Beispiele zur Wiederherstellung der linearen Durchgängigkeit durch Unterhaltungsmaßnahmen

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1 Beispiele zur Wiederherstellung der linearen Durchgängigkeit durch Unterhaltungsmaßnahmen Werner Gleim Fotos: Werner Gleim 0

2 Inhaltsverzeichnis 1. Einführung 2. Rechtliche Hinweise 3. Hydraulische Randbedingungen 4. Einbauempfehlungen 5. Umsetzungsbeispiele 1

3 1. Einführung Ein intaktes Fließgewässer - Ökosystem verfügt über vernetzte Lebensräume von seiner Quelle bis zur Mündung. Voraussetzung für eine naturgemäße Gewässerdynamik/-entwicklung und Bildung von naturraumtypischen Gewässerstrukturen ist ein ungestörter Wasser- und Stofftransport. Die meisten gewässertypischen Organismen sind auf abwechslungsreiche und dynamische Lebensräume angewiesen. Auch die Funktionsfähigkeit der Nahrungskette hängt davon ab. 2

4 2. Rechtliche Hinweise Foto: Werner Gleim 3

5 Rechtliche Hinweise zur Gewässerunterhaltung Die Gewässerunterhaltung umfasst nach 39 WHG die Pflege und Entwicklung der Gewässer. Die Gewässerunterhaltung umfasst auch Maßnahmen, die über das dauerhafte sichern und erhalten des Gewässerzustandes (Pflege) hinausgehen. Diese Entwicklungsmaßnahmen müssen nach ihrer Art und ihrem Umfang jedoch unterhalb des Gewässerausbaus liegen. Wesentliche Punkte der Gewässerunterhaltung sind: Erhaltung und Förderung der ökologischen Funktionsfähigkeit der Gewässer insbesondere als Lebensraum von wild lebenden Tieren und Pflanzen. Die Vermeidung der Verschlechterung des ökologischen Zustandes Die Gewässerunterhaltung muss den Anforderungen entsprechen, die im Maßnahmenprogramm gem. 82 WHG für jede Flussgebietseinheit als Bewirtschaftungsziel definiert sind. 4

6 Wasserrechtliche Vorprüfung 5

7 Wasserrechtliche Vorprüfung Viele bauliche Anlagen sind im Zusammenhang mit der Ausübung alter Rechte und Befugnisse hergestellt worden. Bevor der Gewässerunterhaltungspflichtige die Umgestaltung aufgelassener Wehr und Stauanlagen übernimmt, ist die daher die Eigentumsfrage und Unterhaltungspflicht z.b. auf der Grundlage des Wasserbuches zu prüfen. Der Widerruf alter Rechte und Befugnisse im Rahmen des 20 WHG ist in der Regel immer mit einem wasserrechtlichen Verfahren mit der Festlegung von Folgemaßnahmen, wie dem Rückbau der Anlagen verbunden. Ob für die Umsetzung der Folgemaßnahmen ein wasserrechtliches Verfahren erforderlich wird ist im Einzelfall zu prüfen. Die Zulässigkeit der genehmigungsfreien Wiederherstellung der gewässerökologischen Durchgängigkeit von baulichen Anlagen im Rahmen der Unterhaltung ist grundsätzlich unabhängig von der Eigentumsfrage zu betrachten. 5

8 Unterscheidung von Gewässerausbau und Gewässerunterhaltung Gewässerunterhaltung genehmigungspflichtig Gewässerunterhaltung genehmigungsfrei Maßnahmen am Gewässer Herstellen eines Umgehungsgerinnes, z.b. bei einem Wehr oder einem Stillgewässer im Hauptschluss insbesondere wenn Interessen Dritter, z.b. Anlieger, Flächennutzer etc., betroffen sind. Aufstau von Gewässern zur Gewässerbenutzung (Teiche, Wasserkraftanlagen) Herstellen, Beseitigen, wesentliche Umgestaltung von Gewässern. Stauanlagen im Hauptschluss. Deich- und Dammbauten Beseitigung der massiven Ufer- und Sohlsicherung in großem Umfang. Rückbau eines aufgelassenen Wehres, z.b. ehemalige Mühlenwehre oder Anlagen für die Wiesenwässerung; es handelt sich um Anlagen die oft aus Gründen der Gewässerunterhaltung nicht mehr beseitigt werden dürfen. Bei der Beseitigung von Stauanlagen ist zu prüfen, ob die Absenkung des Staus nachteilige Auswirkungen auf anliegende Grundstücke hat (z. B. Setzung von Gebäuden). Umgestaltung von Sohlstufen zur rauen Rampe, sofern es sich um kleinräumige Umgestaltungen und die Herstellung der Durchgängigkeit handelt. Einbringen von Totholz zur Förderung der Eigenentwicklung Einbringen von Störsteinen oder Geschiebedepots zur Unterstützung des Geschiebegleichgewichtes Punktuelle Beseitigung einer massiven Ufersicherung mit einer begleitenden ingenieurbiologischen Sicherung. Entfernung von Sohlschalen etc. Herstellen der Durchgängigkeit an einem aufgelassenen Wehr durch den Bau einer rauen Rampe, z. B. ehemalige Mühlenwehre oder Anlagen für die Wiesenwässerung Ersetzen eines bauwerksbedingten Sohlabsturzes durch eine raue Rampe, z.b. am Auslauf eines Rohres oder Grundschwelle, sofern es sich um eine kleinräumige Umgestaltung und die Herstellung der Durchgängigkeit handelt. Beseitigung und Umgestaltung von Bauwerken die der Ausübung alter Rechte und Befugnisse dienten, deren Ausübung widerrufen wurde 6

9 Unterscheidung von Gewässerausbau und Gewässerunterhaltung 7

10 Unterscheidung von Gewässerausbau und Gewässerunterhaltung Umgestaltung von Sohlenabstürzen zur rauen Rampe, sofern es sich um kleinräumige Umgestaltungen zur Herstellung der Durchgängigkeit handelt. Einbringen von Totholz zur Förderung der Eigenentwicklung Einbringen von Störsteinen oder Geschiebedepots zur Unterstützung des Geschiebegleichgewichtes Punktuelle Beseitigung einer massiven Ufersicherung mit einer, falls erforderlich, begleitenden ingenieurbiologischen Sicherung. Herstellen der Durchgängigkeit an einem aufgelassenen Wehr und Bauwerken die der Ausübung alter Rechte und Befugnisse dienten, deren Ausübung widerrufen wurde. Sobald die Rechte Dritter betroffen werden Erfordernis eines wasserrechtlichen Verfahren prüfen 7

11 Instrumente zur Maßnahmenfestlegung Eine besondere Plattform für die Festlegung von Maßnahmen zur Wiederherstellung der gewässerökologischen Durchgängigkeit sind die Maßnahmenpläne zur Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie. Im Rahmen von Gewässerschauen, in die alle mit dem Gewässerschutz befassten Träger öffentlicher Belange einbezogen werden sollten, können vor Ort Maßnahmen besprochen und deren Einordnung in genehmigungsfreie oder zulassungsbedürftige Vorhaben festgelegt werden. 8

12 Instrumente zur Maßnahmenfestlegung Ziel und Ablauf einer Gewässerschau: Beratung Akzeptanzschaffung Konkretisierung des Maßnahmenplanes Vor Ort Abstimmung mit den Trägern öffentlicher Belange und Mitglieder der Schaukommission Restriktionsanalyse Wo sind Zwangspunkte? Abstimmung über genehmigungspflichtige/genehmigungsfreie Maßnahmen Empfehlungen an den Unterhaltungspflichtigen Beratungsempfehlung zur Finanzierung der Vorhaben auf der Grundlage der jeweils landesrechtlichen Vorgaben 9

13 Umgestaltung von Wanderhindernissen Aufgelassenes Mühlenwehr an dem Kleebach. Der Wehrrücken wurde im Laufe der Zeit durch rückschreitende Sohlerosion zerstört. Die im Zuge der Gewässerunterhaltung hergestellte raue Rampe wurde wegen unsachgemäßer Herstellung und fehlender Nachbettsicherung ebenfalls zerstört. Fotos: Werner Gleim 10

14 Beispiele von nicht mehr benötigten Stauanlagen Aufgelassene Bewässerungsanlagen Die Staubohlen wurden im Gewässer belassen. Dadurch ist ein senkrechter Absturz entstanden. Wehr einer ehemaligen Getreidemühle. Die Fischaufstiegshilfe ist nicht funktionsfähig. Fotos: Werner Gleim 11

15 Umgestaltung von Wanderhindernissen Oberhalb der Staustelle hat das Gewässerbett eine geringe Einschnitttiefe. Unterhalb der Anlage tritt verstärkt Sohlerosion auf. Eine vollständige Beseitigung würde zu einer Rückschreitenden Sohlerosion mit erheblichen negativen Auswirkungen auf den Wasserhaushalt der Talaue führen. Fotos: Werner Gleim 12

16 Umgestaltung von Wiesenbewässerungsanlagen Verfallene Stauanlagen zur Wiesenbewässerung. Die Rechte sind erloschen. Es ist im Einzellfall zu prüfen, ob eine vollständige Beseitigung aus morphologischer Sicht sinnvoll ist. In der Regel ist der Umbau zu einer rauen Rampe die günstigste Lösung. Fotos: Werner Gleim 13

17 Einmündung von Nebenzuflüssen Durch den Ausbau wurde bei vielen Gewässern die Sohlenlage verändert. Das hat oftmals dazu geführt, dass die Einmündung der Nebenzuflüsse einen Sohlabsturz aufweisen. Durch die Umgestaltung in eine raue Rampe im Rahmen der Gewässerunterhaltung ist die Durchgängigkeit mit einfachen Mitteln wieder herstellbar. Fotos: Werner Gleim 14

18 Illegale Einbauten in das Gewässer In vielen Bächen wurden durch Anlieger Einbauten vorgenommen z.b. für die Wasserentnahme zur Gartenbewässerung oder wie im Bild dargestellt ein Palette, die als Geschiebefang funktioniert, um die Geschiebeablagerung in dem anschließenden Straßendurchlass zu verringern. Die Beseitigung solche Anlagen kann von der Aufsichtsbehörde angeordnet werden oder wenn kein Verursacher zu ermitteln ist im Rahmen der Unterhaltung vorgenommen werden. Fotos: Werner Gleim 15

19 Natürliche Wanderhindernisse Besonders in kleinen Gewässern entstehen durch Totholzansammlung temporär ein kleinere Aufstaue. Durch die lückenhaften Aufbau wird die Wanderung von Fischen nicht wesentlich behindert. Fotos: Werner Gleim 16

20 3. Hydraulische Randbedingungen Foto: Werner Gleim 17

21 Abflussvorgänge an einer rauen Rampe Beschleunigung Normal abfluss Verzögerung Beschleunigung Verzögerung Deckwalze Nachbettsicherung Bei relativ geringen Abflüssen erfolgt die Energieumwandlung weitgehend auf der Rampe, wenn die Rampe für die Entwicklung des schießenden Normalabflusses ausreichend lang ist. Ein zweifacher Fließwechsel stellt sich ein - die Rampe ist hydraulisch wirksam Wenn der Abfluss steigt, nimmt der Einstaueinfluss von UW zu und die hydraulische Wirksamkeit ab, da sich auf der Rampe kein Normalabfluss bilden kann und somit der beschleunigte direkt in den verzögerten Abfluss übergeht. Es entsteht eine Deckwalze am Rampenfuß - die Rampe ist noch hydraulisch wirksam Graphik: verändert nach R.-J. Gebler 18

22 Unterscheidung Gleite - Rampe Länge der Gefällestrecke Neigung > 1: 15 Gleite Länge der Gefällestrecke Neigung < 1: 15 Rampe Nachbettsicherung zwingend notwendig Graphik: Werner Gleim 19

23 4. Ausführungsempfehlungen 20

24 Umbau eines Sohlenabsturzes/ Wehr in eine Sohlengleite Sohlenabsturz Draufsicht Bestand Graphik: Werner Gleim 21

25 Umbau eines Sohlenabsturzes/ Wehr in eine Sohlengleite Sohlenabsturz Längsschnitt Bestand Tosbecken Gegenschwelle Stützschwelle Graphik: Werner Gleim 22

26 Umbau eines Sohlenabsturzes/ Wehr in eine Sohlengleite Sohlenabsturz Nach Umbau zur Sohlengleite Verlängerung in das Unterwasser Steinschüttung je nach Schleppspannung mit Beton verklammert Sohlenschwelle als Gegenschwelle Eventuell Einbau einer Krallmatte mit Filtervlies zur Filterstabilisierung Mineralgemisch 0 45 mm Graphik: Werner Gleim 23

27 Umbau eines Sohlenabsturzes/ Wehr in eine Sohlengleite Sohlenabsturz Nach Umbau zur Sohlengleite Verlängerung in das Oberwasser Gegenschwelle Teilabriss des Stützkörpers Eventuell Einbau einer Krallmatte mit Filtervlies zur Filterstabilisierung Mineralgemisch 0 45 mm Graphik: Werner Gleim 24

28 Umbau eines Sohlenabsturzes mit Totholz Sohlenabsturz Längsschnitt Nachbettsicherung Sicherung der Stämme mit verzinkten Draht und Holzpfählen oder Eisenstangen Auffüllen der Hohlräume mit steinigem Material (z.b. Mineralgemisch) Graphik: Werner Gleim 25

29 Raue Rampe oder Sohlengleite evtl. Störsteine oder Riegelbauweise Deckwerk der Schüttsteingleite aus Wasserbausteinen nach DIN EN /2 LMB 5/40 bis 40/200 und Einzelsteinen > 800 kg Stärke der Steinschüttung ca. 30 bis 50 cm Filterschicht mineralisch oder künstlich z.b. Geovlies Nachbettsicherung und zusätzliche Sicherung mit einer Pfahlreihe Anstehendes Erdreich Graphik: Werner Gleim 26

30 Querschnitt einer rauen Rampe Filterschicht NW MW Anstehender Untergrund Steinschüttung bis 0,50 m über das Niveau des mittleren Abflusses. Einsaat der anschließenden Flächen und Anpflanzung von standortgemäßen Gehölzen. Filterschicht: Um das Ausspülen der Erdschichten unter den Steinschichten zu verhindern und die Lage der einzelnen Steine dauerhaft zu sichern, ist eine Filterschicht notwendig. Diese kann aus natürlichen oder künstlichen Materialien bestehen. Bei den künstlichen Materialien wie Geotextilen bzw. Geweben hat sich Vlies (ab 250 g/m²) als Filterschicht in der Praxis bewährt. Störsteine: Einzelne große Steine, die die Strömung stören, können bewirken, dass die Strömungsgeschwindigkeiten gemindert werden. Hinter den Steinen bildet sich ein kleiner Strömungsschatten, hier bilden sich Ruhezonen. Quelle: BUND, Sohlgleiten in Fließgewässern Möglichkeiten und Beispiele für Schleswig-Holstein, Graphik: Werner Gleim 27

31 Hydromechanische Randbedingungen bei Sohlenbauwerken Fehlende Nachbettsicherung Nicht ausreichend stabiler Aufbau des Deckwerkes Standsicherheitsnachweis nach DVWK-Merkblatt 232 Fotos: Werner Gleim 28

32 5. Beispiele 29

33 Beispiel Umbau einer nicht mehr benötigten Stauanlage Ehemalige Verlauf des Mühlgrabens der Universitätsmühle in Großen - Linden Alte Wehranlage der Universitätsmühle Fotos: Werner Gleim 30

34 Beispiel zur Umgestaltung einer aufgelassenen Wehranlage Der obere Teil der Wehranlage wurde abgetragen und eine Sohlengleite mit einer Neigung von 1: 20 hergestellt. Fotos: Werner Gleim 31

35 Beispiel Umbau einer nicht mehr benötigten Stauanlage Nach einem Hochwasser wurde die Sohlengleite, wegen fehlender Nachbettsicherung und einem nicht ausreichend stabilen Aufbau des Deckwerkes, zerstört. Für die zu erbringenden Standsicherheitsnach weise wird daher auf das DVWK-Merkblatt 232 verwiesen. Fotos: Werner Gleim 32

36 Beispiel Umbau einer nicht mehr benötigten Stauanlage Im zweiten Versuch wurde die noch bestehende Restschwelle noch weiter abgesenkt mit dem Erfolg, dass im Oberwasser eine Tiefenerosion eintrat Fotos: Werner Gleim 33

37 Aktive Sohlanhebung an einem Gewässer III. Ordnung Aktive Sohlenanhebung im Anschluss an ein Dämpfungsbecken im Rahmen der Gewässerunterhaltung am Michelbach. Fotos: Gleim und Bromm 34

38 Beispiel Durchlässe Holzsegmente aufgedübelt Zwischenräume Sohlensubstrat aufgefüllt Gewässersohle auf gedübelten Steinquadern. Es entsteht der Effekt eines Mäanderpasses mit reduzierter Fließgeschwindigkeit und höherem Wasserstand. Fotos: Werner Gleim und Günther Schmidt 35

39 Umgestaltung eines Gewässerpegels Pegel Helsa an der Losse: Am Ende der Messstrecke ist ein Absturz zur besseren Durchführung von Abflussmessungen vorhanden. Dieser verhindert die Durchgängigkeit bei Mittel und Niedrigwasser. Nach der Herstellung einer rauen Rampe im Rahmen der Gewässerunterhaltung wurde die Durchgängigkeit, bei gleichzeitiger Sicherstellung der Abflussvorgänge im Messgerinne, hergestellt. Fotos: RP Kassel Abteilung Umweltund Arbeitsschutz 36

40 Beseitigung eines Sohlenabsturzes Beseitigung von Sohlenabstürzen in der Ferndorf im Stadtgebiet Kreuztal im Rahmen der Gewässerunterhaltung. Wegen der felsigen Sohle konnte der Absturz ohne weitere Sicherungsmaßnahmen entfernt werden. Fotos: Ulrich Krumm 37

41 Umbau von Sohlenschwellen in der Elz in der Gemeinde Tenningen zu einer Sohlengleite An dem begradigten und stark ausgebauten G. I. O. wurde zur Sohlenfixierung und zur Gefällereduzierung in regelmäßigen Abständen Sohlenschwellen eingebaut. Diese verhinderten vor allem bei Niedrigwasser die Durchgängigkeit des Gewässers. Die Sohlenschwellen wurden zur Verbesserung der Stabilität in Bogenform entgegen der Fließrichtung ausgerichtet. Im Unterwasser werden die Schwellensteine durch eine dichte Packlage aus Flussbausteinen, die in die Gewässersohle eingebunden sind, gesichert. Fotos: Bernd Walser 38

42 Rückbau von fünf kleineren Sohlenschwellen an Gewässern III. Ordnung in der VG Simmern Zur Besserung Nutzung der Aue wurde das Gewässer im Unterlauf zu Beginn des 19. Jahrhunderts an den Talrand verlegt und stellenweise befestigt. In diesem Zusammenhang wurden mehrere Sohlenschwellen aus standorttypischem Gestein eingebaut. Diese waren nicht für Gewässerorganismen durchgängig. Durch die jetzige extensive Wiesennutzung ist der Erhalt des ausgebauten Zustandes nicht mehr erforderlich. Durch den Rückbau der Sohlenschwellen kann sich wieder ein natürliches Strömungsbild mit natürlichen Gewässerstrukturen einstellen. Fotos: Thomas Müllen 39

43 Umbau von Sohlenabstürzen an der Ammer, Stadt Tübingen Zwei betonierte Sohlenabstürze mit Tosbecken sowie begleitende Betonwangen wurden durch eine klassische Schüttsteinrampe mit Neigung 1:20 ersetzt und somit durchgängig gestaltet. Sohl- und Böschungsbefestigungen wurden entfernt. Tosbeckenwangen wurden bis auf 2,0 m über Sohlenniveau abgebrochen. Das vorhandene Tosbecken blieb erhalten. Aufgrund gekrümmter Querschnittsausbildung, kann sich NW- Abfluss in der Mitte konzentrieren. Baukosten: bzw Fotos: Jörg Haferkorn 40

44 Sprengung eines Sohlenabsturzes am Erlenbach, Bad Vilbel Zur Wiederherstellung der linearen Durchgängigkeit und zur Förderung der lokalen Fischarten war der Umbau der Schwelle in eine raue Rampe erforderlich. Mit Geräten war der Erlenbach im Bereich der Schwelle schlecht zugänglich. Daher entschied sich die unterhaltungspflichtige Stadt Bad Vilbel das nicht mehr erforderliche Querbauwerk mit einer Teilsprengung der Anlage die Durchgängigkeit wieder herzustellen. Das Umweltamt der Stadt Bad Vilbel hat das Sprengkommando des THW Hessen mit der Planung zur Sprengung der Schwelle beauftragt. Die zuständige Wasser- und Naturschutzbehörden sowie den Fischereiberechtigten waren frühzeitig in die Planung eingebunden. Durch die Sprengung des Wehrkörpers ist das Querbauwerk für auf- und abwandernde Fische wieder passierbar. Die seitlichen Flanken der Anlage waren nur oberflächlich aufgebrochen. Im Rahmen einer Nachsprengung wurden auch diese Barrieren beseitigt und die verbliebenen Betonteile durch das Hochwasser verdriftet. Fotos: Gottfried Lehr 41

45 Umgestaltung von kleinen Sohlenabstürzen im Rammbach Die Sohle des Rammbaches oberhalb einer Teichanlage war auf Laufstrecke von 30 m durch drei Betonschwellen stabilisiert worden. Vereinzelt kam es zu Unterund Umspülungen der Schwellen, sodass Sanierungsmaßnahmen unerlässlich wurden. Die gewässerökologische Durchgängigkeit war nicht mehr gegeben. Durch die Untere Naturschutzbehörde wurde die erforderliche naturschutzfachliche Genehmigung erteilt. Die Fischerei wurde beteiligt. Im Rahmen einer wasserwirtschaftlichen Fachveranstaltung wurde die Arbeitsweise eines Schreitbaggers vorgeführt und die vorhandenen Schwellen beseitigt. Zur Sohlstabilität, wurde mit Wasserbausteinen eine raue Rampe hergestellt. Die Umsetzung hat gezeigt, dass durch den Einsatz von geeigneten Geräten eine umweltschonende Realisierung von Maßnahmen zur Herstellung der Durchgängigkeit realisierbar ist. Fotos: Thomas Paulus 42

46 Umgestaltung eines Gewässerentnahme an der Urff Für die Einspeisung einer Teichanlage wurde ein Entnahmebauwerk an der Urff errichtet. Die ursprünglich dort vorhandene Sohlenschwelle mit einer geplanten Höhe von 16 cm wurde im Laufe der Jahre auf ca. 60 cm erhöht um die Einspeisung zur Teichanlage sicher zu stellen Mit dem unterhaltungspflichtigen Wasserverband wurde entschieden, den Absturz in eine raue Rampe umzubauen. Die Naturschutzbehörde sowie die Gemeinde und der Fischereiberechtigte wurden schon frühzeitig in die Planung eingebunden Die Bauweise der rauen Rampe hat sich bewährt und trotz mehrer Hochwasser ist der Aufbau der Rampe stabil und ökologisch durchgängig geblieben. Fotos: Werner Gleim 43

47 Umgestaltung eines Sohlenabsturzes am Laubusbach im Rahmen der Gewässer- Nachbarschaftsveranstaltung 44

48 Maßnahme Laubusbach 45

49 Maßnahme Laubusbach Fotos: Werner Gleim 46

50 Maßnahme Laubusbach Fotos: Werner Gleim 47

51 Maßnahme Laubusbach Fotos: Werner Gleim 48

52 Maßnahme Laubusbach Umsetzung im Rahmen einer Nachbarschaftsveranstaltung Fotos: Thomas Paulus 49

53 Beseitigung eines ehem. Bewässerungswehres am Kerkerbach im LK Limburg - Weilburg Wiederherstellung der linearen Durchgängigkeit des Kerkerbaches auf einer Strecke von 2 Kilometern durch Sprengung eines Wehres. Kosten: ca Beteiligte: Unteren Wasserbehörde des Landkreises Limburg-Weilburg Stadt Runkel Pyrotechnikgruppe des Main-Taunus-Kreises ehrenamtlichen Helfern des THW, Malteser Hilfsdienstes und der Freiwilligen Feuerwehr, Fotos: Frank Zell und Sarah Storch 50

54 Viel Erfolg bei der Umgestaltung von Wanderhindernissen. Foto: Jörg Schneider 51