Blog

Sep 23, 2023

Die Nachfrage nach unterirdischen Haftlösungen steigt in Texas sprunghaft an

Angesichts des erheblichen Bevölkerungswachstums in Texas gibt es mehrere Herausforderungen

Angesichts des erheblichen Bevölkerungswachstums in Texas müssen Städte im Bundesstaat mehrere herausfordernde Infrastrukturprobleme lösen, einschließlich der Regenwasserbewirtschaftung. Angesichts der begrenzten verfügbaren Immobilien und der schnell steigenden Immobilienkosten wird die Umsetzung traditioneller Regenwasserrückhaltelösungen, wie z. B. Oberflächenrückhaltebecken, immer schwieriger.

Städte in Texas beginnen, ihre Aufmerksamkeit auf unterirdische Lösungen zur Regenwasserrückhaltung zu richten. Die Stadt Austin und die Stadt Houston haben kürzlich zwei der ersten großen unterirdischen Regenwasserrückhalteprojekte innerhalb der öffentlichen Wegerechte (ROW) des Bundesstaates in Angriff genommen. Es gibt viele verschiedene Überlegungen, wann es sinnvoll ist, eine unterirdische Haftlösung umzusetzen. Bei der Gestaltung dieser Systeme sind auch zahlreiche Herausforderungen hinsichtlich der Konstruierbarkeit zu bewältigen.

Texas ist der am fünftschnellsten wachsende Bundesstaat des Landes, wobei die Bevölkerung seit 2019 täglich um mehr als 1.000 Menschen wächst. Große texanische Metropolen, darunter Austin und Dallas, gehörten 2019 zu den fünf am schnellsten wachsenden Metropolregionen des Landes 2022. Mit steigendem Bevölkerungswachstum steigen die Immobilienkosten, was Städte dazu zwingt, zu prüfen, wie sie das für die öffentliche Infrastruktur verfügbare Land am besten nutzen und den Kauf zusätzlicher Eigentumswohnungen und Dienstbarkeiten begrenzen können.

Mit dem Bevölkerungswachstum und den Entwicklungsaktivitäten kommt es zu einer zunehmenden Versiegelung, was zu einem zusätzlichen Abfluss von Regenwasser führt, was bestehende Regenwassersysteme belasten und das Hochwasserrisiko erhöhen kann. Angesichts der steigenden Immobilienkosten führen mehrere Großstädte in ganz Texas nun unterirdische Auffangsysteme ein, um das Überschwemmungsrisiko zu mindern. Unterirdische Rückhaltesysteme werden anderswo in den Vereinigten Staaten häufig eingesetzt, aber die relativen Kosten und die Verfügbarkeit von Land in Texas haben in der Vergangenheit zum Einsatz traditioneller Oberflächenrückhaltebecken geführt. Da die unterirdische Inhaftierung ein neueres Konzept für texanische Kommunen ist, gibt es im Bundesstaat keine Kommunen mit veröffentlichten Designstandards für unterirdische Inhaftierungssysteme.

Herkömmliche Oberflächenteiche waren im Allgemeinen die Lösung der Wahl, um den durch die Bebauung verursachten erhöhten Abfluss einzudämmen. Oberflächenwasserteiche können in vielen Formen und Tiefen angelegt werden, um den Platzbedarf für die Aufbewahrung zu optimieren und als multifunktionale Grünfläche für Parks und Mehrzweckanlagen zu dienen. Wenn der Platz knapp ist, bietet die Option der unterirdischen Rückhaltung eine Möglichkeit zur Reduzierung des Regenwasserabflusses, ist jedoch in dieser Grundfläche und Tiefe in der Regel weniger effizient und begrenzter als Oberflächenwasser-Pendants.

Es ist von entscheidender Bedeutung, zu bestätigen, dass ein unterirdisches Auffangsystem hydraulisch funktioniert. Da es in Texas keine endgültigen Designkriterien gibt, muss zunächst eine Software zur Analyse des Systems ausgewählt werden. Ein unterirdisches Rückhaltesystem dämpft Spitzenabflüsse am effektivsten, wenn es offline ist. Das bedeutet, dass der Abfluss entlang der Hauptleitung des Sturmabflusses aufgeteilt wird, der Spitzenabfluss zum unterirdischen Speichersystem geleitet wird und geringere Abflüsse durchgelassen werden können. Der gespeicherte Spitzenabfluss wird dann stromabwärts in die Hauptleitung des Regenwasserkanals abgeleitet, sobald der Höhepunkt des Sturms überschritten ist, wodurch ein paralleles Entwässerungssystem entsteht.

Parallele Entwässerungssysteme können mit stationären Methoden wie dem hydraulischen Modellierungssystem (HEC-HMS), StormCAD oder PondPack modelliert werden. Kommunen bevorzugen häufig die Anwendung stationärer Modellierungsmethoden zur Dimensionierung von Rückhaltebecken und Regenwasserabflusssystemen, da es sich dabei um vereinfachte Modelle handelt.

Die dynamische Modellierung dieser Systeme bietet jedoch Vorteile. Die dynamische Modellierung kann von Beginn des Projekts an durchgeführt werden, oder es kann ein dynamisches Modell verwendet werden, um die hydraulische Funktion des unterirdischen Teichsystems erneut zu überprüfen. Beispiele für anwendbare dynamische Modelle sind das Storm Water Management Model (XP-SWMM) der Environmental Protection Agency (EPA) oder Infoworks ICM. Unabhängig davon, welches Programm gewählt wird, ist es von entscheidender Bedeutung, eine genaue hydraulische Analyse mit Überlegungen zur Konstruierbarkeit zu verbinden.

Die Stadt Austin hat ein Projekt, das das erste unterirdische Haftsystem innerhalb der öffentlichen Strafanstalt der Stadt sein soll. Das System besteht aus drei parallelen 8 Fuß mal 4 Fuß großen Stahlbetonkästen mit einem Gesamtauffangvolumen von etwa 500.000 Gallonen. Die parallelen Kästen sind zum Ausgleich mit 36-Zoll-Stahlbetonrohren verbunden und in regelmäßigen Abständen sind Zugangsschächte für den Wartungszugang vorgesehen. Der Systemeinlass ist ein Anschlusskasten, der bei geringem Durchfluss den Durchfluss in ein Regenwasserkanalrohr aufteilt und bei steigendem Durchfluss Wasser in das Rückhaltesystem leitet. Der Systemauslass verfügt über eine Blende aus Edelstahl, um das Wasser langsam in den nachgeschalteten Regenwasserkanal abzulassen.

Angesichts der Herausforderungen wie Austin hat Houston bereits damit begonnen, unterirdische Inline-Haftsysteme zu installieren. Die Memorial City Redevelopment Authority (Steuererhöhungs-Reinvestitionszone Nr. 17) installierte anstelle des Baus eines Oberflächen-Rückhaltebeckens ein unterirdisches Inline-Rückhaltesystem, das aus parallelen Stahlbetonkästen bestand, die zur Speicherung großer Wassermengen zusammengesetzt wurden. Durch diesen Entwurf konnte das System die aktuellen Entwässerungskriterien der Stadt Houston erfüllen, und die zusätzliche Rückhaltekapazität innerhalb des Systems entlastete das stromabwärts gelegene Sturmnetz erheblich.

Unterirdische Rückhaltesysteme sind eine praktikable Lösung zur Eindämmung des Hochwasserrisikos, insbesondere wenn der Platz begrenzt oder die Kosten unerschwinglich sind. Die sorgfältige Prüfung der Hydraulik und der Konstruierbarkeit des Systems ist für den erfolgreichen Entwurf und die erfolgreiche Umsetzung des Systems von entscheidender Bedeutung.

Hunter B. Hanson ist Wasserbauingenieur und Laura M. Casset ist regionale Regenwassermanagerin bei Lockwood, Andrews & Newnam, Inc. (LAN). Sie können unter [email protected] und [email protected] erreicht werden. Weitere Informationen finden Sie unter www.lan-inc.com.