch das Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch in die Versickerung ohne dass dafür der Druckluftheber laufen muss.
  4. Jeder Abwasserzulauf vermischt sich mit dem Belebtschlamm – unterstützt durch die Belüftung – und fördert diesen bei entsprechender Überflutung der Kleinkläranlage insbesondere auch bei Absenkung des Grundwasserspiegels ebenso in die Versickerung.
  5. Wenn der Grundwasserspiegel hinreichend tief unter den oberen Punkt des Drucklufthebers fällt, arbeitet die Kleinkläranlage wieder normal und ohne Rückstau.
  6. Weil die Belüftung wohl unabhängig vom Überstau in der Kleinkläranlage weiter arbeitete und zudem die Anlage nach Angabe der Klägerin nicht voll belastet wurde und wird (ausgelegt für die Abwasserbehandlung von 5 Einwohnern), wurde das Abwasser und der Belebtschlamm ständig gut mit Sauerstoff versorgt. Das erklärt, dass der Schlamm, obwohl er nach Anlage 8 (organische Masse 72,5 %) fäulnisfähig[2] ist, keine schwarze Färbung angenommen hat und zudem nicht stinkt.

Damit ist eine wahrscheinliche Erklärung gefunden, wie der Schlamm in die Versickerung gelangte und warum es schwierig war, Belebtschlamm in der Anlage zu halten.

Bewertung der Versickerung

Zum Ortstermin war die Anlage nicht überstaut und in der Versickerung stand kein Wasser, wie auch das Foto 6 auf Seite 9 beweist.

Das bedeutet:

Die Versickerung funktioniert trotz einer Verschlammung in Höhe 13…14 cm offenbar (noch [3]), sofern der Grundwasserspiegel nicht so hoch steigt, dass er die Kleinkläranlage flutet.

Dem Schriftsatz der Beklagten vom 09.02.2019 (Prozessakte Seite 17) ist zu entnehmen, dass ein Versickerungsversuch stattgefunden hat und dass nach den Versuchsergebnissen letztlich die Anlage dimensioniert wurde.

Diese Vorgehensweise ist üblich, verbreitet und korrekt.

Dass trotzdem ein Mangel auftrat, wird dem Grundrisiko jeder Investition begründet, dass dieser selbst bei bester Planung und Voraussicht eintreten kann oder auch nicht:

Grundlage jeder Investitionsrechnung ist die falsche Annahme, dass der Investor über vollkommen sichere Erwartungen verfügt.“ KRUSCHWITZ [11]

Und das betrifft analog jede Investition oder jede in die Zukunft gerichtete Tätigkeit. Also gilt:

Es gibt keine sichere Planung und keine sichere Investitionsentscheidung.

Die Kosten zur weiteren Minimierung des Bemessungsrisikos der Versickerung (Erforschung der Dynamik des Grundwasserhorizontes im Laufe der Jahre) dürften die Kosten für die gesamte Kläranlage und für die Versickerung überschreiten.

Es ist auch möglich, dass es in den nächsten 10…20 Jahren zu keinem weiteren bedeutendem Anstieg des Grundwasserhorizontes kommt.

Die Bewertung der Versickerungsfähigkeit des Bodens überschreitet meine Sachkunde.

Beantwortung des Beweisbeschlusses

Gefälle und a.a.R.d.T.

Zitat der Teilaufgabe

„1.  Ist die Kleinkläranlage *** mit 3750 l auf dem Grundstück ***, fachgerecht nach den anerkannten Regeln der Technik und ordnungsgemäß mit ausreichend Gefälle errichtet worden? [1]

Ergebnisse und Zusammenfassung

Mir sind augenscheinlich keine Mängel an der Kleinkläranlage oder der Versickerung aufgefallen.

Bei der Kleinkläranlage handelt es sich um eine geprüfte technische Anlage, die sehr wahrscheinlich funktioniert. In dem Fall, dass darüber vielleicht 99 % Wahrscheinlichkeit zu erarbeiten ist, wäre mit erheblichen zusätzlichen geschätzten Kosten für die ergänzende Beweisführung in Höhe von 10.000…20.000 Euro für zahlreiche Ortstermine, Messeinrichtungen und Laborkosten zu rechnen.

Zu beachten ist ggf., dass es bei der Nutzung empirischer Wissenschaften für die Beweisführung aus epistemologischen[4] Gründen unmöglich ist, Konklusionen Gewissheit zu verleihen und die Wasserwirtschaft ist eine empirische Wissenschaft.

Das Gefälle ist ausreichend, wie zum Ortstermin festgestellt wurde:

  • Die Kleinkläranlage war nicht überflutet.
  • In der Versickerung stand kein Wasser bzw. gereinigtes Abwasser.

Wäre das Gefälle nicht ausreichend oder gäbe es ein Gegengefälle, dann gäbe es ständig einen zu hohen Wasserstand in der Kleinkläranlage.

Zudem würde der Druckluftheber wahrscheinlich ständig arbeiten.

Tatsache: Abgesehen von 13…14 cm Schlammablagerungen war die Versickerung trocken. (Beweis: Foto 6 auf Seite 9).

Die Ausführungen im Gliederungspunkt ** auf Seite 1 sind zu beachten.

Funktion der Anlage

Zitat der Teilaufgabe

„2.  Funktioniert die Anlage bestimmungsgemäß und normgerecht? Wenn nein, welche Abweichungen sind zu verzeichnen?“ [1]

Ergebnisse und Zusammenfassung

Die Anlage kann dann nicht funktionieren, wenn sie überstaut wird.

Siehe dazu den Gliederungspunkt 2.5 auf Seite 12 ff.

Oberflächenwasser oder Grundwasser

Zitat der Teilaufgabe

„Kann Oberflächenwasser oder Grundwasser in die Anlage eindringen? Wenn ja, ist dies statthaft oder widerspricht dies den anerkannten Regeln der Technik?“ [1]

Ergebnisse und Zusammenfassung

Grundwasser dringt dann in die Anlage ein, wenn der Grundwasserhorizont das Niveau der oberen Rohrsohle des Drucklufthebers überschreitet. Siehe dazu Foto 10 auf Seite 11, Abbildung 5 auf Seite 11 und Gliederungspunkt 2.5 auf Seite 12 ff.

Es gibt behördliche Vorschriften nach denen der Abstand der Versickerungsanlage zum Grundwasserhorizont nicht kleiner als ein Meter sein soll.

Für das Eindringen von Oberflächenwasser in die Kleinkläranlage und Versickerung sind mir keine Indizien bekannt.

Störungen oder Verschlammungen der Anlage

Zitat der Teilaufgabe

„4.  Gibt es Störungen oder Verschlammungen der Anlage?“ [1]

Ergebnisse und Zusammenfassung

Es gibt Störungen oder Verschlammungen der Anlage. Siehe hierzu den Gliederungspunkt ** auf Seite 12 ff.

Planung, Bauüberwachung oder Tiefbauarbeiten

Zitat der Teilaufgabe

„5.  Soweit es Störungen oder Verschlammungen der Anlage gibt, sind diese durch die Planung, Bauüberwachung oder die Tiefbauarbeiten zur Errichtung der Anlage bedingt oder veranlasst?“ [1]

Ergebnisse und Zusammenfassung

Ursache der Störungen und Verschlammungen der Anlage ist recht wahrscheinlich ein stark schwankender Grundwasserhorizont. Diese Eigenschaft wurde beim Versickerungsversuch offenbar nicht entdeckt und es ist auch nicht üblich, bei dem Bau einer Versickerungsanlage für Kleinkläranlagen die Dynamik des Grundwasserhorizontes zu erforschen.

Die Ursache dafür liegt auf der Hand: Die Kosten zur weiteren Minimierung des Bemessungsrisikos der Versickerung dürften die Investitionskosten für die gesamte Kläranlage und für die Versickerung überschreiten.

Es ist im Falle der Versickerungsanlage der Klägerin ein bei Kleinkläranlagen regulär unvermeidbares Investitionsrisiko eingetreten.

Wäre es regulär vermeidbar, dann gäbe es eine Vorschrift oder Regel, dass bei der Errichtung von Kleinkläranlagen mit Versickerung auch die Dynamik des Grundwasserhorizontes über vielleicht 4 Jahre Beobachtungsdauer zu erforschen ist.

Eine derartige Vorschrift oder Regel ist mir nicht bekannt. Siehe dazu auch den Gliederungspunkt **, Seite 16 ff.

Verschlammungen funktionsbedingt?

Zitat der Teilaufgabe

„6.  Soweit es Störungen oder Verschlammungen der Anlage gibt, sind diese Störungen und Verschlammungen funktionsbedingt oder mangelbedingt und wie sind sie zu beseitigen?“ [1]

Ergebnisse und Zusammenfassung

Die Störungen oder Verschlammungen der Anlage sind auf ein regulär unvermeidbares Investitionsgrundrisiko zurückzuführen.

Wenn der Abstand der Versickerungsanlage zum Grundwasserhorizont nicht kleiner als ein Meter betragen soll, dann wäre nach Genehmigung durch die Wasserbehörde ein z. T. oberirdisch angelegtes Infiltrationsbecken zu planen und zu errichten. Das biologisch gereinigte Abwasser wäre dann in das Becken mit einer kleinen Abwasserpumpstation zu heben. Siehe dazu auch den folgenden Gliederungspunkt.

Voraussichtliche Kosten der Mangelbeseitigung

Zitat der Teilaufgabe

„7.  Welche Arbeiten wären dazu notwendig? Wie hoch sind die voraussichtlichen Kosten dieser Arbeiten?“ [1]

Ergebnisse und Zusammenfassung

Es ist erforderlich, die Versickerung neuzubauen und

  • dabei den maximalen (bisher bekannten) Grundwasserhorizont mit abgerundet
    » 0,5 m unter OKG sowie den
  • Versickerungsabstand von ≥ 1m über den maximalen (bisher bekannten) Grundwasserhorizont

zu berücksichtigen.

Das ist möglich, wenn z. B. eine Bodenfilteranlage mit 1 m Filtersandhöhe über dem höchsten Grundwasserstand errichtet wird.

Anforderungen an den Filtersand:

Sand 0/2 gewaschen, DIN EN 12620; 13139;13043 z. B. der Kies-Sand-Service Zwickau GmbH. Aus den Angaben des Prüfberichtes 03 / 0310 folgt:

  • U = 4 und damit < 5.
  • d10 ≤ 0,275 , also d10 ≥ 0,2 mm bis ≤ 0,4 mm
  • kfA = 7,6 * 10-4 also ≥  10-4 m/s und 10-3 m/s

Damit werden die Anforderungen an Filterkies lt. DWA-A 262 [12] vom März 2006 eingehalten.

Es wird angenommen, dass der Boden im Grundwasserbereich auch versickerungsfähig ist.

Der Filtersand wäre voraussichtlich aller 10…20 Jahre zu erneuern. Bei zunehmendem Filterwiderstand sollte es genügen von der obersten Filterschicht vielleicht 3 cm abzuschaben. Die Anlage schaut 1 m aus dem Rasen.

Siehe dazu die folgende Skizze.Versickerung hoher Grundwasserstand

Abbildung 7: Skizze eines Infiltrationsschachtes

Die Anlage ist zu genehmigen. Schwierigkeiten werden dabei nicht gesehen, weil dieser Infiltrationsschacht mit Filtersand einer der biologischen Kleinkläranlage nachgeschalteten biologischen Filtration entspricht; d. h. der Wirkungsgrad der Gesamtanlage dürfte sich deutlich erhöhen.

Die Skizze ist keine Planung! Im Rahmen der Planung wäre u. a. die Infiltrationsfläche und es wären die tatsächlichen Kosten zu berechnen. Auch sollte an der Planung der Infiltration vorzugsweise ein ö.b.u.v. Sachverständiger für Baugrunderkundung, Baugrunduntersuchung und –beurteilung mitwirken.

Die Bodenfilteranlage wäre mittels eines kleinen Abwasserpumpwerkes zu beschicken. Die Energiekosten sind vernachlässigbar.

Die Investkosten betragen schätzungsweise 5 T € netto zuzüglich Umsatzsteuer und 20 % Planung. Der Rückbau der Versickerung und die Entsorgung wäre schätzungsweise mit 4 T € zuzüglich Umsatzsteuer anzusetzen.

____________________________

[1]  Damit allein ist allerdings keine Kausalität zwingend zu beweisen, aber als Indiz mag es gelten.
Logik des Fehlschlusses: post hoc ergo propter hoc (zeitliches Nacheinander)

[2] Die technische Faulgrenze liegt bei 45 % OS.

[3] Jede weitere Überflutung wird vermehrt Schlamm in die Versickerung spülen und damit die Lebensdauer bzw. Leistungsfähigkeit der Versickerung drastisch reduzieren.

[4] erkenntnistheoretischen

 

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