Gesteuerter Rückhalt über Flutpolder
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- Monika Schmid
- vor 6 Jahren
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Transkript
1 Arbeitsbereich Wasserbau Universität Innsbruck Techhnikerstraße Innsbruck Gesteuerter Rückhalt über Flutpolder Markus Aufleger Regensburg, Markus Aufleger, Universität Innsbruck, 10/2015
2 Rückblick Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 2
3 Abfluss flacher, langsamer Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK Markus Aufleger, Universität Innsbruck, 10/2015 Zeit
4 Überblick Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 4
5 Rückhalt im Hauptschluss HWRHB im Hauptschluss HWRHB im Nebenschluss (Flutpolder) Q zu speichern Q zu (t) RQ Becken leer Q ab (t) t Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 5
6 Rückhalt im Nebenschluss a) ungesteuert Abfluss Abminderung möglich! HWRHB im Nebenschluss (Flutpolder) Zeit Feste Überlaufschwelle Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK Markus Aufleger, Universität Innsbruck, 10/2015
7 Rückhalt im Nebenschluss b) gesteuert Abfluss HWRHB im Nebenschluss (Flutpolder) Zeit Verschluss / Steuerung Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK Markus Aufleger, Universität Innsbruck, 10/2015
8 Rückhalt im Nebenschluss b) gesteuert Abfluss Kappung der Welle möglich! HWRHB im Nebenschluss (Flutpolder) Zeit Verschluss / Steuerung Kappung der HW-Spitze Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK Markus Aufleger, Universität Innsbruck, 10/2015
9 Konstruktionselemente (und Beispiele) Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 9
10 HWE? WASSERBAU INNSBRUCK Trenndeich Absperr bauwerk Einlass bauwerk HWRHB Nebenschluss Auslass bauwerk Absperrdamm
11 WASSERBAU INNSBRUCK Flutpolder Weidachwiesen, Nr. 1 in Bayern!
12 WASSERBAU INNSBRUCK
13 WASSERBAU INNSBRUCK
14 WASSERBAU INNSBRUCK
15 WASSERBAU INNSBRUCK h t
16 WASSERBAU INNSBRUCK
17 WASSERBAU INNSBRUCK
18 WASSERBAU INNSBRUCK
19 WASSERBAU INNSBRUCK
20 WASSERBAU INNSBRUCK
21 WASSERBAU INNSBRUCK Einlass bauwerk Hydraulische Bemessung Leistungsfähigkeit ~ Steuerung (!) Alle Wehrfelder (n) stehen zur Verfügung. OK Wehrschwelle möglichst über MQ Freies Fließen oder Stauregelung / Wehr? Schadloses Einströmen in leeres Becken (Sohlbefestigung, Formgebung)
22 WASSERBAU INNSBRUCK
23 Trenndeich Konstruktion WASSERBAU INNSBRUCK Gewässer Flutpolder Geschlossene Grasnarbe auf Oberboden (10 20 cm) 3,0 m Hydraulisch gebundene Schotterdecke Geschlossene Grasnarbe auf Oberboden (10 20 cm) 2 % HW B f Gew Z V (FP) f FP 5,0 m 1 2 Stützkörper Innendichtung Stützkörper 2 1 5,0 m Auelehmschicht Durchlässiger Untergrund GW (MQ) Absperrbauwerk eines Hochwasserrückhaltebecken
24 t WASSERBAU INNSBRUCK
25 WASSERBAU INNSBRUCK
26 WASSERBAU INNSBRUCK
27 WASSERBAU INNSBRUCK HWE i.a. nur notwendig, falls das Einlaufbauwerk das Becken im Nebenschluss nicht zuverlässig hydraulisch vom Gewässer trennen kann. bei eigenem Einzugsgebiet (= Becken im Hauptschluss).
28 WASSERBAU INNSBRUCK Auslass bauwerk Grundsätze i.a.: Betriebsauslass = Grundablass Zwei Betriebsauslässe Jeweils ein Verschluss DIN Bedingung 1: Bedingung 2: Durchgängigkeit? Q A = f (Entleerungszeit) Q A > Q Einlaufbauwerk Hydr. Bemessung Ausführung
29 WASSERBAU INNSBRUCK h t
30 Baden-Württemberg WASSERBAU INNSBRUCK Dimensionierung Q > Q Wehrfeld im Einlauf Mind. 2 Verschlüsse / Wehrfeld KEINE HWE!
31 Beispiel WASSERBAU INNSBRUCK Polder Altenheim, Baden-Württemberg
32 Beispiel WASSERBAU INNSBRUCK Polder Altenheim, Baden-Württemberg
33 WASSERBAU INNSBRUCK Absperrdeich Binnenentwässerung! Beispiel Polder Sollingen-Gräfern, Baden-Württemberg
34 Rheinland-Pfalz WASSERBAU INNSBRUCK Einlass = Auslass = geöffnet bis Ende HW
35 Beispiel Polder Flotzgrün, Rheinland-Pfalz Einlass bauwerk WASSERBAU INNSBRUCK
36 Sachsen / Sachsen-Anhalt WASSERBAU INNSBRUCK
37 WASSERBAU INNSBRUCK Korrespondenz Wasserwirtschaft 5/2015
38 WASSERBAU INNSBRUCK 17 Mio. m 3 20 Mio. m 3 Korrespondenz Wasserwirtschaft 5/2015
39 WASSERBAU INNSBRUCK Korrespondenz Wasserwirtschaft 5/2015
40 WASSERBAU INNSBRUCK Deicherhöhung Zufluss Planzustand (beide Polder) Istzustand Korrespondenz Wasserwirtschaft 5/2015
41 Steuerung und Wirksamkeit Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 41
42 natürliche Retention WASSERBAU INNSBRUCK
43 Q WASSERBAU INNSBRUCK t
44 Flutpolder WASSERBAU INNSBRUCK
45 Q WASSERBAU INNSBRUCK t
46 Q WASSERBAU INNSBRUCK t
47 Q WASSERBAU INNSBRUCK t
48 Q WASSERBAU INNSBRUCK t
49 Q WASSERBAU INNSBRUCK t
50 WASSERBAU INNSBRUCK ziemlich gut! Q
51 WASSERBAU INNSBRUCK ziemlich gut! Q
52 WASSERBAU INNSBRUCK ziemlich gut! Q
53 Q WASSERBAU INNSBRUCK t
54 Q? WASSERBAU INNSBRUCK t
55 Q WASSERBAU INNSBRUCK t?
56 Q WASSERBAU INNSBRUCK t
57 Q WASSERBAU INNSBRUCK t Q POTENTIAL!
58 Spezifisches Rückhaltevolumen V SR [mm] Volumen (m 3 ) Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK Markus Aufleger, Universität Innsbruck, 10/2015
59 Spezifisches Rückhaltevolumen V SR [mm] Volumen (m 3 ) Einzugsgebiet (km 2 ) V SR [mm] = Volumen Einzugsgebiet Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK Markus Aufleger, Universität Innsbruck, 10/2015
60 Sy Mulde G P Beckengröße (Tsd m 3 ) Spez. Volumen (mm) 10 0 Su W Ma 10 5 Flutpolder Donau 1000 Me 2 1 O 0, ,2 0,1 10 0,1 1, Einzugsgebiet A (km 2 ) Beckenvolumina in Abhängigkeit der Einzugsgebietsgröße für 280 Anlagen in Baden-Württemberg und Hessen ( ), 9 Hochwasserrückhaltebecken im Hauptschluss in Bayern ( ), das Seifener Becken ( ) sowie den Polder Feldolling ( ) (an der Mangfall, in Planung)
61 Absolute Flutpolder-Einzelwirkung (%) WASSERBAU INNSBRUCK D Q Q max Q D Q Q max
62 WASSERBAU INNSBRUCK Leipheim
63 WASSERBAU INNSBRUCK 2D Numerik zur Visualisierung 63
64 typisch regulierter Fluss Zufluss Auslauf Länge: 10 km Querprofil 4 Q max = 2800 m³/s 2 T 20 h Gefälle: 1 Breite: ~ 100 m Deichhöhe: 2.5 m
65 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 0 00:00:01
66 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 0 09:00:00
67 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 0 18:00:00
68 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 1 00:00:00
69 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 1 12:00:00
70 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 2 00:00:00
71 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 2 20:00:00
72 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 3 12:00:00
73 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 4 00:00:00
74 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 4 12:00:00
75 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 5 00:00:00
76 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 5 12:00:00
77 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 6 00:00:00
78 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 6 12:00:00
79 typisch regulierter Fluss Wassertiefe 7 00:00:00
80 typisch regulierter Fluss Freibord: 0.44 m bei maximalen Abfluss Zeitliche Verschiebung: ca. 1 Stunde
81 Deichrückverlegung Zufluss Auslauf
82 Deichrückverlegung Zufluss Auslauf 700 m Länge: 5 km
83 Deichrückverlegung Wassertiefe 0 00:00:01
84 Deichrückverlegung Wassertiefe 0 10:00:00
85 Deichrückverlegung Wassertiefe 0 18:00:00
86 Deichrückverlegung Wassertiefe 1 00:00:00
87 Deichrückverlegung Wassertiefe 1 12:00:00
88 Deichrückverlegung Wassertiefe 2 00:00:00
89 Deichrückverlegung Wassertiefe 2 20:00:00 Wasserstand bei maximalen Durchfluss
90 Deichrückverlegung Wassertiefe 3 12:00:00
91 Deichrückverlegung Wassertiefe 4 00:00:00
92 Deichrückverlegung Wassertiefe 4 12:00:00
93 Deichrückverlegung Wassertiefe 5 00:00:00
94 Deichrückverlegung Wassertiefe 5 12:00:00
95 Deichrückverlegung Wassertiefe 6 00:00:00
96 Deichrückverlegung Wassertiefe 6 12:00:00
97 Deichrückverlegung Wassertiefe 7 00:00:00
98 Deichrückverlegung Freibord: 0.44 m bei maximalen Abfluss
99 Deichrückverlegung Fließende Retention: Verzögerung des Abflusses: ca. 1 Stunde Annähernd keine Reduktion der Abflussspitze
100 Gesteuerter Rückhalt im Nebenschluss Flutpolder Zufluss Auslauf 700 m Länge: 5 km!
101 Gesteuerter Rückhalt im Nebenschluss Flutpolder Zufluss Auslauf 700 m Länge: 5 km Retentionsvolumen: 4.6 Mio m³ Bei einer Deichhöhe von 3,5 m
102 Gesteuerter Rückhalt im Nebenschluss Flutpolder Zufluss Auslauf 700 m 2728, Länge: 8 m³/s 5 km Retentionsvolumen: 4.6 Mio m³ Bei einer Deichhöhe von 3,5 m
103 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 0 00:00:01
104 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 0 10:00:00
105 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 0 18:00:00
106 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 1 00:00:00
107 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 1 12:00:00
108 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 2 00:00:00
109 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 2 04:20:00
110 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 2 07:00:00
111 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 2 11:00:00
112 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 3 00:00:00
113 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 3 15:00:00
114 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 4 00:00:00
115 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 4 12:00:00
116 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 5 00:00:00
117 Flutpolder theoretischer Ablauf - Wassertiefe 5 22:00:00
118 Gesteuerter Rückhalt im Nebenschluss Flutpolder Zufluss Auslauf 700 m Länge: 5 km Retentionsvolumen: 10 Mio m³ Bei einer Deichhöhe von 5,5 m
119 Gesteuerter Rückhalt im Nebenschluss Flutpolder Zufluss Auslauf 700 m 2681,22 Länge: 5 m³/s km Retentionsvolumen: 10 Mio m³ Bei einer Deichhöhe von 5,5 m
120 Flutpolder - Wassertiefe 0 00:00:01
121 Flutpolder - Wassertiefe 0 10:00:00
122 Flutpolder Wassertiefe 0 18:00:00
123 Flutpolder Wassertiefe 1 00:00:00
124 Flutpolder Wassertiefe 1 12:00:00
125 Flutpolder Wassertiefe 2 00:00:00
126 Flutpolder Wassertiefe 2 04:20:00
127 Flutpolder Wassertiefe 2 07:00:00
128 Flutpolder Wassertiefe 2 11:00:00
129 Flutpolder Wassertiefe 3 00:00:00
130 Flutpolder Wassertiefe 3 15:00:00
131 Flutpolder Wassertiefe 4 00:00:00
132 Flutpolder Wassertiefe 4 12:00:00
133 Flutpolder Wassertiefe 5 00:00:00
134 Flutpolder Wassertiefe 6 00:00:00
135 Flutpolder Wassertiefe 7 00:00:00
136 Gesteuerter Rückhalt im Nebenschluss Retentionsvolumen 10 Mio. m³ Freibord im Bereich des Siedlungsgebiets: 0.57 m bei maximalem Abfluss
137 Vergleich der Varianten Regulierte Fluss Deichrückverlegung Gesteuerter Polder (10 Mio ³ Volumen) Abfluss max m³/s 2800 m³/s 2800³/s Gerinne: ca m³/s Polder: 120 m³/s Freibord (Bereich Siedlungsgebiet - (bei maximalen Wasserstand) 0.44 m 0.44 m 0.57 m 13 cm durch gesteuerte Retention
138 Neben-Haupt-Schluss.. Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 138
139 Markus Aufleger. WASSERBAU INNSBRUCK 139
140 WASSERBAU INNSBRUCK + Erhöhung und lokale Vorlandanpassung
141 Bei moderaten Wasserstandserhöhungen (bis ca. 2 m): 1 4 Mio. m 3 Rückhaltevolumen je Standort bis > 100 m 3 /s Scheitelreduktion je Standort) WASSERBAU INNSBRUCK Ökologie, Vernetzung Fluss / Aue Gute Steuerungsmöglichkeit Bei moderaten Wasserstandserhöhungen (bis ca. 2 m):
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