DE102008037712A1 - Vorrichtung für den Hochwasser- und Küstenschutz - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) für den Hochwasser- und Küstenschutz mit einer oder mehreren elastischen Platten (2) sowie Befestigungsmitteln (3) zur Fixierung der Platten an zu schützenden Stellen. Um einen Abtrag von Sand aufgrund des äolischen Transports zu verhindern oder zu vermindern, wird vorgeschlagen, dass die elastischen Platten (2) an ihrer Oberseite eine Halteschicht (70) r anderes Bodenmaterial (37) festzuhalten.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Hochwasser- und Küstenschutz nach der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2008 020 261.4 .
  • Derartige Vorrichtungen werden beispielsweise zum Schutz von Küsten, Inseln, Bauwerken am Meer, Kanälen, Häfen und Gewässeruntergründen verwendet. Ihre wesentliche Aufgabe besteht darin, wasserseitig einen dauerhaften Schutz gegen die Wirkungen von Seegang, Sturmfluten, Wellen, Strömungen und Gezeiten zu gewährleisten. Nach dem Stand der Technik bekannte Vorrichtungen sind Dünen, Deiche, Deckwerke, Wellenbrecher, Buhnen, Lahnungen, Sperr- und Leitwerke. Nachteil an diesen Vorrichtungen ist, dass sie durch die einwirkenden Strömungen und Kräfte ständigen Zerstörungen ausgesetzt sind, die aufwendige Reparaturarbeiten notwendig machen. Man wendet deshalb zusätzlich Sandvorspülungsverfahren an, damit Wellen in einem möglichst flachen Winkel auf die Landfläche auflaufen. Diese Verfahren sind jedoch mit hohen Kosten verbunden, weil der Sand immer wieder vom Wasser abgetragen wird und deshalb ständig neu vorgespült werden muss.
  • Aufgabe der in der Hauptanmeldung 10 2008 020 261.4 beschriebenen Erfindung ist es, eine haltbare und kostengünstige Vorrichtung zu schaffen, die einen wirksamen Schutz bietet.
  • Diese Aufgabe wird in der Hauptanmeldung dadurch gelöst, dass die Vorrichtung für den Hochwasser- und Küstenschutz eine oder mehrere elastische Platten sowie Befestigungsmittel zur Fixierung der Platten an den zu schützenden Stellen aufweist. Die Rückseite der Platten dient dabei als Auflagefläche für den Boden und die Vorderseite der Platten dient als Auflauffläche für Wasser oder Wellen. Die Platten werden mittels Befestigungsmitteln an den zu schützenden Stellen fixiert. Dies kann beispielsweise eine dem Wasser zugewandte Seite eines Deiches, einer Düne oder die Abbruchkante einer Küste sein. In einer bevorzugten Ausführungsform sind als Befestigungsmittel Erdschrauben oder Erdspieße vorgesehen, mittels derer die Platten im Boden verankert werden. Die Erdschrauben oder Erdspieße drücken dabei mit ihrem Kopf auf die Vorderseite der Platten und halten sie auf diese Weise fest.
  • In dieser Zusatzanmeldung wird eine weitere bevorzugte Ausführungsform vorgeschlagen, bei der die elastischen Platten an ihrer Vorderseite eine Halteschicht mit Vertiefungen aufweisen, um Sand oder anderes Bodenmaterial festzuhalten. Hierdurch wird der Abtrag von Sand aufgrund des äolischen Transports verhindert oder vermindert.
  • Die Halteschicht und die elastischen Platten weisen durchgängige Wasserablauföffnungen auf. Hierdurch sammelt sich bei einer Flut oberhalb der elastischen Platten kein Wasser an, sondern dieses läuft durch die Platten hindurch in den Boden ab. Hierdurch wird vermieden, dass das Wasser mit Sand eine flüssige Suspension bildet, die dann leicht fortgespült werden könnte. Der Sand bleibt dadurch oberhalb der elastischen Platten liegen und dient als zusätzlicher Schutz.
  • An der Unterseite der elastischen Platten ist zusätzlich eine Vliesstoffschicht vorgesehen. Dieses wirkt als Filter, der wasserdurchlässig ist, aber den Sand zurückhält. Hierdurch wird beim Durchlauf von Wasser durch die Wasserablauföffnungen vermieden, dass Sand migespült wird. Als Material kommt Polyester wie beispielsweise PET, PTFE oder ein anderes Material mit Filtereigenschaften in Frage.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die elastischen Platten eine eingelegte Stahlarmierung auf, insbesondere Stahlstäbe, Stahldrähte oder Stahlseile. Hierdurch können die Platten größere Druck- und Zugkräfte aufnehmen und sind auch begehbar und befahrbar.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung an ihren der Wasserseite zugewandten und/oder ihren seitlichen Endbereichen mit Gewichtselementen, vorzugsweise aus Beton, verbunden, um die elastischen Platten nach unten zu ziehen. Dadurch bildet sich eine besonders günstige hydrodynamische Form aus, die als Auflauffläche für Wellen dient. Die Kraft der Wellen wird so aufgenommen und nach oben geführt. Sollte der Boden unterhalb des Gewichtselementes wegsacken oder unterspült werden, dann bewegt sich das Gewichtselement zusammen mit der Platte nach unten, wodurch die Schutzwirkung wieder hergestellt wird.
  • Durch diese Merkmale ist es überraschenderweise möglich, auf Sandvorspülungen teilweise oder vollständig zu verzichten und dennoch eine gleichwertige oder bessere Schutzwirkung zu erzielen, da Strände ohne Sandvorspülung mit der Schutzvorrichtung erheblich flacher verlaufen können als die teilweise sehr steil verlaufenden, vorgespülten Strände. Es ist dem Fachmann nämlich bekannt, dass flache Strände bei Sturmfluteinwirkung erheblich weniger oder gar keine Sandverluste zu verzeichnen haben, weil sie den Wellen weniger Angriffsmöglichkeiten bieten. Die Erfindung hat deshalb die Vorteile, dass sie einerseits einen effektiveren Schutz bietet als die herkömmlichen Sandvorspülungen und sie anderseits viel kostengünstiger ist, da die erheblichen Kosten für Sandvorspülungen entfallen oder zumindest reduziert werden können.
  • Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Zeichnung beispielhaft beschrieben, wobei weitere vorteilhafte Einzelheiten den Figuren der Zeichnung zu entnehmen sind.
  • Funktionsmäßig gleiche Teile sind dabei mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer dreischichtigen elastischen Platte;
  • 2a eine Gesamtansicht einer Vorrichtung mit dreischichtigen elastischen Platten nach 1 im Vertikalschnitt;
  • 2b eine Detailansicht A nach 2a im Vertikalschnitt; und
  • 3 eine Gesamtansicht einer Vorrichtung mit einem Betongewicht im Vertikalschnitt.
  • 1 zeigt eine elastische Platte 75, die für den Hochwasser- und Küstenschutz verwendet wird. Mehrere derartige, miteinander verbundene Platten 75 werden zur Befestigung auf durch Hochwasser gefährdeten Sandboden im Ufer- oder Küstenbereich gelegt und dann mit Sand bedeckt.
  • Die elastische Platte 75 ist als Verbundplatte aus drei Schichten aufgebaut. Die oberste Halteschicht 70 besteht aus Gummi und ist gelb oder sandfarben eingefärbt. Sie ist dadurch farblich der Umgebung angepasst. Die Platte 75 weist zahlreiche kleinere, kreisförmige Vertiefungen 71 auf. Die Vertiefungen 71 können Sand oder anderes Bodenmaterial (nicht gezeigt) aufnehmen und so festhalten. Hierdurch wird der Abtrag von Sand aufgrund des äolischen Transports verhindert oder vermindert. Als Mittelschicht 74 ist eine elastische Gummiplatte mit eingelegten (nicht dargestellten) Stahldrähten vorgesehen. Hierdurch können die Platten 75 große Druck- und Zugkräfte aufnehmen. Die Halteschicht 70 und die Mittelschicht 74 weisen durchgängige Wasserablauföffnungen 72 auf. An der Unterseite 17 der mittleren Schicht 74 ist zusätzlich eine Vliesstoffschicht 63 aus Polyester vorgesehen. Dieses wirkt als wasserdurchlässiger Filter. Während Wasser durch die Wasserablauföffnungen 72 ungehindert fließen kann, wird mitgespülter Sand von der Vliesstoffschicht 63 zurückgehalten.
  • Mischt man Sand mit wenig Wasser, dann bildet sich zunächst ein sehr zähes und rigides Gemisch. Erhöht man den Wasseranteil, kommt es zu einem Phasensprung und es bildet sich eine flüssige Suspension mit niedriger Viskosität aus. Die Suspension wird dann leicht weggespült und kann keine Schutzfunktion an einer gefährdeten Küste erfüllen. Durch die Filterfunktion der dreischichtigen Platte 75 läuft das Wasser durch die Schichten 70, 74 hindurch in den Boden ab wird so vom Sand abgetrennt. Die Bildung einer niedrigviskosen Suspension wird so vermieden. Hierdurch erfolgt eine weitere Schutzfunktion der Vorrichtung 1, indem der Sandabtrag verringert wird.
  • Die beschriebenen elastische Platten 75 können als Bestandteil der Vorrichtung 1 durch Vulkanisierung, Verklebung oder mittels Verbindungselementen (nicht gezeigt) miteinander verbunden sein. Es ist dabei auch möglich, einschichtige Platten 2 mit mehrschichtigen Platten 75 zu kombinieren (siehe 3) oder die Platten 75 für andere Schutzvorrichtungen einzusetzen.
  • 2a zeigt eine Gesamtansicht einer Vorrichtung 1 mit einschichtigen elastischen Platten 2 und dreischichtigen elastischen Platten 75 nach 1 im Vertikalschnitt. Die Platten 2, 75 sind mittels (nicht gezeigten) Verbindungselementen wasserdicht miteinander verbunden. Die Vorrichtung 1 ist vollständig von aufgespültem Sand 19 bedeckt. Sie weist eine oder mehrere elastische Platten 2, 75 aus Kautschuk bzw. Hartgummi auf, welche miteinander verbunden und mittels Erdschrauben 3 im Boden 37 verankert sind. Die Bodenoberfläche 12 befindet sich teilweise unter der Wasseroberfläche 10, teilweise darüber. Hinter dem Wasser ist eine sanddünenartige Formation dargestellt, deren Böschungsneigung 12 steil ansteigt und schließlich eine Kante 13 erreicht. Bei Hochwasser oder einer Sturmflut kann der Wasserspiegel 10 ansteigen und den mit der Ziffer 11 bezeichneten Stand erreichen.
  • Im Bereich der Böschung weisen die elastischen Platten 2 eine große Neigung zur Horizontalen auf. In diesem Bereich sind sie einschichtig ausgebildet, d. h. in diesem Bereich ist die Vorrichtung 1 sowohl sand- als auch wasserundurchlässig. Im Bereich des aufgespülten Sandes 19 liegen dreischichtige elastische Platten 75. Diese weisen eine nur geringe Neigung auf und sind nahezu horizontal in der Sandaufspülung 19 angeordnet. Die Platten 75 sind durch die durchgehenden Wasserablauföffnungen 72 für Wasser durchlässig, während Sand von der unteren Schicht aus Vliesstoff 63 zurückgehalten wird. In diesem Bereich ist die Vorrichtung 1 also wasserdurchlässig aber sandundurchlässig.
  • Der Vliesstoff 63 weist ebenfalls eine hohe mechanische Belastbarkeit, insbesondere Zugfestigkeit auf. Da auch die beiden anderen Schichten 70, 74 der elastischen Platten 75 eine sehr hohe mechanische Belastbarkeit aufweisen, ist die Vorrichtung 1 sowohl begehbar als auch befahrbar.
  • 2b zeigt eine Detailansicht A der elastischen Platte 75 nach 2a im Vertikalschnitt.
  • 3 zeigt eine Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung mit einem Betongewicht im Vertikalschnitt. Es der Verlauf der Bodenoberfläche 12 und der Wasseroberfläche 10 einer Sanddünenformation dargestellt, wie sie sich nach einer Sturmflut zeigt. Die Bodenoberfläche 12 befindet sich teilweise unter der Wasseroberfläche 10, teilweise darüber. Die Vorrichtung 1 mit den elastischen Platten 2, 75 liegt zum Teil direkt auf der Bodenoberfläche 12 auf. In den der Wasserseite 10 zugewandten Endbereichen sowie den seitlichen Endbereichen (nicht gezeigt) der Vorrichtung 1 ist an den entsprechenden elastischen Platten 75 als Gewicht ein Betonelement 73 befestigt. Das Betonelement 73 zieht die elastischen Platten 75 nach unten, die dadurch tiefer im Boden 37 liegen als die Platten zur Landseite hin. Hierdurch ergibt sich ein im Vertikalschnitt nach unten gekrümmter Verlauf der Platten 75, die eine besonders günstige hydrodynamische Form ausbilden, welche als Auflauffläche für Wellen dient. Die Kraft der Wellen wird so aufgenommen und nach oben geführt. Die Wahrscheinlichkeit einer Unterspülung der Vorrichtung 1 wird dadurch geringer.
  • Sollte die Bodenoberfläche 12 durch eine Sturmfluteinwirkung doch die Unterkante des Betonelements 73 erreichen und dieses unterspülen, so wird sich das Betonelement 73 nach unten bewegen und dabei die elastischen Platten 75 mit sich in Richtung Boden 73 ziehen. Dadurch wird der Schutz bis zu dem dann tiefer liegenden Meeresboden 12 wiederhergestellt.
  • 1
    Schutzvorrichtung
    2
    Elastische Platten
    3
    Erdspieß
    10
    Wasseroberfläche
    11
    Hochwasseroberfläche
    12
    Bodenoberfläche
    13
    Kante
    17
    Unterseite
    19
    Sandaufspülung
    37
    Boden
    63
    Vliesstoff
    70
    Halteschicht
    71
    Vertiefungen
    72
    Wasserablauföffnungen
    73
    Betonelement
    74
    Mittlere Schicht
    75
    Dreischichtige Platte
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102008020261 [0001, 0003]

Claims (5)

  1. Vorrichtung für den Hochwasser- und Küstenschutz nach der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2008 020 261.4 , mit einer oder mehreren elastischen Platten (2) sowie Befestigungsmitteln (3) zur Fixierung der Platten an zu schützenden Stellen, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Platten (2) an ihrer Oberseite eine Halteschicht (70) mit Vertiefungen (71) aufweisen, um Sand (19) oder anderes Bodenmaterial (37) festzuhalten.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Platten (2) mit der Halteschicht (70) durchgängige Wasserablauföffnungen (72) aufweisen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite (17) der elastischen Platten (2) eine Vliesstoffschicht (63) vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung für den Hochwasser- und Küstenschutz nach der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2008 020 261.4 , mit einer oder mehreren elastischen Platten (2) sowie Befestigungsmitteln (3) zur Fixierung der Platten an den zu schützenden Stellen (12), dadurch gekennzeichnet, dass die elastischen Platten (2) eine eingelegte Stahlarmierung aufweisen, insbesondere Stahlstäbe, Stahldrähte oder Stahlseile.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) an ihren der Wasserseite zugewandten und/oder ihren seitlichen Endbereichen mit Gewichtselementen (73), vorzugsweise aus Beton, verbunden ist, um die elastischen Platten (2) nach unten zu ziehen.
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