Offenlegung Dorfbach

Transkript

1 Kanton St. Gallen Offenlegung Dorfbach Gommiswald Abschnitt Engle Genehmigungsvermerke Vom Gemeinderat Gommiswald erlassen am:... öffentlich aufgelegt vom:... bis:... Gemeindepräsident: Gemeindeschreiber: Peter Göldi Rolf Thoma Vom Baudepartement des Kantons St.Gallen genehmigt am:... Ausfertigung für Projekt Nr. Plan Nr. Beilage Nr Studie Vorprojekt Auflageprojekt Ausführungsprojekt Abschlussakten Projektverfasser S c h ä l l i b a u m A G I n g e n i e u r e u n d A r c h i t e k t e n Speerstrasse 34d, CH Uetliburg Sachbearbeiter Johannes Zbinden Tel j.zbinden@schaellibaum.ch Entw. Gez. Gepr. joz joz/us Format m² Datum

2 INHALTSVERZEICHNIS 1 Ausgangslage Allgemeine Lage Ziel Randbedingungen Beilagen 3 2 Grundlagen 3 3 Hochwassermengen Allgemein Einzugsgebiet Zusammenstellung der Hochwassermengen Freibord 4 4 Projektbeschrieb Massnahmen Gewässer Werkleitungen 6 5 Bauablauf 6 6 Kosten 7 7 Schlussfolgerung _bp_technischer_bericht_ Seite 2

3 1 Ausgangslage 1.1 Allgemeine Lage Das Bauland in Englen Süd in Gommiswald wird für eine Überbauung neu erschlossen. In diesem Zusammenhang ist auch die Erneuerung und der Ausbau der Rietwiesstrasse vorgesehen. Unter der bestehenden Strasse verläuft der eingedolte Dorfbach der im Zuge des Ausbaus offengelegt werden soll. Dazu ist im Zonenplan ein genügend grosser Gewässerraum ausgeschieden worden. 1.2 Ziel Das Ziel des Projektes besteht darin, das Gewässer soweit als möglich ökologisch aufzuwerten und zu renaturieren. Als oberstes Ziel gilt aber die Hochwassersicherheit, diese ist für die Dimensionierungswassermenge in jedem Fall zu gewährleisten. Randbedingungen des Projektes sind die Interessen: - des Gewässer- und Naturschutzes - der Ökologie - die Werterhaltung sämtlicher Grundstücke 1.3 Randbedingungen Für die Erschliessung des bis jetzt noch nicht eingezonten Gebietes links der Rietwiesstrasse ist eine Brücke angedacht. Diese soll in der Berechnung mit einbezogen werden. 1.4 Beilagen 12314_Längsprofil 12314_Situation 12314_Querprofile 12314_Normalprofile 12314_Situation Werkleitungen 12314_Situation Landerwerb 2 Grundlagen - Ausführungsprojekt Gemeinde Gommiswald, Erschliessung Sonnenbüel und Ausbau der Rietwiesstrasse - Richtlinien und Normalien Wasserbau des Kantons St. Gallen 3 Hochwassermengen 3.1 Allgemein Die Hochwassermengen wurden aus dem Technischen Bericht zur Entwässerung der Rietwiesstrasse übernommen. Als Dimensionierungswassermenge wird ein HQ 100 angenommen. Das HQ 30 wird mit 70% vom HQ 100 angenommen. 3.2 Einzugsgebiet Der Dorfbach entspringt in einer Wiese oberhalb der Rietwiesstrasse. Sein Einzugsgebiet ist relativ klein und ist zum einen durch Wiesland und zum anderen durch überbautes Wohngebiet charakterisiert _bp_technischer_bericht_ Seite 3

4 3.3 Zusammenstellung der Hochwassermengen Zur Berechnung des oberen Durchlasses wird nur die Hälfte des gesamten Einzugsgebietes massgebend. Gemäss Merkblatt des Kantons St. Gallen wird für Durchlässe ein Zuschlag von 20% mit einberechnet. Es ergeben sich so folgende massgebende Dimensionierungswassermengen. Abflussquerschnitt Einzugsgebietsfläche Abfluss HQ 30 HQ 100 HQ % Oberhalb Oberer Durchlass km² 0.2 m³/s 0.3 m³/s - Zufluss aus Rietwiesstrasse m³/s - Oberer Durchlass nach Zusammenschluss m³/s 0.5 m³/s 0.6 m³/s Beginn Hauptgerinne km² 0.63 m³/s 0.9 m³/s 1.06 m³/s Hauptgerinne 0.14 km² 1.00 m³/s 1.4 m³/s - Eindolung unten 0.14 km² 1.20 m³/s 1.4 m³/s 1.7 m³/s Tab. 1: Zusammenfassung der Massgebenden Dimensionierungsabflüsse 3.4 Freibord Das Freibord stellt den vertikalen Abstand zwischen Bemessungswasserspiegel und der Uferlinie dar. Das Freibord bietet Sicherheit gegen Wellenbildung, Unsicherheit der Geometrie bei Naturgerinnen, Wasserspiegelanstiege infolge Geschiebeablagerungen auf der Sohle oder Verkrautung. Ausserdem beinhaltet das Freibord auch eine Kapazitätsreserve im Überlastfall. Für das Freibord sind grundsätzlich folgende Höhen einzuhalten: - Offenes Gerinne: 0.50 m - Brücken: 0.70 m 0.50 m (zwischen Dimensionierungswasserspiegel und Brückenunterkante) Bei hydraulisch günstiger Ausführung der oberen Stirnseite (Ausrundung oder Abschrägung) 1 Gemäss Aussage TBA SG, M. Bänziger 12314_bp_technischer_bericht_ Seite 4

5 4 Projektbeschrieb Auf einer Länge von ca. 150 m wird der Dorfbach offengelegt und in einem naturnahen Gerinne geführt. Die Einleitung geschieht mittels eines Durchlasses im oberen Teil, der das Wasser aus dem bereits offenliegenden Dorfbach unter der Rietwiesstrasse in das Gerinne leitet. Am Ende des Gerinnes wird der Bach wieder eingedolt und dem bestehenden System zugeführt. Das eingezonte Gebiet charakterisiert sich durch eine sehr steile Topografie. Dies hat Einfluss auf das Sohlenmaterial. Das Gefälle des Gerinnes orientiert sich an demjenigen der Rietwiesstrasse und wird grösstenteils auf der ganzen Länge um maximal 1.2 m gegenüber der projektierten Strasse abgesenkt. 4.1 Massnahmen Gewässer Oberer Durchlass Die Berechnung nach Strickler ergibt für das Dimensionierungshochwasser ein Rohr mit DN 500mm (nach Zusammenschluss mit der bestehenden Entwässerung des oberen Teils der Rietwiesstrasse). Massgebend für den Rohrdurchmesser wird aber die Verklausungswahrscheinlichkeit. Dabei wird ein Rohr mit DN 600 mm erforderlich. Da bei einem allfälligen Fortsetzungsprojekt das Fassungsvermögen der Entwässerung des oberen teils der Rietwiesstrasse vergrössert könnte, wird der Durchlass auf der ganzen Länge auf DN 600 projektiert. Damit ist das ganze obere Einzugsgebiet abgedeckt (siehe Kap. 3.3). Die Lage und das Gefälle des Durchlasses werden auf das Fortsetzungsprojekt der Rietwiesstrasse projektiert Gerinne Querschnitt Gemäss Hydraulischen Berechnungen reicht ein Trapezquerschnitt mit einer Sohlenbreite von 0.7 m und Böschungsneigungen von 1:2 aus um das HQ 100 abzuleiten und die Freibordhöhe zu gewährleisten. Ausgebildet wird aber eine variable Breite bis 1m. Die Böschungen sind als Magerwiese auszuführen und werden ebenfalls variabel (2:3 1:2) ausgebildet um den Bach möglichst natürlich zu gestalten. Aufgrund des grossen Gefälles das es zu überwinden gilt und dem fehlenden Geschiebe Nachschub, muss eine Blockrampe in lockerer Bauweise mit einem d 65 von 0.35 m eingebaut werden. Die Sohle wird nach geraumer Zeit automatisch mit feinerem Material (Böschung, Strasse) aufgefüllt und verwachsen. Das ist erwünscht, so erhält der Bach seinen natürlichen Charakter, hält aber dank der verwachsenen Blockrampe einem HQ 100 trotzdem stand Gerinne Linienführung Um dem Gerinne möglichst ein natürlichen Charakter zu geben, wird der Bachlauf mäandrierend ausgebildet. Dazu wird nebst den variablen Ausbildungen im Querschnitt (Böschung und Sohlenbreite) die Linienführung mäandrierend ausgeführt. Als Randbedingung gilt es dabei mindestens einen Abstand von 1.5 m vom Strassenrand zur Böschungsoberkante einzuhalten 2. 2 Gemäss Mail von M. Bänziger vom _bp_technischer_bericht_ Seite 5

6 4.1.4 Abschnitt Brücke Im oberen Teil sind in Fliessrichtung gesehen auf der linken Seite im Zonenplan weitere Parzellen ausgewiesen. Diese gilt es mit einer Brücke über den neu geplanten Bach zu erschliessen. Diesem Umstand wird in der Planung des Projektes Beachtung geschenkt. Die Brücke kommt ca. bei m 160 der neu geplanten Rietwiesstrasse zu liegen. In diesem Bereich kann die Brücke erstellt werden. Die Stirnseite der Brücke ist aber hydraulisch günstig (Ausrundung) zu formen. Wird die Brücke an einem anderen Ort gebaut, so ist das ohne grosse Beeinflussung des geplanten Projektes möglich. Bei einem allfälligen Bau einer Brücke ist in jedem Fall die Hydraulik neu zu überprüfen Einleitung in bestehende Eindolung Nach dem Bereich der Bachoffenlegung muss das Wasser wieder in die bestehende Eindolung geleitet werden. Dazu ist ein Rohr mit DN 800 mm notwendig. Die Einleitung wird ca. 1m unter der bestehenden Strasse angeordnet. Über dem Durchlass wird eine Betonmauer geplant. Um Geschwemsel und Gehölz von der Eindolung fernzuhalten ist ein horizontaler Rechen vorgesehen. An dessen Ende wird ein schräger und auslenkbarer Rechen fixiert. Um die Verklausungswahrscheinlichkeit gering zu halten wird der Einlaufbereich (L=1m) auf 1.2 m erhöht. Der Kaliberwechsel vom Übergang der neuen Eindolung auf die alte Eindolung kann nicht verhindert werden. Die bestehende Eindolung weist an diesem Punkt ein Defizit auf Kontrolle bestehende Eindolung Ein kurzer Augenschein über den weiteren Verlauf des Dorfbaches hat zu Tage gebracht, dass an gewissen Stellen der Rohrdurchmesser nicht ausreichend dimensioniert ist um ein HQ 100 abzuführen. Es wird empfohlen die gesamte eingedolte Strecke des Dorfbaches zu überprüfen und allfällige Problemstellen zu entfernen. 4.2 Werkleitungen Da das Gerinne in Wiesland verläuft sind wenige Werkleitungen von einer Umlegung betroffen. Einzig eine Schmutzwasserleitung muss tiefer gelegt und eine Wasserleitung abgebrochen werden um den Bach im korrekten vertikalen Abstand (1m) zu queren. Da das Gelände aber sehr steil ist können diese Anpassungen ohne weiteres vorgenommen werden. Die Anpassungen sind unbedingt mit dem Projekt Ausbau der Rietwiesstrasse zu koordinieren. Insbesondere die Entwässerung der Rietwiesstrasse ist neu zu projektieren. 5 Bauablauf Ein möglicher Bauablauf könnte wie folgt aussehen: - Umlegen der Werkleitungen - Ausbau Gerinne inkl. Einbringen der Sohle - Während dem Bau der Rietwiesstrasse erfolgen der Bau der Einleitung in die bestehende Eindolung und der obere Durchlass. Die Reihenfolge orientiert sich am Bauablauf der Rietwiesstrasse. Der Bauablauf ist auf den Bau der Rietwiesstrasse abzustimmen _bp_technischer_bericht_ Seite 6

7 6 Kosten Aufgrund einer Kostenschätzung (Preisbasis 2013, exkl Mwst., ±10%) basierend auf Erfahrungswerten werden die Baumeisterarbeiten auf geschätzt. Detailliertere Angaben sind dem KV zu entnehmen. 7 Schlussfolgerung Bei einem allfälligen Bau der Rietwiesstrasse wird auch der Dorfbach auf der ganzen Länge offengelegt und renaturiert. Mit dem geplanten Projekt werden die ökologischen- sowie die Hochwasserschutzziele genügend erreicht. Da das Ausführungsprojekt Rietwiesstrasse eine Entwässerung der Strasse in die neu gebaute Eindolung vorsieht, letzere jetzt aber durch eine Offenlegung des Dorfbaches ersetz wird ist die Entwässerung neu zu planen. Für den Fall, dass die Parzellen links des Baches mittels einer Brücke erschlossen werden, ist diese in jedem Fall erneut hydraulisch zu überprüfen. Es ist zudem für den weiteren Verlauf des Dorfbaches ein allfälliges Defizit betreffend Hochwassersicherheit festgestellt worden. Dies ist in einem weiteren Projekt zu überprüfen. 20. August 2013 Schällibaum AG Ingenieure & Architekten Speerstrasse 34d 8738 Uetliburg 12314_bp_technischer_bericht_ Seite 7

8 8 Anhang 8.1 Hydraulische Nachweise Oberer Durchlass (Strassenunterquerung) Abb. 1: Wasserspiegelberechnung im Gefällsknick oberer Durchlass 12314_bp_technischer_bericht_ Seite 8

9 8.1.2 Verklausungsgefahr Brücke stat Beurteilung gemäss Merkblatt des Kantons St. Gallen «Beurteilung der Verklausungsgefahr an einer Brücke». Für den benötigten Querschnitt gelten die Angaben aus der Tabelle 4. Einteilung Seitenzubringer Sohlenbreite 0.70 m Böschungsneigungen Abstand Brücken UK - Sohle 0.86 m Verfügbarer Querschnitt 2.08 m 2 Benötigter Querschnitt 0.99 m 2 Verhältnis Verklausungswahrscheinlichkeit 0 % Tab. 2: Beurteilung der Verklausungswahrscheinlichkeit an der Brücke stat Verklausungsgefahr Durchlass oben Beurteilung gemäss Merkblatt des Kantons St. Gallen «Beurteilung der Verklausungsgefahr an einer Brücke». Für den benötigten Querschnitt gelten die Angaben aus der nachfolgenden Tabelle 4. Für die Berechnung wird das HQ 30 massgebend. Gerinnehydraulik oberhalb Beschleunigungsstrecke Oberhalb Beschleunigungsstrecke Sohlenbreite b 0.30 m Böschungsneigungen 0.50 Wasserspiegelhöhe hn m Fläche A 0.11 m 2 benezter Radius P 0.97 m 1.05 m Gefälle J k-strikler Kst m 1/3 /s Abfluss Q 0.20 m 3 /s Geschwindigkeit vn m/s Froudzahl FrN m 0.36 m Tab. 3: Gerinnehydraulik Trapezprofil Oberhalb Beschleunigungsstrecke Daraus resultierende Verklausungswahrscheinlichkeit Einteilung Seitenzubringer Rohrdurchmesser 0.6 m Verfügbarer Querschnitt 0.28 m 2 Benötigter Querschnitt 0.2 m 2 Verhältnis Verklausungswahrscheinlichkeit 25 % Tab. 4: Beurteilung der Verklausungswahrscheinlichkeit am oberen Durchlass 12314_bp_technischer_bericht_ Seite 9

10 8.1.4 Verklausungsgefahr Eindolung unten Beurteilung gemäss Merkblatt des Kantons St. Gallen «Beurteilung der Verklausungsgefahr an einer Brücke». Für den benötigten Querschnitt gelten die Angaben aus der nachfolgenden Tabelle 4. Für die Berechnung wird das HQ 30 massgebend. Gerinnehydraulik oberhalb Beschleunigungsstrecke Oberhalb Beschleunigungsstrecke Sohlenbreite b 0.70 m Böschungsneigungen 0.5 Wasserspiegelhöhe hn1.29 m Fläche A 0.37 m 2 benetzter Radius P 1.99 m 1.85 m Gefälle J k-strickler Kst 25 m 1/3 /s Abfluss Q 1.00 m 3 /s Geschwindigkeit vn m/s Froudzahl FrN m 0.67 m Tab. 5: Gerinnehydraulik Trapezprofil stat für ein HQ30 Daraus resultierende Verklausungswahrscheinlichkeit Einteilung Seitenzubringer Rohrdurchmesser 1.2 m Verfügbarer Querschnitt 1.13 m 2 Benötigter Querschnitt 0.72 m 2 Verhältnis Verklausungswahrscheinlichkeit effektiv 0 % Tab. 6: Beurteilung der Verklausungswahrscheinlichkeit an der Eindolung 12314_bp_technischer_bericht_ Seite 10

11 8.1.5 Gerinnehydraulik Für die Berechnung des Abflussquerschnittes wird das Gerinne vereinfacht als Trapezquerschnitt angenommen. Die Berechnung erfolgt nach dem Ansatz von Strickler unter der Annahme von Normalabfluss. Nachfolgend sind die Resultate in tabellarischer Form für die massgebenden Abschnitte dargestellt. Beschleunigungsstrecke vor Durchlass oben Sohlenbreite b 0.30 m Böschungsneigungen 0.67 m Höhe hn m Fläche A 0.08 m 2 benezter Radius P 0.87 m 0.93 m R R 0.10 Gefälle J k-strikler Kst m 1/3 /s Abfluss Q 0.20 m 3 /s Geschwindigkeit vn m/s Froudzahl FrN m 0.44 m Tab. 7: Gerinnehydraulik Trapezprofil Beschleunigungsstrecke vor Durchlass oben Sohlenbreite b 0.70 m Böschungsneigungen 0.50 m Wasserspiegelhöhe hn m Fläche A 0.63 m 2 benezter Radius P 2.55 m 2.36 m R R Gefälle J k-strikler Kst m 1/3 /s Abfluss Q 1.40 m 3 /s Geschwindigkeit vn m/s Froudzahl FrN m 0.66 m Tab. 8: Gerinnehydraulik Trapezprofil stat Sohlenbreite b 0.70 m Böschungsneigungen 0.50 m Wasserspiegelhöhe hn m Fläche A 0.51 m 2 benezter Radius P 2.31 m 2.14 m R R Gefälle J k-strikler Kst 25 m 1/3 /s Abfluss Q 1.40 m 3 /s Geschwindigkeit vn m/s Froudzahl FrN m 0.74 m Tab. 9: Gerinnehydraulik Trapezprofil stat _bp_technischer_bericht_ Seite 11

12 Sohlenbreite b 0.70 m Böschungsneigungen 0.50 m Höhe hn m Fläche A 0.47 m 2 benezter Radius P 2.22 m 2.06 m R R 0.21 Gefälle J k-strikler Kst 25 m 1/3 /s Abfluss Q 1.40 m 3 /s Geschwindigkeit vn m/s Froudzahl FrN m 0.79 m Tab. 10: Gerinnehydraulik Trapezprofil stat Beschleunigungsstrecke vor Eindolung Sohlenbreite b 0.70 m Böschungsneigungen 0.50 m Höhe hn m Fläche A 0.38 m 2 benezter Radius P 2.02 m 1.88 m R R 0.19 Gefälle J k-strikler Kst m 1/3 /s Abfluss Q 1.40 m 3 /s Geschwindigkeit vn m/s Froudzahl FrN m 0.98 m Tab. 11: Gerinnehydraulik Trapezprofil Beschleunigungsstrecke vor Eindolung 12314_bp_technischer_bericht_ Seite 12

13 8.1.6 Eindolung 12314_bp_technischer_bericht_ Seite 13