Schutzmaßnahmen gegen Treibgut in Fließgewässern

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1 Schutzmaßnahmen gegen Treibgut in Fließgewässern Gewässerentwicklung Aktuell Dipl.-Ing. Michael Eiden

2 Treibgut [verändert nach Hartlieb & Bezzola 2000] 2

3 [Eiden 2016] [ 3

4 Schwemmholzmengen - Abschätzungen nach Einzugsgebietsgröße, Durchfluss, Feststofffracht sowie bewaldeter Fläche - Empirische Formeln basieren auf Auswertungen in der Schweiz und Japan Große Streuung bei kleinen Einzugsgebieten Nur als Abschätzung geeignet Spezifische Randbedingungen müssen integriert werden Langjährige Messungen fehlen in Deutschland 4 4

5 5

6 Verklausung in der Ewngelberger Aa [Kanton Nidwalden 2005] 6

7 Resultierende Schäden durch Verklausungen - Ufererosion - Bauwerksunterspülung - Hangrutschungen - Ausbildung neuer Gewässerläufe - Geschiebeablagerungen - Verschlämmung 7

8 [ [ 8

9 Überflutungsvorsorge für Starkregen- und lokale Hochwasserereignisse - Vermeidung bzw. Verminderung von Frischholzeintrag und Totholz im Gewässer - Abfangen von Treibgut vor Ortschaften Verminderung der Verklausungsgefahr 9

10 Lösungsansätze Verringerung der Schadenspotenziale durch verklausungsbedingten Aufstau des Wasserstandes an Querbauwerken Schwerpunkte: - Technische Maßnahmen - Ringnetzsperren - V-Rechen - Gleichrichter - Nichttechnische Maßnahmen - Gewässerunterhaltung 10

11 Technische Maßnahmen - DIN Wildbachverbauung: Begriffe, Planung und Bau - keine konkreten Vorgaben für technische Maßnahmen zum Schwemmholzrückhalt im Mittelgebirge oder im Flachland (DIN-Normen, DWA) Maßnahmen beruhen auf Versuchsreihen mit physikalischen Modellen sowie Erfahrungswerten 11

12 Technische Maßnahmen Ringnetzsperren Cougar Creek Debris Flow Barrier, CA [Geobrugg AG 2014] 12

13 Installation der Cougar Creek Murgangbarriere [ 13

14 Vorgang eines sich auffüllenden Netzes zum Schwemmholzrückhalt 3a und b: vertikale Entwicklung des Holzverhaus; 3c: Beginn horizontale Entwicklung des Holzverhaus; 3d: ausgebildeter schwimmender Holzteppich [Denk & Rimböck 2008] 14 14

15 Technische Maßnahmen V-förmige Rechen Bauformen des V-Rechens; links: Öffnung flussabwärts; rechts: Öffnung flussaufwärts [LANGE & BEZZOLA 2006] 15

16 Bemessung Aufstauhöhe = = ² mit: : Aufstau h 0 : Abflusstiefe bei unverlegtem Rechen [m] h 2 : Abflusstiefe bei verlegtem Rechen (Aufstauhöhe) [m] v 1 : Fließgeschwindigkeit bei unverlegtem Rechen [m/s] α: Aufstaufaktor [1,5 2,3] g: Erdbeschleunigung [m/s²] Rechenhöhe + mit: h R : erforderliche Rechenhöhe [m] [nach Lange, Bezzola 2006 und Knauss 1995] 16

17 V-Rechen im Bereich des Hochwasserrückhaltebeckens Wippra [Eiden 2016] 17

18 mehrreihiger Schwemmholzrechen am Lainbach in Bayern [ 18

19 Bemessungsbeispiel Überschlägige Gewässervermessung [Eiden 2016] 19 19

20 Bemessungsbeispiel HQ 100 =11,6 m³/s V= ca. 2,0 m/s h 0 = ca. 1 m : 2 [gewählt] Aufstauhöhe = 2,, = 0,41 Rechenhöhe 1 + 0,41 = 1,

21 Vereinfachte Dimensionierung eines V-Rechens [Eiden 2016] 21 21

22 Technische Maßnahmen Gleichrichter Gleichrichter vor dem Umleitstollen Campo Vallemagia; Fliessrichtung von rechts nach links [Kanton Tessin] 22

23 Vorteile: - Weniger Unterhaltungsaufwand als bei nicht technischen Maßnahmen - Punktuelle Maßnahme gute Kontrollmöglichkeiten - Hohe Funktionssicherheit möglich Nachteile: - Verbau des Gewässerquerschnitts - Beeinträchtigung des Landschaftsbildes - Regelmäßige Räumung erforderlich - Baukosten, Materialkosten - Erreichung der Kapazitätsgrenze möglich 23

24 Nichttechnische Maßnahmen Gewässerunterhaltung Vermeidung des Schwemmholzeintrags durch angepasste Unterhaltung der Ufervegetation und Freihaltung der Fließquerschnitte Kontrolle der Uferbereiche (unsachgemäße Lagerung von Materialien) Räumung von Treibgut 24

25 Abgelagertes Mähgut an einem Gewässer [Eiden 2016] 25 25

26 Vorteile: - Keine Bauwerke nötig - Nachträgliche Anpassung, falls falsche Abschätzung der Schwemmholzmenge, möglich Nachteile: - Kontinuierliche Pflege der Vegetation - Personalkosten - Ständiger Eingriff in die Natur - Anpassung der Unterhaltungsmaßnahmen auf Wetterlage (z.b. Sturm) 26

27 Fazit Technische Maßnahmen sind punktuelle Lösungen an stark verbauten Gewässerabschnitten für den Schutz von Siedlungsgebieten Nichttechnische Maßnahmen reduzieren das Schwemmholzaufkommen im Gewässer Empfehlenswert ist eine Kombination es existieren keine technischen Regelwerke für eine Bemessung von technischen Maßnahmen im Mittelgebirgsbereich Bau von Pilotanlagen Wissenschaftliche Begleitung Langzeitmonitoring 27

28 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. Michael Eiden Uniwasser GmbH Tel.: Schumannstraße 1 Fax: D Kaiserslautern eiden@uniwasser.com