Untersuchungen zu alternativen, technisch- biologischen Ufersicherungen an Binnenwasserstraßen

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1 Untersuchungen zu alternativen, technisch- biologischen Ufersicherungen an Binnenwasserstraßen Dipl.-Ing. Petra Fleischer Dr.-Ing. Renald Soyeaux Bundesanstalt für Wasserbau Karlsruhe Fachtagung BUNDESANSTALT Revitalisierung FÜR WASSERBAU Karlsruhe degradierter Hamburg Ilmenau Ufer des Rheins 7. und

2 Technisch-biologische Ufersicherungen Untersuchungen zur Quantifizierung ihrer Belastbarkeit und Möglichkeiten ihrer Anwendung an Binnenwasserstraßen Inhalt und Zielstellung Ausführungsbeispiele (Kanal, Fluss) Untersuchungen in Einzelstrecken Ausblick BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -2-

3 Beteiligte: BAW - - G 4 Erdbau Erdbau und und Uferschutz Uferschutz (Federführung) (Federführung) BfG BfG --U 3 Landschaftspflege, Landschaftspflege, Vegetationskunde Vegetationskunde BfG BfG --U 4 Tierökologie Tierökologie BAW --W 4 Schiff/ Schiff/ Wasserstraße Wasserstraße Naturuntersuchungen BfG BfG --U 2 Ökologische Ökologische Wirkungszusammenhänge Wirkungszusammenhänge BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -3-

4 Merkblätter MAR - Regelbauweisen MAK - Kornfilter MAG - Geotextil MAV - Verguss Alternative Ufersicherungen Arbeitsgruppen (z.b. Neckar) Einzellösungen (z.b. UHW) Technische Ufersicherungen Richtlinien TLW - Technische Lieferbed. WBSt DIN EN Wasserbausteine F & E- Projekt Berechnungsgrundl. GBB (BAW-Mitt. Nr. 87) - Bemessung Böschungssicherungen Naturschutz FFH - Flora-Fauna-Habitat NSG - Naturschutzgebiete LSG - Landschaftsschutzg. WRRL - WasserrahmenRL BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -4-

5 Zielstellung: TECHNISCH-BIOLOGISCHE UFERSICHERUNGEN Anwendungsgrenzen Technisch-biologische Ufersicherungen an Bundeswasserstraßen Grundlagen/ Empfehlungen Bauweisen Belastbarkeit Dauerhaftigkeit Unterhaltung Randbedingungen der Anwendung Ausführungshinweise BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -5-

6 technisch-biologisch BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -6-

7 Schutz des Hinterlandes (Infrastruktur) Schutz der Natur Gewährleitstung der Schifffahrt Ziel Uferschutz an Binnenwasserstraßen Uferschutz an Binnenwasserstraßen Belastung Hochwasser (Temp. Belastung) Schifffahrt (Dauerbelastung) Nicht in allen Wasserstraßen Schiffstyp Abladetiefe Uferabstand Schiffsgeschwindigkeit Querschnittsverhältnis... BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -7-

8 BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -8-

9 Belastungen der Ufer infolge Schifffahrt Wasserspiegelanspannung vor dem Bug Rückströmung Heckquerwelle BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -9- Absunkmulde Wiederauffüllungsströmung

10 Messung der Wasserspiegelveränderung am Ufer Höhe in m+nn 38,00 37,80 37,60 37,40 37,20 Bugstau BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -10- Wasserspiegelanspannung 1. Absunktal RWS Heckquerwelle RWS 2. Absunktal 37, Zeit [Sek]

11 Wasserspiegelauslenkung [cm] Beispiel: Gemessene Wasserspiegelauslenkung am Dortmund-Ems-Kanal (2002) leer, v1=13 km/h voll, v2=11,9 km/h z a1 H H z a2 Tankmotorschiff 86m x 9,50m x 1,20m H B Tankmotorschiff 86m x 9,50m x 2,40m Zeit [s] BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -11-

12 Untersuchungen zu technisch-biologischen Ufersicherungen an Bundeswasserstraßen - Vorgehensweise Umfrage in der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung Internationale Literaturrecherche 1. Bericht Besichtigung einzelner Streckenabschnitte Detailuntersuchungen in ausgewählten Abschnitten Einrichtung neuer Versuchsstrecken Einzelberichte Ausarbeitung von Empfehlungen BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -12-

13 Ausgewählte Streckenabschnitte mit technisch-biologischen Ufersicherungen Rhein Weser MLK UHW Rhein 1993 BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -13-

14 Beispiel 1: Mittellandkanal Haimar Baujahr 1989 S N MLK (km 189,5 bis km 190,0) WSA Braunschweig KRT-Profil: Spundwand, anschließend Böschung mit mit verschiedenen Sicherungen, Alginat und und Initialbepflanzung Zustand BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -14-

15 Prinzip MLK Haimar BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -15-

16 Beispiel 1: Mittellandkanal Haimar Baujahr 1989 S N MLK (km 189,5 bis km 190,0) WSA Braunschweig KRT-Profil: Spundwand, anschließend Böschung mit mit versch. Sicherungen, Alginat und und Initialbepflanzung Zustand BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -16-

17 MLK Haimar Schiffspassage Europaschiff (80 x 9,5 x 2,5 m) leer 50 bis 70 Schiffe pro Tag BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -17-

18 Beispiel 2: Rhein - Walsum-Stapp Baujahr 1996/97 Rhein (km 794) WSA Duisburg-Rhein BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -18- Parallelwerk Parallelwerk mit mit Hochpunkten Vegetationsmatten Initialbepflanzung 10/1997

19 Bauprinzip Rhein - Walsum-Stapp Vegetationsmatten Initialbepflanzung Einzelelemente 6 x 2 m Metallhüttenschlacke (Kl.0)/ Lavagranulat (2/8) in Kunststoffnetzen Kokosvliese BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -19-

20 Rhein - Walsum-Stapp Sanierter Bereich auf der Flussseite BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -20-

21 Beispiel 3: Rhein - Ballauf-Wilhelmswörth 434,0 Rhein (km 433,5) WSA Mannheim Umsetzung 2004 Entsteinung Rückbau von Deckwerken 433, , Zustand BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau

22 Rhein - Ballauf-Wilhelmswörth Direkt nach der Entsteinung Oktober 2006 Nach dem HW Aug Zustand Oktober 2006 BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -22-

23 Beispiel 4: Versuchsstrecke Stolzenau/ Weser Baujahr 1988/ 89 We-km 242,0 WSA Verden Begrüntes Ufer Begrüntes Ufer SH Landesbergen Stolzenau Ursprüngliches Gelände MW 1:8 Abflachung Berme BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -23-

24 1 Versuchsstrecke Stolzenau/ Weser 4 We-km 242,30 B We-km 242, N We-km 241,55 6 BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -24-

25 Beispiel 5: Untere Havel-Wasserstraße - Ketzin Baujahr 1993 UHW - km 35,7 rechtes Ufer WSA Brandenburg Vegetationsmatten Einbau 1993 Blickrichtung W BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -25-

26 UHW - Ketzin 1997 Zustand 2001 Zustand 2006 BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -26-

27 Ausgewählte Versuchsstrecken für Detailuntersuchungen Vegetationsmatte Begrüntes Ufer Weser N-Rhein MLK UHW Parallelwerk O-Rhein? Main? Neckar? KRT-Profil + Initialpflanzung 1993 BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -27-

28 Untersuchungsprogramm Geometrie Geometrie Böschungsneigung, Böschungsneigung, Wassertiefe, Wassertiefe, Freibord, Freibord, Besonderheiten, Besonderheiten, Geotechnische Geotechnische Randbedingungen Randbedingungen Bodenart, Bodenart, Lagerungsdichte, Lagerungsdichte, Konsistenz, Konsistenz, Grundwasser, Grundwasser, Vegetation Vegetation Pflanzenarten, Pflanzenarten, -vielfalt, -vielfalt, Zustand, Zustand, Fauna Fauna Tierarten, Tierarten, -vielfalt, -vielfalt, Schiffsbelastung Schiffsbelastung Anzahl Anzahl der der Schiffe, Schiffe, Geschwindigkeit, Geschwindigkeit, Abstand Abstand vom vom Ufer, Ufer, v zul =12km/h Hydraulische Hydraulische Einwirkungen Einwirkungen Wellenhöhen, Wellenhöhen, Absunk, Absunk, Strömungsgeschwindigkeiten, Zustandsveränderungen Fotos Fotos + Befragung: Befragung: Schäden, Schäden, Abbrüche, Abbrüche, Umlagerungen, Umlagerungen, BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -28-

29 Beispiel: Messung der hydraulischen Belastung BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -29- Schiffsgeschwindigkeit Schiffsabstand vom Ufer RADAR Druckmessdosen Strömungsmesssonden Registrierung der Schiffe an nächstliegender Schleuse

30 Versuchsstrecke Stolzenau: Erste Ergebnisse (Messung 8 Tage) Flottenstruktur 153 Schiffe total Schiffsgeschwindigkeiten Güterschiffe MS, ES, TMS 8 Schubverbände SV 65 Sportboote 6 Fahrgastschiffe FGS 2 WSA-Boote Wellenhöhen Güter Güter Zustand BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -30-

31 Zusammenfassung Technisch-biologische Ufersicherungen an Bundeswasserstraßen anwendbar Einsatz abhängig von vorhandenen Randbedingungen, insbesondere von hydraulischen Belastungen Oberste Priorität: Sicherheit des Schiffsverkehrs und Hochwasserschutz Konkrete Empfehlungen, unter welchen Bedingungen welche alternativen Ufersicherungen einsetzbar sind Zukünftig größere Akzeptanz und Sicherheit beim Einsatz technisch-biologischer Ufersicherungen BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -31-

32 BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau -32-