Hochwasserrückhaltebecken

Transkript

1 Hochwasserrückhaltebecken Planung, Bau und Betrieb Prof. Dipl.-Ing. Wilfried Muth Regierungsbaumeister Dipl.-Ing. Heinrich Armbruster-Veneti Dr. sc. techn. Dipl.-Bauing. ETHZ Rudolf Biedermann Dr.-Ing. Werner Bück Dr.-Ing. Jürgen Ihringer Dipl.-Ing. Georg Schienvoigt Prof. Dr.-Ing. habil. Bernd Westrich ORBR Dipl.-Ing. Hans Wolf 3., durchgesehene Auflage Mit 137 Bildern und 118 Literaturstellen Kontakt & Studium Band 341 Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Wilfried J. Bartz Technische Akademie Esslingen Weiterbildungszentrum DI Elmar Wippler expert verlag

2 Inhaltsverzeichnis Herausgeber-Vorwort Autoren-Vorwort 1 Festlegung eines angemessenen Schutz- und Sicherheitsgrades - DVWK-Merkblatt 209: Wahl des Bemessungshochwassers 1 W. Bück 1.1 Einführung Bemessungsfälle, Bemessungsereignis und Hochwasserschutzkonzepte 3 > 1.3 Empfehlungen zum Planungs- und Entscheidungsablauf Kurzbeispiele zu einigen Planungsschritten Monetärer Nutzen aus Schadensminderung Abwägung von Vor-und Nachteilen Zusammenfassung und Schlußbemerkungen 17 2 Hochwasserrückhaltebecken -DIN T12 19 w. Muth 2.1 Einleitung Hochwasserschutz Beckenraum und Stauziele Gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum Außergewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum Freiraum und Freibord 36 3 Wasserwirtschaftlicher Entwurf und Bemessung von Hochwasserrückhaltebecken - DVWK Merkblatt 202: Hochwasserrückhaltebecken 40 G. Schienvoigt 3.1 Einleitung Entwicklungsphasen für Hochwasserrückhaltebecken 43

3 3.3 Ökologie und Landschaftspflege Hydrologie Kriterien für die wasserwirtschaftliche Bemessung Bemessungskonzept Bemessung des Hochwasserrückhalteraumes Bemessung der Hochwasserentlastungsanlage und Stauziele Bemessung des Freibordes Kriterien für Entwurf und hydraulische Bemessung Geotechnische Untersuchungen Betrieb und Veränderung der Gebrauchsfähigkeit 66 4 Sicherheit von Hochwasserrückhaltebecken schweizerisches Sicherheitskonzept 67 R. Biedermann Einleitung Sicherheitskonzept für Stauanlagen Konstruktive Sicherheit Hochwassersicherheit Erdbebensicherheit Rasche Absenkung Bepflanzung Überwachung Notfallkonzept Ökologische Gesichtspunkte Hochwasserrückhaltebecken mit Dauerstau 83 H. Wolf Einleitung Bewertung der ökologischen Veränderungen Ökologische Ziele und Grundsätze Bepflanzung Ufergestaltung Uferlänge Wasserspiegelschwankungen Wassererneuerung Beckenentleerung Erholungsnutzung Naturzone Schlußbetrachtung

4 Hydrologische Verfahren zur Bemessung des Hochwasserrückhalteraumes 119 W. Bück Einführung Synthetisches Niederschlag-Abfluß-Modell nach Lutz Rückhaltewirkungslinien Seeretention Beispiele Anhang Hydraulische Bemessung der Entlastungsanlagen 143 B. Westrich 7.1 Einleitung Hydraulische Anforderungen Überlastbarkeit Hochwasserentlastungsanlagen Entnahmebauwerke Bauwerksgrundtypen Hochwasserentlastung Systeme mit Freispiegelabfluß Systeme mit Druckabfluß Grundablaß und Betriebsauslaß Druckrohrsysteme Mönchartige Bauwerke (Schachtentlastung) Kombinierte Bauwerke Hydraulische und konstruktive Gestaltung Hochwasserentlastungsanlage Allgemeine Kriterien Typenspezifische Anforderungen Grundablaß und Betriebsauslaß Energieumwandlungsanlagen Bemessung Bemessungsgrundlagen Hydraulische Nachweise Hochwasserentlastungsanlage Grundablaß und Betriebsauslaß Energieumwandlungsanlage 164

5 8 Betrieb von Hochwasserrückhaltebecken 168 J. Ihringer 8.1 Einleitung Aufgaben und Zuständigkeiten Steuerung des Hochwasserrückhaltebeckens Festlegung der Beckenabgaben Steuerung der Verschlüsse Meßtechnische Voraussetzungen für den Betrieb Allgemeine Anforderungen an die Meßdatenerfassung Meßtechnische Mindestanforderungen Meßverfahren und Geräteausstattung Ausstattung für die geotechnische Überwachung Kommunikationseinrichtungen Inbetriebnahme Betriebsvorschrift Betriebsplan Hochwassermelde- und Alarmplan Instandhaltung Dienstanweisung für den Stauwärter Betriebstagebuch Sicherheitsüberprüfung der Anlage Beckenbuch Geotechnische und erdstatische Probleme beim Bau von Hochwasserrückhaltebecken 194 H. Armbruster 9.1 Einleitung Allgemeines Geotechnische Vorüberlegungen Vorarbeiten zum Erddammbau Baugrunderkundung Bereich des Absperrbauwerkes Bereich des Stauraumes Bereich des Hinterlandes Festlegung der Dammbaumaterialien Festlegung der Abdichtung Festlegung von Dränschichten und Filtern Vorläufige Dammgeometrie Standsicherheitsberechnungen Belastungen und Lastfälle Sicherheit gegen Abgleiten des Dammkörpers 210

6 9.3.3 Standsicherheit der landseitigen Böschung Allgemeine Standsicherheit (Grenzzustand der Tragfähigkeit) Örtliche Standsicherheit der luftseitigen Böschung Standsicherheit der wasserseitigen Böschungen Allgemeine Standsicherheit Örtliche Standsicherheit der wasserseitigen Böschung Standsicherheit von Querbauwerken Sicherheiten gegen Materialtransport (hydraulische Sicherheit) Verformungen des Dammes (Grenzzustand der Gebrauchsfähigkeit) Verformungsdifferenzen bei Querbauwerken Probleme der Bauausführung Behandlung der Dammaufstandsfläche Herstellung des Dammkörpers Herstellung der Dichtungen Überwachung der Bauwerke Normen, Richtlinien, Regelwerke Grundwasser- und Abdichtungsprobleme beim Bau von Hochwasserrückhaltebecken 226 H. Armbruster 10.1 Einleitung Begriffe Dichtungen (Abdichtungen) Baustoffe Arten und Bewertung Durchlässigkeiten Berechnung der Grundwasserströmung Grundwasserströmung im Damm Berechnung der Sickerlinie Veränderung der Sickerlinie durch Dräns und Dichtungen Berechnung des Durchflusses Standsicherheiten Grundwasserveränderung durch die Baumaßnahme Grundwasserveränderung durch den Betrieb Kräfte auf Einbauten aufgrund der Strömung Dichtungsprobleme an Übergängen 251

7 Probleme der Verdichtung Aufstandsfläche des Damms Unterströmung von Einbauten Umströmung von Einbauten Dichtungsanschlüsse einzelner Bauwerksteile Anschlüsse an Talflanken Überwachung der Bauwerke und der Dichtungen Forderungen und Folgerungen zum Bau 262 Literaturverzeichnis 264 Sachregister 270 Autorenverzeichnis 273