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1. Technisches Gebiet, zu welchem die Erfindung gehört
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- Flussbau/Wasserbau sowie Verkehrswasserbau
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2. Das der Erfindung zugrunde liegende Problem
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Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin,
- a) die Sohlerosion in Flüssen zu stoppen
- b) die Schiffbarkeit bei Niedrigwasser zu erhalten.
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Zu a) Ursache der Sohlerosion in Flüssen und ihre Folgen
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Die Sohlerosion tritt i. A. nur bei ausgebauten Flüssen auf. Der Ausbau hatte zum Ziel, die Hochwassergefahr zu vermindern, indem man ein Flussbett mit großer Abflussleistung baute; außerdem wollte man die vom Fluss in Anspruch genommene Fläche minimieren. Dementsprechend begradigte man den Fluss und baute ein schmales und vergleichsweise tiefes Flussbett. In diesem treten bei Hochwasser – verglichen mit dem Naturzustand – an der Flusssohle deutlich erhöhte Schleppkräfte S auf, die den Kies in Bewegung setzen. Dies lässt die Beziehung für die Schleppkraft S = γTI erkennen, wo γ das spezifische Gewicht des Wassers, T die Fließtiefe und I das Gefälle des Wasserspiegels/der Energielinie bedeuten.
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In aller Regel setzt der Geschiebetrieb erst bei kleineren Hochwassern ein und nimmt mit steigendem Abfluss weiter zu. Das fließende Wasser nimmt dabei Geschiebe auf, bis das sog. Geschiebegleichgewicht erreicht ist, und transportiert dieses ab. Wird nun von oberstrom zu wenig Geschiebe „nachgeliefert”, wird die Flusssohle erodiert. Sie kommt infolge dessen mit der Zeit immer tiefer zu liegen. Entsprechend dieser Sohleintiefung sinken der Wasserspiegel und korrespondierend damit der Grundwasserspiegel ab. Die Sohlerosion schreitet besonders schnell voran, wenn von oberstrom kein Geschiebe mehr nachkommt, weil es an Wehren o. Ä. aufgehalten wird.
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Die Sohleintiefung kann zur Folge haben, dass die Leistungsfähigkeit von Brunnen in der Talaue stark abnimmt und der Auwald den Kontakt zum Grundwasser verliert (durch welchen eine Weichholzaue definiert ist). Will man solche Schäden vermeiden, muss der Grundwasserspiegel wieder in etwa auf die frühere Höhe angehoben werden. Zu diesem Zweck baut man Raue Rampen (von meist 1–2 m Höhe, bei Bedarf auch mehr) in den Fluss ein, welche den Flusswasserspiegel und damit auch den Grundwasserspiegel anheben (1).
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Da die niedrigen Rauen Rampen das Hochwasser nicht aufstauen, vielmehr ohne größeren Energieverlust überströmt werden, schreitet die Sohlerosion zwischen den niedrigen Rauen Rampen fort und bildet langgezogene „Badewannen” (1), d. h. Übertiefen von bisweilen 1–3 m. Durch diese wird der Abflussquerschnitt stark vergrößert und die Fließgeschwindigkeit, die bereits durch die niedrigen Rampen verringert ist, weiter herabgesetzt. Strömungsliebende Fische, wie sie für alpine und Mittelgebirgsflüsse charakteristisch sind, finden in solch langsam fließendem Wasser keine geeigneten Lebensbedingungen. Der ökologische Zustand des Flusses, der nach den Vorgaben der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie maßgeblich anhand der Fischpopulation ermittelt wird, verschlechtert sich dadurch erheblich. Diese Verschlechterung ist besonders ausgeprägt, wo Wasser zu einer Wasserkraftanlage ausgeleitet wird und nur der sog. Mindestabfluss im Fluss verbleibt.
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Die fortschreitende Sohlerosion kann darüber hinaus den gefürchteten „Sohldurchschlag” verursachen, d. h. die Zerstörung einer dichtenden Bodenschicht.
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Das zu lösende Problem besteht darin, die Sohlerosion zu verhindern bzw. zu stoppen.
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1: „Badewanne” infolge Sohlerosion in der „Stauhaltung” zwischen zwei niedrigen Rauen Rampen (der Niedrig- und Mittelwasserspiegel ist durch Raue Rampen angehoben)
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3. Der dem Anmelder bekannte Stand der Technik
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3.1 Zur Verhinderung der Sohlerosion sind folgende Lösungen bekannt
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- – Verbreiterung des Flusses (Verdoppelung der Breite oder mehr). Diese Lösung scheitert in aller Regel am Grunderwerb. Dem Verfasser ist kein Fall bekannt, wo diese Lösung für eine längere Flussstrecke zum Einsatz kam.
- – (Beton-)Wehr oder Raue Rampe (dammartiges Querbauwerk aus großen Steinen und Spundwänden). Ausreichend hohe Wehre/Raue Rampen stauen den Fluss auf und vermindern so die die Erosion verursachende Schleppkraft. Der Fischauf- und -abstieg bedarf eines eigenen Bauwerks (Fischtreppe oder Umgehungsgerinne).
Bei der Anwendung von Wehren/Rauen Rampen steht man vor dem Dilemma, dass
- • niedrige Wehre oder Rauen Rampen zwar den Niedrig- und Mittelwasserspiegel anheben, die Schleppkraft von Hochwasserabflüssen aber nicht nennenswert vermindern. Infolge dessen schreitet die Sohlerosion fort und bildet die o. g. langgezogenen „Badewannen”
- • hohe Wehre oder Rampen zwar die weitere Erosion verhindern, allerdings die Fließgeschwindigkeit bei Niedrig- und Mittelwasser erheblich verringern. Rheophile, d. h. strömungsliebende Fische, wie sie für alpine und Mittelgebirgsflüsse charakteristisch sind, haben schlechte Lebensbedingungen, wo der Stau ausgeprägt ist. Dies äußert sich, wie bereits dargestellt, in einer Verschlechterung des ökologischen Zustands. Besonders stark vermindert wird die Fließgeschwindigkeit in Flüssen, wo das meiste Wasser zu Wasserkraftanlagen ausgeleitet wird und nur die Mindestwasserführung im Fluss verbleibt.
Demzufolge führen weder hohe noch niedrige Rampen zu befriedigenden Lösungen, ebenso wenig ein Wehr mit „mittlerer” Stauhöhe als Kompromiss.
- – V-Rampen nach Aufleger zur Verhinderung der Sohlerosion. Es handelt sich dabei um hohe Raue Rampen, die in der Flussmitte eine V- oder eher trapezförmige Abflussöffnung haben (wobei das Trapez oben breiter ist als unten). Die Sohlhöhe der Abflussöffnung (des „Sattels”) bestimmt den Wasserspiegel bei Niedrig- und Mittelwasser, hat also dieselbe Funktion wie die niedrige Raue Rampe in 1. Hochwasserabflüsse stauen sich an der V-förmigen Einengung des Abflussquerschnitts auf, bis die Energiehöhe ausreicht, das Wasser unter der sog. Grenztiefe abfließen zu lassen. Der Aufstau ist dabei umso höher, je größer der Abfluss ist (sog. hydrodynamischer Aufstau). Ein jeweils ausreichender Aufstau setzt die Schleppkraft des Wassers soweit herab, dass die Sohle im Oberwasser über eine größere Strecke vor Erosion geschützt ist.
Eine spezielle Sohlstruktur fächert den mächtigen, durch die Öffnung tretenden Hochwasser-„Strahl” auf und verlangsamt ihn dergestalt. Der Fischauf- und -abstieg ist möglich, ebenso der Geschiebetrieb.
Zur Sicherstellung der Stabilität der V-Rampe ist eine aufwendige Spundwandkonstruktion erforderlich, die hohe Baukosten verursacht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die V-Rampe außer bei Hochwasser als riesiger „Steinhaufen” sichtbar ist. Aus diesen Gründen wurde bislang noch keine V-Rampe realisiert.
- – Offenes Deckwerk. Hierbei werden knapp kopfgroße Steine so auf die Flusssohle aufgelegt, dass etwa die Hälfte der Sohle von Steinen bedeckt ist, der Rest aber „offen” bleibt. Dieses Deckwerk schützt die Sohle vor Erosion. Das Offene Deckwerk kann verwendet werden, um die Sohlerosion zu stoppen oder eine drohende Sohlerosion zu verhindern. – Die Bauart wird seit ca. 10 Jahren eingesetzt und hat sich bisher bewährt; Langzeiterfahrungen zur Gefahr von Beschädigungen durch Hochwasser, Eisgang, treibende Baumstämme und den Strahl von Schiffsschrauben liegen noch nicht vor.
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3.2 Bekannte Lösungen zur Erhaltung der Schiffbarkeit
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Zur Erhaltung der Schiffbarkeit bei Niedrigwasser dienen Buhnen.
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4. Die Erfindung, für die in den Patentansprüchen Schutz beantragt wird
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4.1 Hydrodynamisches Wehr zur Verhinderung der Sohlerosion
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Funktionsweise
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Die Erfindung betrifft ein Wehr, welches – ähnlich wie die V-Rampe – nur das Hochwasser aufstaut. Dazu werden im Fluss quer zur Fließrichtung identische, i. A. stählerne Wehrkörper mit einer Breite von z. B. 2,5 m und einem lichten Abstand von ebenfalls nur ca. 2,5 m eingebaut, die vorteilhafterweise auf Bohrpfählen gegründet werden. Sie stehen – in Fließrichtung gesehen – wie übermäßig dicke Brückenpfeiler im Fluss (3). Durch die relativ schmalen Durchflussöffnungen fließen das Niedrig- und das Mittelwasser ohne Aufstau ab. Hochwasserabflüsse stauen sich soweit auf, bis die Energiehöhe ausreicht, dass das Wasser unter der Grenztiefe abfließt. So wird die Wassertiefe bei einem schweren Hochwasser durch den Aufstau z. B. von 5,5 m auf 7 m erhöht (2). Da der Aufstau Δh nur vom Abfluss abhängt, handelt es sich um einen hydrodynamischen Aufstau.
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Außerhalb von Hochwasser liegen die Wehrkörper abgesenkt (2). Bei anlaufendem Hochwasser werden sie mittels Hebekissen über eine gemeinsame Druckleitung aufgerichtet. Solche Hebekissen sind als Wagenheber für Lastwagen üblich und werden dort mit Hilfe von Motorabgas aufgeblasen.
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Das Hydrodynamische Wehr (sowohl in reiner Stahlwasserbauweise als auch in Form des weiter unten vorgestellten Hybrid-Wehrs) erlaubt es, die Wiederanhebung des Grundwasserspiegels vom Erosionsschutz zu entkoppeln. Die beiden Aufgaben werden – anders als bei herkömmlichen Wehren/Rampen – durch verschiedene Bauwerke übernommen und können daher „maßgeschneidert” erledigt werden: Das Grundwasser wird mittels niedriger Rauer Rampen angehoben, der Erosionsschutz wird mit Hilfe des Hydrodynamischen Wehrs erreicht.
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Bei Hochwasser ist die Fließgeschwindigkeit selbst im Stau immer noch hoch, so dass dieser nicht zu ökologischen Nachteilen führt, zumal Hochwasser nur wenige Tage im Jahr andauern.
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2: Hydrodynamisches Wehr
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3: Querschnitt durch den Fluss
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Energieumwandlung am Hydrodynamischen Wehr
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Bei Hochwasser fließt das Wasser unter der Grenztiefe tgrenz durch die Abflussöffnungen. Die zugehörige Grenzgeschwindigkeit Vgrenz nimmt mit dem Durchfluss zu und liegt typischerweise bei 4,5–6,5 m/s, während im „Lee” der Wehrkörper (zumindest theoretisch) das Wasser ruht. Der hohe Geschwindigkeitsgradient verursacht eine starke Turbulenz, welche der Strömung Energie entzieht. Die Turbulenz klingt auf der ohnehin stark befestigten Rauen Rampe („3” in 2) und der nachfolgenden Sohlsicherung so weit ab, dass von dort ab keine starken Sohlerosionen mehr auftreten. Die Wehrkörper entziehen also der Strömung, wie erforderlich, nur und gerade bei Hochwasser Energie. Dies gilt auch für das Wasser, das bei extremen Abflüssen über die Spitzen der stählernen Wehrkörper und – im Falle des Hybridwehrs (s. u.) – über die Schlauchwehre überfließt (in 2 ist der extreme Wasserstand gestrichelt dargestellt).
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Die Aufstauhöhe Δh ist, wie man leicht zeigen kann, von etwa der gleichen Größe wie die Energiehöhe ΔH (2), die in Wärme umgewandelt wird.
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Wie wird die für den Erosionsschutz erforderliche Staukurve erreicht?
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Die Staukurve gibt die Beziehung zwischen dem Aufstau Δh und dem Abfluss an. Der Aufstau Δh muss bei jedem Abfluss, also z. B. beim HQ1 (jährliches Hochwasser), HQ10, HQ50 und bei einem Extremhochwasser groß genug sein, um die Erosion der Flusssohle zumindest über die überwiegende Länge der Stauhaltung zu verhindern. Der erforderliche Aufstau wird erreicht, indem man die Breite, ggfls. auch die Form der Wehrkörper und die Breite der Durchflussöffnungen geeignet wählt. So gelingt es, das Grenzgefälle nach Schöberl (Friedrich Schöberl: „Abpflasterungs- und Selbststabilisierungsvermögen erodierender Gerinne". Österreichische Wasserwirtschaft, Jg. 33, 1981) zu unterschreiten, wodurch sichergestellt wird, dass der Kies liegen bleibt.
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Der Erosionsschutz wird nur im Oberwasser des Wehrs erreicht. Daher müssen stromab davon ggfls. weitere solche Wehre eingebaut oder andere Schutzmaßnahmen ergriffen werden.
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Vorkehrungen gegen eine Verklausung (Verstopfung)
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Die „Verklausung” (Verstopfung) der relativ schmalen Durchflussöffnungen durch vom Hochwasser mitgeführte Baumstämme und sonstiges Treibgut muss verhindert werden. Indem man die Wehrkörper bananenförmig formt (2), wird das Treibgut von der Strömung über die Wehrkörper geschoben. Zusätzlich müssen die Wehrkörper drehbar angeordnet sein (vgl. 2), damit sie beim Anstoßen von Baumstämmen etwas „nach unten” nachgeben können, was zugleich das „Abschwimmen” etwa von Baumstämmen erleichtert. Hieraus resultiert ein weiterer Vorteil: Außerhalb von Hochwasser können die Wehrkörper abgesenkt werden, so dass sie nahezu unsichtbar unter dem Wasserspiegel liegen (vgl. 2).
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4.2 Das Hybrid-Wehr als Variante zur reinen Stahlbauweise
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Die Wirkungsweise des vorgestellten Wehrs kann auch erreicht werden, wenn man die vorgenannten Wehrkörper mit Schlauchwehren zu einem Hybrid-Wehr kombiniert (3). Die Oberkante der Schlauchwehre kann dabei auch zur Flussmitte hin abfallend geplant werden. (Bei den Schlauchwehren handelt es sich um aufblasbare Schläuche von bis zu mehreren Metern (z. B. 5 m) Durchmesser, welche quer über den Fluss reichen und an der Sohle verankert sind; sie erlauben es, das Wasser den örtlichen Bedürfnissen entsprechend aufzustauen.) Bei sehr großen Abflüssen werden die Schlauchwehre überströmt, wobei die Strömungsenergie des überfallenden Wassers in der sog. Deckwalze in Wärme umgewandelt wird.
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4.3 Hybrid-Wehr zur Erhaltung der Schifffahrt bei Niedrigwasser
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Das Hybridwehr erlaubt es, den Wasserstand selbst bei ausgeprägtem Niedrigwasser soweit anzuheben, dass die Schifffahrt möglich bleibt. Hierzu genügen meist wenige Dezimeter. (Der oben beschriebene Erosionsschutz ist dabei automatisch gegeben).
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Indem man beidseitig an die großen Schlauchwehren niedrige Schlauchwehre anschließt, die quer zur Strömung knapp oberstrom der stählernen Wehrkörper liegen, kann man die Durchflussöffnung zwischen den Schlauchwehren schmaler machen. Das Niedrigwasser, das hierin unter der Grenztiefe abfließt, kann durch die Wahl einer hinreichend kleinen Abflussbreite angehoben werden.
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Schiffe umfahren die Raue Rampe in einer seitlich gelegenen Schleuse. Wenn nur wenige kleine Schiffe wie Ausflugboote verkehren, kann die Passage durch eine enge Durchfahrtsgasse in der niedrigen Rauen Rampe ermöglicht werden, die bei Nichtbenutzung durch einen aufblasbaren Körper verschlossen wird. Der Passage hinderliche Wehrkörper werden als aufblasbare Wehrkörper ausgeführt, die nach Entleerung flach an der Flusssohle liegen.
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5. In welcher Weise ist der Gegenstand der Erfindung gewerblich anwendbar?
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Der Gegenstand der Erfindung ist ein wasserbauliches Bauwerk, das gegenüber herkömmlichen Wehren/Rauen Rampen, V-Rampen oder Offenem Deckwerk vielfach wasserbauliche, ökologische und landschaftsästhetische Vorteile hat. Es besteht aus Bauteilen, wie sie von Stahlbaufirmen, insbesondere Firmen für Stahlwasserbau, und Herstellern von Schlauchwehren problemlos hergestellt werden können.
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6. Vorteilhafte Wirkungen gegenüber dem bisherigen Stand der Technik
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Die im Folgenden genannten Vorteile erleichtern die wasserrechtliche Zulassung von flussbaulichen Maßnahmen im Einzelfall erheblich. Weitere Vorteile gehen aus Abschnitt 8 hervor.
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6.1 Hauptsächliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Wehren/Rauen Rampen
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Ökologische Vorteile:
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- • Das Niedrig- und das Mittelwasser fließen ungestaut ab. Hierbei liegen der Flusswasserspiegel und der Grundwasserspiegel auf dem Niveau, das durch die niedrige Raue Rampe bestimmt ist. Im Rahmen dessen bleibt der Fließwassercharakter erhalten.
- • Die biologische Durchgängigkeit (Auf- und Abstieg von Fischen und anderen Wassertieren) ist möglich. (Diese ist auch bei Rauen Rampen möglich; an Wehren sind jedoch spezielle Fischaufstiege erforderlich)
- • Die Geschiebepassage wird nicht behindert.
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Wasserbauliche Vorteile:
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- • Indem der Fluss außerhalb von Hochwasserabflüssen nicht aufgestaut wird, bleibt auch der Grundwasserstand in der Talaue lediglich auf dem durch die niedrige Raue Rampe bestimmten Niveau. In der Talaue gelegene Hauskeller werden daher nicht dauernd eingestaut. Wenn die Hochwasserspitze, d. h. der „oberste Meter Wasserstand”, wie an der Iller nur wenige Stunden andauert, läss der dynamische Aufstau schon nach wenigen Stunden nach. Es lässt sich berechnen, ob der vom aufgestauten Hochwasser ausgehende Grundwasseranstieg in den nächstgelegenen Siedlungen überhaupt „ankommt” und zu Schäden führt.
- • Das Hydrodynamische Wehr kann auch nachträglich an niedrige Raue Rampen angebaut werden, die zur Anhebung des Grundwasserspiegels eingebaut wurden.
- • Das Hydrodynamische Wehr kann ohne Wasserhaltung gebaut werden.
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6.2 Hauptsächliche Vorteile gegenüber der V-Rampe
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- • Das Hydrodynamische Wehr liegt außerhalb von Hochwasser abgesenkt unter dem Stauwasserspiegel der niedrigen Rauen Rampe; dies betrifft sowohl die stählernen Wehrkörper als auch im Falle des Hybrid-Wehrs die Schlauchwehre. Es ist daher kaum sichtbar. Im Gegensatz dazu tritt die V-Rampe die meiste Zeit des Jahres als ein hoher und langgezogener, nicht überströmter „Steinhaufen” in Erscheinung
- • Das Hydrodynamische Wehr ist vermutlich billiger zu bauen als die V-Rampe.
- • Die Verletzungsgefahr für Kanufahrer wird als geringer eingeschätzt als an der Sohlstruktur, wie sie in der Abflussöffnung der V-Rampe erforderlich ist.
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6.3 Hauptsächliche Vorteile gegenüber dem Offenen Deckwerk
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- • Das Hydrodynamische Wehr kann auch dort eingesetzt werden, wo das Flussbett zu glatt ist, als dass die Steine des Offenen Deckwerks liegen blieben. Dies ist z. B. an Flüssen der Fall, wo die Sohle aus Tonstein besteht.
- • Das Hydrodynamische Wehr lässt die morphologische Veränderung des Flussbetts grundsätzlich zu. Dagegen schränkt das Offene Deckwerk, das mit seinem „Korsett” die Erosion verhindern soll, die morphologische Veränderung ein.
- • Die Gefahr einer großflächigen Zerstörung wie beim Offenen Deckwerk besteht nicht.
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7. Beispiel für die Ausführung der beanspruchten Erfindung
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7.1 Hydrodynamisches Wehr in reiner Stahlwasserbauweise
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Das Wehr in reiner Stahlbauweise ist in 4 dargestellt.
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4: Perspektivische Darstellung des Hydrodynamischen Wehrs in Stahlbauweise
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Die hintere Hälfte von 4 zeigt den „Fall Mittelwasser” (MW) als Beispiel für die Situation außerhalb von Hochwasserzeiten: Die Wehrkörper sind abgesenkt, so dass sie – weitgehend unsichtbar – im Rückstau der niedrigen Rauen Rampe liegen. Die vordere Bildhälfte zeigt den Hochwasserfall: Die Wehrkörper sind (mittels pneumatischen Hebekissen) angehoben und erzeugen den Aufstau Δh als Differenz der unterschiedlichen Hochwasserspiegel HW ober- und unterstrom des Hydrodynamischen Wehrs. Dargestellt ist der Stromfaden, der die Vorderkante des vorderen Wehrkörpers berührt.
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7.2 Hybrid-Wehr
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Das Hybrid-Wehr ergibt sich aus 4, indem man in Flussmitte nur einige wenige Wehrkörper installiert und die jeweils „außen” liegenden Wehrkörper durch Schlauchwehre ersetzt (vgl. 3).
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7.3 Erhaltung der Schiffbarkeit auch bei ausgeprägtem Niedrigwasser
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Hierzu muss die Wassertiefe typischerweise um nur wenige Dezimeter angehoben werden. Dies gelingt bei Verwendung des Hybrid-Wehrs, indem man die Überfallbreite zwischen den Schlauchwehren durch zusätzliche niedrige Schlauchwehre verringert, die quer zur Strömung knapp oberstrom der stählernen Wehrkörper liegen.
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8. Weitere Vorteile des Hydrodynamischen Wehrs (reiner Stahlbau sowie Hybrid-Wehr)
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Die Vorteile des Hydrodynamischen Wehrs lassen in vielen Fällen eine Erleichterung der wasserrechtlichen Zulassung erwarten.
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8.1 Einsatz zum Erosionsschutz
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Wasserbauliche Vorteile
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- – Der Aufstau bei Hochwasser zwecks Erosionsschutz ist nicht höher als bei hohen herkömmlichen Wehren. Infolgedessen kann er in derselben Weise durch lokale Ufererhöhungen beherrscht werden.
- – Die Energieumwandlung, gemessen in m Wassersäule, kann so hoch sein wie bei festen Wehren mit großen Bauhöhen (an der Iller typischerweise 3–4 m).
- – Sieht man eine gewisse Luftmenge in den Hebekissen vor, die ansonsten mit Druckwasser gefüllt werden, geben die Wehrkörper beim Anstoßen eines Treibholzstammes federnd nach, was zugleich das Abschwimmen des Treibguts erleichtert.
- – Sollte bei Hochwasser ein Baumstamm hängenbleiben, kann der Druck in der Druckwasserleitung vorübergehend verringert werden, so dass sich alle Wehrkörper etwas weiter in Fließrichtung umlegen und das Treibgut abschwimmen lassen.
- – In dem Umfang, wie sich die Strömung in den Durchflussöffnungen einschnürt, kann die lichte Weite zwischen den Widerstandskörpern größer gewählt werden. Hierdurch wird die Gefahr einer Verstopfung durch Treibzeug weiter vermindert.
- – Die Ablösekanten der Wehrkörper können klar definiert werden, um strömungsbedingte Schwingungen zu verhindern. Zugleich wird die Verletzungsgefahr für Kanufahrer, welche über niedergelegte (oder aufgestellte) Wehrkörper fahren, minimiert.
- – An den Wehrkörpern können nahe der Drehachse Leitbleche vorgesehen werden, die verhindern, dass die „Strahlen”, wie sie bei Hochwasser zwischen den Wehrkörpern auftreten, auf die Raue Rampe gerichtet sind.
- – Wo die Erosion erst beginnt, das Grundwasser also noch nicht abgesunken ist, kann auf eine niedrige Raue Rampe verzichtet werden. Dann ist allerdings stromab eine Endschwelle erforderlich.
- – Wenn trotz der Wehranlage eine Sohlerosion eintritt, dann bleibt diese örtlich begrenzt.
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8.2 Einsatz zur Erhaltung der Schiffbarkeit bei Niedrigwasser
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- – In modifizierter Form (vgl. Absatz 7.3) erlaubt es das Hybrid-Wehr, den Niedrigwasserspiegel anzuheben.
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8.3 Vorteilhafte Detail-Lösungen
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Im Sinne einer optimalen Wirksamkeit hat sich im Rahmen der Erfindung als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Wehrkörper mit untereinander gleichem Abstand zueinander angeordnet werden.
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Es hat sich eine Anordnung als günstig erwiesen, bei der die Widerstandskörper mit einem gegenseitigen lichten Abstand zwischen 2 und 5 m angeordnet sind.
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Um die Belastungen bei Anstoßen von Treibholzstämmen u. A. zu verringern, kann es zweckmäßig sein, dass die Wehrkörper über Federelemente und/oder Stoßdämpfer an den Verankerungsmitteln angeschlossen werden.
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FIGURENBESCHREIBUNG:
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1: „Badewanne”
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2: Hydrodynamisches Wehr
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3: Querschnitt durch den Fluss
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4: Perspektivische Darstellung des Hydrodynamischen Wehrs in Stahlbauweise
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Figurenbeschreibung
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Zu 1: Die eingetiefte Sohle ist ausgezogen dargestellt, der zugehörige Wasserspiegel gestrichelt.
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Zu 2:
- Zu a): Der aufgerichtete Wehrkörper ist flächig schwarz dargestellt. „E-Linie OW” bzw. „E-Linie UW” bezeichnet die Energielinie im Ober- bzw. Unterwasser, „h” die Höhe der Rauen Rampe
- Zu b): Gestrichelt dargestellt ist die Strömung nach der Ablösung vom Wehrkörper
- Zu c): Dargestellt sind der Bohrpfahl incl. Zuganker sowie das Hebekissen mit aufgerichtetem Wehrkörper (durchgezogene Linie) bzw. abgelegtem Wehrkörper (gestrichelte Linie)
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Zu 3: Wiedergegeben ist der Querschnitt durch den Fluss. Im oberen Bild sind die Wehrkörper in reiner Stahlwasserbauweise dargestellt, im unteren das Hybrid-Wehr. Jeweils gestrichelt eingetragen sind die Oberkanten der Rauen Rampe, die übereinstimmt mit der Oberkante der abgelegten Wehrkörper bzw. des Schlauchwehrs.
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Zu 4: Perspektivische Darstellung des Hydrodynamischen Wehrs in reiner Stahlbauweise. Vorne sind die Wehrkörper in aufgerichtetem Zustand dargestellt (flächig schwarz), hinten in abgelegtem.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Friedrich Schöberl: „Abpflasterungs- und Selbststabilisierungsvermögen erodierender Gerinne”. Österreichische Wasserwirtschaft, Jg. 33, 1981 [0018]
