-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum aktiven Überschwemmungsschutz gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 10.
-
Für den Hochwasserschutz ist die Installation unterschiedlicher Einrichtungen bekannt. Gemäß
DE 16 34 144 wird ein Einlaufwerk zur Wasserregulierung vorgesehen, wobei der Durchfluss des Wassers mittels eines in der Einflussöffnung angeordneten Schiebers abgesperrt werden kann. Dabei ist oben auf dem Hohlkörper ein Fangkorb für Schwimmgüter angeordnet. Bei einem Vorschlag gemäß
DE 26 29 194 ist eine Anordnung zum Schutz gegen Hochwasser für Meeresbuchten oder Flussmündungen vorgesehen, wobei im Bereich der Bucht oder Mündung ein ständig offen zu haltender Kanal vorgesehen ist, der als Teil eines Dammes für Schiffsdurchfahrten geöffnet bleiben kann. Bei einem Verfahren zur Leitung strömenden Hochwassers gemäß
DE 196 06 642 A1 ist ein System aufgebaut, bei dem im Bereich von verzweigten Flussbetten jeweilige Schwimmkörper angeordnet werden. Ein Konzept gemäß
DE 195 13 817 A1 schlägt ein Pumpspeicherwerk vor, in dem die Wassermassen in einem Speicherbecken aufgenommen werden. Ein System gemäß
DE 198 06 250 A1 ist darauf gerichtet, dass jeweilige Wassermassen in ein Flussbett zurückgestaut werden und dabei die Anwendung von Schwimmkörpern als Strömungswiderstand genutzt wird.
-
Bei einem Hochwasserschutzsystem gemäß
DE 202 04 097 U1 ist eine schwenkbare Schutzplatte vorgesehen, so dass eine Schutzwand im Bereich eines Kanalelementes aufgebaut werden kann. Bei einem Hochwasserschutz-Behälter gemäß
DE 203 00 519 U1 ist ein System vorgesehen, bei dem der sich mit Wasser füllende Behälter einen zusätzlichen Damm bilden kann. Ein Hochwasserschutzsystem gemäß
DE 20 2004 013 493 U1 sieht ein Schutzelement vor, das aus einer nicht aktiven, annähern horizontalen Position in eine aufgerichtete Position verschwenkt und danach kippsicher als Hochwasserschutzelement positioniert werden kann. Bei einem System zum Verhindern eines Wasserüberfließens aus einem Fluss gemäß
DE 20 2005 013 565 U1 wird ein biegsames Rohr genutzt, das auf der Uferböschung des Hochwasser führenden Flusses befestigt werden kann. Bei einem System gemäß
DE 10 2005 048 304 A1 wird eine Einrichtung installiert, die jeweilige Schutzwände in Form von Dammbalkenwänden aufweist. Diese Dammbalkenwände können in einem rinnenförmigen Kanal so untergebracht werden, dass im Bedarfsfall ein Herausziehen auf eine vorgesehene Schutzhöhe möglich ist.
-
In
DE 10 2006 021 440 A1 wird eine Wasserbeschleunigungsvorrichtung vorgeschlagen, die in das Flussbett so integriert werden kann, dass ein durch dieses System hindurch fließender Förderstrom beschleunigt werden kann. Diese Vorrichtung wird dabei im Bereich zwischen dem Flussdamm und einem schwimmenden Treibgutabweiser angeordnet.
-
Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Überschwemmungsschutz zu schaffen, womit in einem Hochwasser gefährdeten Einzugsgebiet bei Extremwetterlagen eine gezielte Anpassung an zu erwartende Wassermassen möglich ist, dabei im Bereich des Abflussstromes der Aufbau einer die vorgesehene Wasserlinie überschreitenden Hochwasserlage gestoppt wird und mit vergleichsweise geringem technischem Aufwand Schäden entlang des Abflussstromes vermeidbar sind.
-
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. einer Einrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 10. Hinsichtlich wesentlicher weiterer Ausgestaltungen wird auf die Ansprüche 2 bis 9 bzw. 11 bis 16 verwiesen.
-
Ausgehend von regelbaren Ausfördersystemen mit im Bereich von Flussläufen vorgesehenen Rückhalteeinheiten, die im Einzugsgebiet gespeicherte Wassermassen im Sinne einer Zulauf-Ablauf-Regelung aufnehmen können, ist in erfindungsgemäß verbesserter Ausführung vorgesehen, dass in derartigen Systemen nunmehr ein Verfahren und eine Einrichtung zum aktiven Überschwemmungsschutz integriert werden. Dieses Konzept geht davon aus, dass beim Auftreten bzw. bei Registrierung einer eine Überschwemmungsgefahr im Einzugsgebiet bewirkenden Extremwetterlage im anschließenden Bereich des Abflussstromes bzw. im Bereich einer diesen flussabwärts speisenden Rückhalteeinheit zumindest ein zusätzlicher Zwangsförderstrom aktiviert werden kann.
-
Damit können zeitnah zur Registrierung einer sich entwickelnden Gefahrensituation jeweilige Zwangsförderungen an weitgehend beliebigen Punkten eines Abfluss-Systems aktiviert werden, so dass mittels einer technisch variablen Kombination von Einrichtungs- und Regelkomponenten zumindest jeweilige Teilmengen der bereits vorhandenen Wassermasse – zusätzlich zu der ”normalen” Ausförderung – gezielt vorlaufend ableitbar sind.
-
Damit wird deutlich, dass der erfindungsgemäß ”aktive” Überschwemmungsschutz von den bekannten ”passiven” Lösungen abweicht. Das passive Flutmanagement ist nur darauf gerichtet, die natürlichen und gefällebedingten Abflussgeschwindigkeiten zu beeinflussen. Dazu werden Renaturierungen, Rückhaltebecken, Überflutungsgebiete und Deichbau als Passivkomponenten vorgesehen.
-
Unabhängig vom jeweiligen Anwendungsort der erfindungsgemäßen aktiven Zwangsförderungsmaßnahme ist vorgesehen, dass bei Registrierung der Extremwetterlage auch in unterschiedlichen Teilbereichen des Abflussstromes die hier vorhandenen Wassermassen – jeweils in Fließrichtung nach vorn und beschleunigt – in den zumindest einen Zwangsförderstrom eingespeist werden. Damit ergibt sich in Fließrichtung eines Gewässers die Möglichkeit, in unterschiedlichen Einzugsgebieten jeweiligen Überschwemmungssituationen vorzubeugen.
-
Die Steuerung des Zwangsförderungssystems kann dabei variabel an unterschiedliche Situationen angepasst werden, wobei im Bereich mehrerer in Abflussrichtung zusammenwirkender Rückhalteeinheiten auch gleichzeitig ein jeweiliger Zwangsförderstrom aktivierbar sein kann. Die Verfahrensführung kann dabei vorsehen, dass die zusätzlich abgeleiteten Teilmengen der Wassermasse in den normalen Abflussstrom eingespeist werden.
-
Eine vorteilhafte Ausführung des Verfahrens wird dadurch erreicht, dass zur Ableitung des zumindest einen Zwangsförderstromes ein zusätzlich zum Abflussstrom nutzbares Bypass-System aktiviert werden kann. Die mit unterschiedlichen Maßnahmen erzeugbaren Zwangsförderströme aus unterschiedlichen Einzugsgebieten können dabei gleichzeitig in das zumindest eine, das Wasser flussabwärts aus dem Einzugsgebiet fördernde Bypass-System eingespeist werden. Eine Ausgestaltung des Bypass-Systems sieht vor, dass aus mehreren, entlang des Abflussstromes zusammenführbaren und als steuerbare Kernzellen zusammenwirkenden Förderzonen ein einheitliches Bypass-System aufgebaut wird.
-
Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Einrichtung vorgesehen, die zur Erzeugung des einen Zwangsförderstromes bzw. mehrerer der Zwangsförderströme ein regelbares Pumpensystem und entsprechende Bypass-Leitungen aufweist. Diese Pumpen-Leitungs-Einheit wird entlang des jeweiligen Flusses angeordnet. Dieses der jeweiligen Situation angepasst aktivierbare Pumpensystem wird dabei insbesondere mit einem geschlossene Rohre aufweisenden Leitkanal so kombiniert, dass eine effiziente Verfahrensführung erreicht wird. Der jeweilige Zwangsförderstrom wird dabei unter Druck in die Rohr-Pumpen-Einheit eingeleitet, so dass damit der in Fließrichtung nach vorn gerichtete Förderstrom realisiert wird. Dabei werden die Wassermassen in Relation zur ”normalen” Fließgeschwindigkeit beschleunigt. Das System ist entsprechend der technischen Umsetzung dafür ausgelegt, dass der Förderstrom insbesondere stufenlos bis auf einen maximalen Durchsatz je Zeiteinheit erhöht werden kann.
-
Die variablen Gestaltungen der Einrichtung sehen vor, dass das insbesondere im Bereich einer Rückhalteeinheit zusätzlich zur normalen Speisung des Abflussstromes bei Extremwetterlagen zuschaltbare Bypass-System unmittelbar an die Rückhalteeinheit anschließbar ist. Ebenso ist denkbar, dass entlang des Abflussstromes mehrere Rückhalteeinheiten mit einem jeweiligen Bypass-System vorgesehen sind. Diese Systeme können entsprechend den örtlichen Gegebenheiten miteinander verbunden werden. Ebenso ist die Kombination der Rohr-Pumpen-Einheiten mit anderen Einrichtungen zur Hochwasservermeidung, beispielsweise mit Ausgleichsflächen, offenen Entwässerungskanälen o. dgl., denkbar.
-
Die Einrichtung weist im Bereich der Pumpen-Leitungs-Einheit des Bypass-Systems eine die optimale Verteilung des Wasser-Vorlaufs beeinflussende Steuerung auf. Dabei kann mittels gleichzeitig aktivierter Nutzphasen von Bypass-Systemen ein zum Abflussstrom paralleler und im Vergleich mit diesem beschleunigter Zwangsförderstrom erzeugt werden. Mit diesem – auch aufteilbaren – Zwangsförderstrom werden jeweilige, den Wassermassen einer flussaufwärts registrierten Extremwetterlage ”vorlaufende” Stau- und Verteilkapazitäten im System freigegeben, so dass mit dem Anstieg der Wasserhöhe im Abflussstrom die Bildung einer ”Hochwasserwelle” vermieden werden kann und die schadensfreie Hochwasserlinie nicht überschritten wird.
-
Die optimale Ausführung dieser Pump-Einrichtungen sieht vor, dass das Bypass-System als eine geschlossene Rohr-Pumpen-Einheit ausgebildet ist. Dabei wird mit entsprechend den technischen und örtlichen Gegebenheiten zu optimierenden Aggregaten das System so optimiert, dass jeweils der Situation anzupassende Förderdrücke aufgebaut und damit bedarfsgerechte Förderleistungen erreicht werden können.
-
Die bevorzugte Einbaulage dieser Einrichtungen sieht vor, dass diese in jeweilige Deichanlagen am Rande des Abflussstromes integriert werden. Ebenso ist denkbar, das Bypass-System im Bereich des Flussbettes des Abflussstromes zu verlegen. Mit Blick auf weitere Optimierungen ist denkbar, dass in einem komplex erweiterten Bypass-System auch mehrere in Reihen- oder Parallelanordnung verlegte Pumpen-Systeme jeweiliger steuerbarer Kernzonen kombiniert werden.
-
Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele jeweiliger, zur Durchführung des Verfahrens vorgesehener Einrichtung schematisch veranschaulicht sind. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine Prinzipdarstellung in Seitenansicht auf einen einen Abflussstrom bildenden Flusslauf und einer parallelen Zwangsförderung,
-
2 eine Draufsicht des Systems gemäß 1,
-
3 bis 5 jeweilige Ansichten des Systems ähnlich 2 mit variablen Ausgestaltungen im Bereich der Zwangsförderung,
-
6 eine Prinzipdarstellung eines mit seitlichen Deichen versehenen Flusslaufes im Querschnitt,
-
7 eine Schnittdarstellung ähnlich 6 mit in den Bereich des Flusslaufes integriertem Bypass-System zur Zwangsförderung,
-
8 eine schematische Darstellung des Verlaufs des Flusses Elbe in seiner Erstreckung in Deutschland,
-
9 ein Vergleichsdiagramm mit der Darstellung von maximaler Aufnahmekapazität eines Flusses sowie durch Extremwetterlage erzeugte örtliche Wassermasse bei Beginn einer Überschwemmungsgefahr, und
-
10 ein Pump-Diagramm mit zeitlichem Flutverlauf im Bereich einer Höchstwasserlinie, ausgehend von einer Extremwetterlage im Quellbereich eines Flusses.
-
In 1 ist ein insgesamt mit 1 bezeichneter Flusslauf in schematischer Seitenansicht dargestellt. In diesen Flusslauf 1 sind an sich bekannte Speicherbecken o. dgl. Rückhalteeinheiten 2, 2' so eingebunden, dass eine in einem Einzugsgebiet E, E' (2) entstehende Wassermasse M gespeichert werden kann. Diese allgemein bekannten Systeme sind so aufgebaut, dass die gespeicherte Wassermasse M entsprechend dem zulaufenden Wasser 3 auf einer vorgebbaren Wasserlinie bzw. Wasserhöhe H, H', H'' gehalten werden kann. Dabei können mittels eines regelbaren Ausfördersystems (bei 4, 4'; 2) jeweilige Teilmengen T der Wassermasse M in einen Abflussstrom 5 eingeleitet werden.
-
Ausgehend von dieser ein im Wesentlichen ”passives” Schutzsystem bildenden Wasserleitung ist das erfindungsgemäße Konzept nunmehr auf ein Verfahren zum aktiven Überschwemmungsschutz gerichtet. Dabei wird eine zum an sich bekannten Ablauf der Wasserleitung zusätzliche Verfahrenskomponente so eingesetzt, dass die bereits vorhandenen Kapazitäten zur Wasseraufnahme (9) im Bereich eines Abflussstromes 5 nunmehr effektiv genutzt werden können.
-
Bei Registrierung einer eine Überschwemmungsgefahr im Einzugsgebiet E, E' bewirkenden Extremwetterlage 6, 6' ist ein Verfahrensablauf vorgesehen, bei dem insbesondere im Bereich der den Abflussstrom 5 speisenden Rückhalteeinheit 2 zumindest ein zusätzlicher Zwangsförderstrom 7 aktiviert wird. In Kenntnis der zeitversetzten Wirkung der Extremwetterlage 6, 6' (Wassermasse HW, 9) entlang des Abflussstromes 5 wird mittels des Zwangsförderstromes 7 zumindest eine Teilmenge T' einer bereis vorhandenen Wassermasse M zusätzlich abgeleitet. Diese Ableitung kann dabei im Bereich einer von dem normalen Ausfördersystem 4, 4' weitgehend unabhängigen Entnahmezone Z (2, 5) bzw. Z (3, 4) erfolgen.
-
Das erfindungsgemäße Konzept der Wasserverteilung sieht vor, dass bei Registrierung der Extremwetterlage 6, 6' auch jeweilige, in unterschiedlichen Teilbereichen des Abflussstromes 5 vorhandene Wassermassen M, M' jeweils in Fließrichtung nach vorn bewegt werden können (2 bis 5).
-
Insbesondere werden diese vorhandenen Wassermassen M, M' in den zumindest einen Zwangsförderstrom 7 eingespeist. Die Verfahrensführung sieht vor, dass im Bereich mehrerer Rückhalteeinheiten 2, 2' auch gleichzeitig ein jeweiliger Zwangsförderstrom 7, 7', 7'' (5) aktiviert werden kann. Damit ist eine kaskadenförmige, vorlaufende Wasserführung realisierbar, wobei auch Kombinationen mit den in 3 und 4 prinzipiell veranschaulichten Varianten 7'' und 7''' denkbar sind.
-
Aus der Darstellung gemäß 3 wird deutlich, dass hier die als Zwangsförderstrom 7'' abgeleiteten Teilmengen T' der Wassermasse M aus dem ”normalen” Abflussstrom 5 entnommen und vorlaufend der Fließrichtung wieder in diesen Strom 5 eingespeist werden. Ein ähnliches Konzept ist in 4 gezeigt, wobei eine Einspeisung des Zwangsförderstromes 7''' in die zweite Rückhalteeinheit 2' vorgesehen ist. Die Ausführung gemäß 5 zeigt eine ”kaskadenartige” Ableitung, wobei die Einspeisung unterhalb des ersten Rückhaltesystems 2 mittels des Zwangsförderstromes 7' erfolgt, parallel dazu der Zwangsförderstrom 7 ähnlich 2 verläuft und aus dem Rückhaltesystem 2' ein weiterer Vorlauf mittels des Zwangsförderstromes 7'''' erzeugt wird.
-
Die erfindungsgemäße Verfahrensführung mit den in Varianten dargestellten Zwangsförderströmen 7 sieht vor, dass zur Ableitung der hier zu bewegenden Teilmengen T der Wassermasse M in jedem Fall ein zusätzlich zum Abflussstrom 5 nutzbares Bypass-System 8 aufzubauen ist. Dabei ist denkbar, dass auch mehrere der Zwangsförderströme 7 in das zumindest eine, die Teilmengen T' des Wassers flussabwärts aus dem Einzugsgebiet E, E' ausfördernde Bypass-System 8 eingespeist werden können (Zwangsförderstrom 7.1, 2). Eine optimale Nutzung des Bypass-Systems 8, 8' wird dadurch erreicht, dass dieses aus mehreren, entlang des Abflussstromes 5 zusammenführbaren und als steuerbare Kernzellen zusammenwirkenden Förderzonen K, K' aufgebaut wird (1).
-
Ausgehend von dem ein vergleichsweise geringes Gefälle aufweisenden Abflussstrom 5 und den hier vorliegenden natürlichen Strömungsverhältnissen führt die Anwendung von nur ”zusätzlichen Abflussleitungen” zu einer zu geringen Fließleistung, so dass damit die vorlaufende Entleerung der Systemkomponenten nicht erreicht werden kann. Deshalb ist für den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf vorgesehen, dass der eine Zwangsförderstrom 7 bzw. mehrere der Zwangsförderströme 7' bis 7'''', 7.1 mittels eines insbesondere regelbaren Pumpensystems erzeugt wird bzw. werden.
-
Diese in den Förderzonen K, K' vorgesehenen Pumpensysteme 9, 9' werden dabei jeweils als geschlossene Rohr-Pumpen-Einheit 10 ausgebildet, so dass der jeweilige Zwangsförderstrom 7 bzw. die Teilmenge T' der Wassermasse M unter vergleichsweise hohem Druck in das System eingeleitet wird. Dabei wird eine Vorlaufgeschwindigkeit erreicht, mit der für das zu erwartende Hochwasser HW in jeder Zone des Abflussstromes 5 eine dessen maximale Kapazität FK (9, 10) zu keinem Zeitpunkt überschreitende Reservekapazität genutzt werden kann.
-
In 8 ist in einer schematischen Ansicht die Füllsituation im Fluss Elbe dargestellt, wobei ausgehend von einer Normalwasserlinie H' eine Hochwasserlinie H und eine Höchstwasserlinie H'' veranschaulicht sind. Diese unterschiedlichen Füllsituationen sind auch in den Darstellungen gemäß 6 und 7, nämlich dem jeweiligen Querschnitt des Flussbettes, dargestellt. Dabei ist davon auszugehen, dass die Fließgeschwindigkeit normalerweise ca. 3 km/h beträgt und dabei ein Volumendurchsatz im Normalwasserbereich von ca. 75 Mio. m3/Tag zu bewältigen ist. In einer zu einer Höchstwasser-Situation führenden Extremwetterlage 6, 6' steigt die Fließgeschwindigkeit auf ca. 5 km/h, und es kann ein Volumendurchsatz von ca. 420 Mio. m3/Tag zu bewältigen sein.
-
Zur Regulierung eines temporären Hochwasserzustandes HW wird das System so gesteuert, dass die zu bewältigende Höchstwasserlage H'' zu keinem Zeitpunkt während des Wasserabflusses die in 9 und 10 mit FK angegebene Grenzlinie des Fassungsvermögens überschreitet. Dazu ist vorgesehen, dass in die vorhandenen Flussläufe das für die ”vorlaufende Verfahrensführung” erforderliche Bypass-System 8, 8' integriert wird.
-
Ausgehend von 6 zeigt 7 jeweilige Einbaupositionen des mit dem Pumpensystem zusammenwirkenden Leitungs-Rohr-Systems. Das Bypass-System 8, 8' kann dabei in einer Deichanlage 11 des Abflussstromes 5 verlegt werden. Ebenso ist denkbar, das Bypass-System in den Bereich des Flussbettes 12 des Abflussstromes 5 zu integrieren. Daraus wird auch deutlich, dass das Bypass-System 8, 8' mehrere, in Reihe und/oder parallel angeordnete Pumpensysteme aufweisen kann.
-
Eine detaillierte Betrachtung der Hochwassersituation ”Elbe” gemäß 8 mit einem Scheitelhochwasser HW zeigt, dass mit einem entsprechenden Zeit-Mengen-Management unter Ausnutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Überschreiten der Höchstwassermarke H'' bzw. der Grenzkapazität vermieden werden kann. Aus der Darstellung gemäß 9 wird die Aufnahmekapazität des Ablaufstromes 5 durch die Hochwassersituation HW am ersten Tag verdeutlicht. Dieser ”Wellenberg” (8) korrespondiert mit den am Flussunterlauf vorhandenen freien Kapazitäten FK, so dass nunmehr – in Umkehr zu bisher bekannten Lösungsansätzen mit einem ”Zurückhalten” von Wassermassen – das erfindungsgemäße Konzept mit dem Prinzip ”Nach-Vorn-Pumpen” zu realisieren ist.
-
Durch einen aktiven Einsatz des insbesondere mehrstufigen Zwangsfördersystems 7, 7' mit Bypass-Leitungen 8, 8' wird entlang der Flussläufe ein regelbares System eingerichtet, mittels dem sofort bei einsetzendem Starkregen (Extremwetterlage 6, 6') und steigender Flutgefahr die Wassermasse M in den jeweils flussabwärts liegenden Teilbereich gepumpt werden kann. In diesen Bereichen werden die dort vorhandenen Kapazitäten FK (9) ohne Nachteile für die Anlieger des Flusses ausgenutzt. Gleichzeitig wird im Bereich des Flussoberlaufes eine Volumen-Reserve geschaffen, in der zumindest Teilmengen der zu erwartenden Hochwassermenge HW so aufnehmbar sind, dass die Höchstwasserlinie H'' an keiner Stelle überschritten wird.
-
Dabei wird ein Lösungsansatz verfolgt, bei dem die Scheitellinie SL des Hochwassers HW (8) abgesenkt wird und so die potentielle Gefahr eines Schadenverlaufs zunehmend minimiert werden kann. Um mit dieser Absenkung der Scheitellinie SL möglichst frühzeitig beginnen zu können, ist auf der jeweiligen Ansaugseite (bei Z, Z') des Pumpensystems 9' vorzugsweise ein Rückhaltebecken 2, 2' als Reservoir vorhanden. Aus diesem heraus wird schon weit vor Eintreffen des Hochwasservolumens HW eine berechenbare Übermenge abgepumpt, so dass mit zeitlichem Vorsprung auch mit entsprechend geringen Pumpleistungen hinreichende Fördermengen bewältigt werden können. Dieser aktive Einsatz des Pumpensystems 9, 9' kann so lange fortgesetzt werden, bis die vorhandene Aufnahmekapazität FK am Unterlauf des Abflussstromes 5 jeweils ausgeschöpft ist. Dieser die projektierte Kapazität FK ausnutzende Pumpvorgang kann so lange fortgesetzt werden, bis die als Flut zu registrierende Hochwassermenge HW das Ende des Bypass-Teilstückes erreicht hat.
-
Ausgehend von den im Verlauf des Flusses 5 unterschiedlichen lokalen Kapazitäten ist eine örtliche Optimierung und optimale Dimensionierung der zur Aufnahme des Zwangsförderstromes erforderlichen Bypass-Systeme vorgesehen. Daraus ergeben sich insbesondere auch Vorteile für die Anwohner am unteren Flussbereich.
-
Ausgehend davon, dass Abflussströme in Form großer Hauptflüsse besondere Kernzonen im Bereich von Zuflüssen aufweisen, sollte das System an diese Lage dadurch angepasst werden, dass hier die erfindungsgemäßen Bypass-Systeme 8, 8' ansetzen, so dass insbesondere an diesen Knotenpunkten jeweils zentral erfasste Kernwerte von Regenmengen und Extremwetterlagen zur aktiven Steuerung der Zwangsförderströme 7 bzw. der Pumpen 9, 9' des Bypass-Systems 8, 8' genutzt werden können.
-
Die Umsetzung der in 6 und 7 schematisch dargestellten Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens erfordert entsprechende bauliche Maßnahmen für die Pumpen 9, 9' bzw. Rohrleitungen 10, so dass neben der dargestellten Verlegung insbesondere die jeweiligen Ansaugbereiche für den Zwangsförderstrom 7 eine weitgehend fremdkörperfreie Aufnahme des zu pumpenden Wassers in das System aufweisen muss. Nach einer entsprechenden Beschleunigung der Zwangsförderströme 7 im Pumpen-Rohr-System 9, 10 kann an dessen Auslassseite 13 das beschleunigt austretende Wasser zu ungewollten Beschädigungen führen, so dass hier entsprechende Brems- und Ausleitbedingungen herzustellen sind.
-
Aus dem theoretischen Flutverlauf gemäß 8 ergibt sich ausgehend von einer Wassermenge HW von ca. 100 Mio. m3 und einer angenommenen Leistung im Bereich des Bypass-Pumpen-Systems 9, 10 von ca. 20 Mio. m3/Tag eine Verteilung derart, dass die Hochwassermenge HW entsprechend einem Kurvenverlauf 14 nach dem fünften Tag vollständig ”nach vorn” gepumpt ist und damit für alle Gebiete am weiteren Unterlauf des Abflussstromes 5 keine Überschwemmungsgefahr (Grenzkapazität TK) zu erwarten ist.
-
Die Aufwendungen für eine Realisierung des erfindungsgemäßen Systems mit den Zwangsförderströmen 7 bis 7'''', 7.1 aufnehmenden Bypass-Systemen 8, 8' werden entsprechend den vergleichsweise dargestellten Förderleistungen und den zu deren Installation notwendigen Baumaßnahmen entsprechend hoch sein, jedoch sind die dabei entstehenden Kosten am potentiellen Schaden zu messen, den eine unkontrollierte Ausbreitung der Wassermenge HW nach sich ziehen kann. Es versteht sich, dass bei weiterführenden Auslegungen des Bypass-Systems 8, 8' im Bereich der jeweiligen Förderzone zu prüfen ist, ob ein Umschalten der installierten Rohr-Pumpen-Systeme auf Generatorbetrieb möglich ist und damit zumindest unter Nutzung der natürlichen Fließgeschwindigkeit die Erzeugung von Strom in dem Umfang möglich ist, dass laufende Wartungskosten des Systems aufgebracht werden können.
-
Ausgehend von einer konkreten Situation im Bereich des Flusses Isar ergibt sich die nachfolgende Beispielrechnung.
-
Würde man den Verlauf der Isar ab dem Sylvensteinsee mit dem erfindungsgemäßen Bypass-System
8 ausstatten, ergäbe sich folgende Anordnung.
| Isar | Länge | 295 | km |
| | Länge (Sylvensteinsee – Mündung Donau) | 230 | km |
| | Höhe am Sylvensteinsee | 754 | m ü. NN |
| | Höhe bei Mündung Donau | 315 | m ü. NN |
| | Höhendifferenz (Sylvensteinsee Mündung Donau) | 439 | m |
| | Mittleres Gefälle | 1,9 | m/km |
| | Anzahl vorhandener Stauseen | 8 | Stk. |
-
Die als Stauseen ausgebildeten Rückhalteeinheiten 2 müssten mit einem einen Durchmesser von 2 m aufweisenden Rohr 10 verbunden werden. Im Abstand von 10 km wäre eine Pumpenstation 9 mit einer Leistung von ca. 100.000 m3/h zu installieren. Das erfordert ca. 200 km Rohr und ca. 20 Pumpstationen. Es sind jeweils ca. 22 Bar Rohrwiderstand zu überwinden. Das Wasser fließt bei der vorgeschlagenen Pumpenleistung mit ca. 30 km/h, wäre also nach ca. 7,5 h in der Donau.
-
Damit könnten ca. 10% der maximalen Abflussmenge des Sylvensteinsees nachvorn-gepumpt werden, so dass das Risiko und potentielle Schäden entlang der Isar sowie der gesamten Donau deutlich zu minimieren sind.
-
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 1634144 [0002]
- DE 2629194 [0002]
- DE 19606642 A1 [0002]
- DE 19513817 A1 [0002]
- DE 19806250 A1 [0002]
- DE 20204097 U1 [0003]
- DE 20300519 U1 [0003]
- DE 202004013493 U1 [0003]
- DE 202005013565 U1 [0003]
- DE 102005048304 A1 [0003]
- DE 102006021440 A1 [0004]
