Kreuzungsbauwerke von der Furt bis zur Brücke Grundlagen

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1 Kreuzungsbauwerke von der Furt bis zur Brücke Grundlagen

2 Gliederung Inhalt Allgemeines Durchgängigkeit der Fließgewässer Definitionen DIN Teil 1 Bauformen Anforderungen an Kreuzungsbauwerke Einbauempfehlungen viele Fotobeispiele GESTALTUNG VON KREUZUNGSBAUWERKEN 2

3 Interessenkonflikt Die infrastrukturelle Erschließung der Landschaft für land- und forstwirtschaftliche Nutzung sowie für Freizeit und Erholung ist auch heute noch vorwiegend auf die mit der Nutzung verbundenen Sachzwänge (Maschinenbreite und -länge, Belastung) ausgerichtet. Auch die Kosten spielen wie immer eine gravierende Rolle. Aus Sicht der Wasserwirtschaft und des Naturschutzes spielen bei der Kreuzung dieser Feld- und Waldwege vielmehr deren Wirkungen auf Gewässergüte, Hochwasserabfluss, Landschaftsbild, Biotopverbund etc. die maßgebliche Rolle.

4 Durchgängigkeit von Fließgewässern Der Wiederherstellung der biologischen Durchgängigkeit von Fließgewässern kommt eine herausragende Bedeutung zur Erhaltung und Wiederentwicklung von artenreichen und gewässertypischen Lebensgemeinschaften zu. Das ungehinderte Wandern bachauf- und bachabwärts ist für viele Gewässerorganismen Teil ihres Lebenszyklus. Die ökologischen wie auch die wasserwirtschaftlichen Funktionen vieler kleiner und mittlerer Gewässer werden insbesondere in den Oberläufen durch vielfältige Bauwerke beeinflusst. Die Form und die Dimensionierung von Durchlässen, Verrohrungen, Furten, Brücken u.ä. hat dabei maßgeblichen Einfluss auf die ökologische Durchgängigkeit, aber auch das Geschieberegime und das Rückhaltevermögen bei erhöhten Abflüssen. 4

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6 Durchgängigkeit von Fließgewässern Ausbreitung wirbelloser Fließgewässerorganismen Ein Großteil der Organismen des aquatischen Raumes besiedelt die Gewässersohle (Benthal), also das Sohlsubstrat und den sohlnahen Wasserbereich. Den Hauptbestand unter ihnen stellen Insekten dar (z. B. Libellen, Eintagsfliegen, Köcherfliegen), die als Larven ihr Leben im Wasser verbringen. Weitere typische Besiedler der Gewässersohle sind Muscheln, Schnecken, Krebstiere und Egel. Ein entscheidener Faktor für die benthale Besiedlung ist die Strukturvielfalt der Gewässersohle. Sie bietet den wirbellosen Fließgewässerorganismen (Zoobenthos) neben strömungsarmen Bereichen ein Lückensystem aus Sohlsubstrat und Gehölzwurzeln, das als Schutzraum wirkt. 6

7 Gründe der Wanderungen von Fischen biologische Notwendigkeit und meist fester Bestandteil des Lebenszyklus Ressourcen und Lebensräume optimal ausnutzen Bei strukturarmen Gewässern: Spezielle Ansprüche vieler Fischarten an Lebensraum werden nur jeweils kleinräumig bei großen Entfernungen erfüllt. Folge: längere, häufigere Wanderungen erforderlich 7

8 Gründe der Wanderungen von Fischen und Kleinlebewesen Laichwanderungen Wechsel zwischen Teillebensräumen (z.b. Wanderung der Jungfische zu den Adult-Habitaten) Nahrungssuchverhalten Ausgleich der Besiedelungsdichte Wiederbesiedelung nach Störungen Aufsuchen von Winterquartieren Aufsuchen von Ruhezonen bei hohen Abflüssen Drift (insb. Eier und Brut), Driftkompensation Benthos: kleinräumigere Wanderungen als bei Fischen Insekten: teilweise Kompensationsflug 8

9 Kreuzungsbauwerke DIN Dokumentenart: Norm Ausgabe: Titel (deutsch): Wasserbauwerke - Teil 1: Kreuzungsbauwerke; Durchleitungs- und Mündungsbauwerke Ersatz für: DIN : GESTALTUNG VON KREUZUNGSBAUWERKEN 9

10 Kreuzungsbauwerke werden entsprechend ihrer Zweckbestimmung unterschieden in Durchleitungs- und Mündungsbauwerke GESTALTUNG VON KREUZUNGSBAUWERKEN

11 Durchleitungsbauwerke Durchleitungsbauwerke sind Kreuzungsbauwerke, wie Brücken, Überleitungen, Durchlässe, Verrohrungen und Düker, die bei einer Kreuzung von Gewässern mit anderen Anlagen, wie Verkehrswegen, Wasserläufen und Dämmen notwendig werden. Hierzu zählen auch Furten. 11

12 Brücken Lichte Weite > 2 m Eigene Tragkonstruktion Abflussquerschnitt i.a. nicht weniger als 60% eingeengt Freibord beim Bemessungsabfluss

13 Durchlässe Lichte Weite < 2 m I.d.R. erhebliche Querschnittsverengung (40 60%) freier Wasserspiegel, bei HW häufig eingestaut, meist kein Freibord Mindestdurchmesser DN 400 aus vorgefertigten Rohren (Beton, Steinzeug oder Kunststoff), Spundwänden mit Stahlbetonplatten, am häufigsten jedoch aus Stahlbetonrohren oder gewellten Stahlblechprofilen oder Betonfertigteilen erstellt. Bei Rohrdurchlässen wird meist der Kreisquerschnitt verwendet, da dieser das günstigste Profil aus Sicht der Statik und Hydraulik darstellt. Ökologie Retention

14 Verrohrungen Freier Wasserspiegel Verhältnis Länge zu Höhe > 30 Länge > 50 m min. 1 m Länge > 100m min. 1,20 m Geschiebe- und Treibgutfang Starke Störung der ökologischen Durchgängigkeit

15 Kreuzungsbauwerke nach der RAS - EW Mindestabmessungen von Durchlässen Für den Straßenbau werden folgende Mindestabmessungen empfohlen: Rohrdurchlässe: - unter Wirtschaftswegen DN unter Straßen, Überführungsrampen an Bundesfernstraßen u. ä. DN längere Durchlässe unter Straßen sowie Durchlässe unter Bundesfernstraßen DN 800 Rechteckdurchlässe (Rahmendurchlässe): - begehbare Durchlässe (Regelabmessung) 15

16 Kreuzungsbauwerke nach Blaue Richtlinie (NRW) Kurze Durchlässe: - mind. 1m über Substratschicht (0,2 m) = 1,20 m Mind.Durchmesser Lange Durchlässe (L > 10 m): - lichte Höhe über Substrat wenigstens 1/10 L Sehr lange Durchlässe (L > 30 m): - Durchmesser 3 m Anm.: In Literatur strittig, ob Lichtschächte oder lichtdurchlässige Abdeckungen hilfreich sind. 16

17 Kreuzungsbauwerke nach Fischottererlass (2002; Land Brandenburg) Mindestabmessungen von Kreuzungsbauwerken In Abhängigkeit des naturschutzfachlichen Anforderungsniveaus für fischotter-/bibergerechte Kreuzungsbauwerke 17

18 Gliederung Inhalt 1. Teil Thomas Buch UWB Friedberg Allgemeines Durchgängigkeit der Fließgewässer Definitionen DIN Teil 1 2. Teil Harry Lütkenhaus-Kopp RPAUF Frankfurt Bauformen Anforderungen an Kreuzungsbauwerke Einbauempfehlungen viele Fotobeispiele GESTALTUNG VON KREUZUNGSBAUWERKEN 18

19 Formen von Durchlässen Rohrdurchlass Geschlossener Rahmendurchlass Unten offener Rahmendurchlass Maulprofile z.b. Stahlwellprofil Durchlass mit Halbprofilen 19

20 Formen von Durchlässen 20

21 Grundsätze zur Herstellung von Kreuzungsbauwerken Durchlässe sind so zu gestalten, dass der Eingriff in das Gewässer möglichst gering bleibt. Sie sind daher so zu planen, dass das Gewässer die Straße auf möglichst kurzem Wege kreuzt. Dabei sind hydraulisch nachteilige Verschwenkungen des zu kreuzenden Gewässers nach Möglichkeit zu vermeiden. Im Regelfall ist das Profil für das Mittelwasser ungehindert durchzuführen. Der Durchlass soll eine dem Gewässer hydraulisch und ökologisch entsprechende Sohlausbildung aus gleichartigem Sohlsubstrat der angrenzenden Gewässerabschnitte erhalten. Durchlässe sind grundsätzlich so zu dimensionieren und auszugestalten, dass Tierbewegungen entlang des Gewässerrandes, z. B. durch eine beidseitige Uferrandgestaltung (Trockenberme), möglich bleiben. 21

22 Einbaugrundsätze Eine Erweiterung des Abflussquerschnittes im Bauwerksbereich ist zu vermeiden (Ablagerungsgefahr). Durchlässe sind im Gefälle des Gewässers zu verlegen. Um eine Belegung mit Sohlsubstrat zu ermöglichen, ist die Sohle von Durchlässen mindestens 10 cm (1/10 d) unter die Gewässersohle zu legen. Ein- und Auslauf von Durchlässen sind in geeigneter Weise, z. B. durch Steinschüttungen, zu sichern. Rohrdurchlass gemäß RAS - EW 22

23 Einbau von Rohrdurchlässen Substrat 23

24 Einbau von Rechteckprofilen unterschiedliche Wassertiefe Auflager Lückensystem Sohlsubstrat 24

25 Sohlgestaltung 25

26 Grundsätze zur Herstellung von Rohrdurchlässen Rohrdurchlässe sind prinzipiell als nachteilig bezüglich der Durchgängigkeit für Fische und Wirbellose zu beurteilen. Sie sollten demzufolge vermieden und gegebenenfalls durch Brücken ersetzt werden. 26

27 Grundsätze zur Herstellung von Rohrdurchlässen Sind in Gewässern mit ständiger Wasserführung dennoch Rohrdurchlässe nötig, ist auf die Einhaltung wichtiger Ausführungsgrundsätze zu achten: Der Durchlass sollte möglichst weit gewählt werden (Mindestdurchmesser 800 mm). Das Verhältnis von Breite zu Länge des Rohres sollte bei langen Durchlässen 1:10 nicht unterschreiten. Die Fließgeschwindigkeit nimmt im allgemeinen aufgrund der glatten Rohrwände im Durchlass zu. Abhilfe kann geschaffen werden, indem das Rohr mit einem nur geringen Gefälle verlegt wird. Es ist auf eine durchgehende Substratauflage zu achten, d. h. das Rohr muss cm unter der Gewässersohle liegen.

28 Naturnahe Lösungen Furten

29 Naturnahe Lösungen Spezial Übergang von der Furt zum Steg

30 Stege Sohle und Böschungen werden nicht unterbrochen! Holzsteg passt sich gut ins Landschaftsbild ein!

31 Stege Beton und Metall

32 Auf alten Widerlager aufgelegt

33 Betonfertigplatte Fertigteilplatte, ohne Geländer, überströmbar

34 Einfache Überfahrt Gute Sohlausbildung

35 Betontrog mit hohen Wänden, HW-Abflusshindernis

36 Kastenprofil glatte Betonsohle mit Absturz, keine Durchgängigkeit

37 Einbau eines Kastenprofiles Trogprofil mit Decke GESTALTUNG VON KREUZUNGSBAUWERKEN 37

38 Substrateinbau Einbau eines Kastenprofiles

39 Trogprofil mit Sohlausbildung Deckeneinbau