DE10201882A1

DE10201882A1 - Hochwasserschutzeinrichtung

Info

Publication number: DE10201882A1
Application number: DE10201882A
Authority: DE
Inventors: Roland Wegener
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2003-07-31

Abstract

Eine Hochwasserschutzeinrichtung zum Schutz von besiedelten oder landwirtschaftlich genutzten Gebieten vor Überflutung umfaßt zumindest einen im Boden angeordneten flutbaren Behälter (3), in dem eine Anzahl von Schwimmkörpern (2) angeordnet ist, auf denen Hubwände (1) abgestützt sind, die beim Anstieg des Wasserpegels in dem Behälter (3) aufschwimmen und die Hubwände (19 aus dem Behälter herausbewegen. Die Hubwände bestehen aus Leimholz und sind über eine Gelenkverbindung mit dem jeweiligen Schwimmkörper (2) verbunden, der ebenfalls zumindest teilweise aus Leimholz besteht, so daß der Schwimmkörper (2) und die Leimholz-Hubwand gemeinschaftlich die Hubfunktion übernehmen. Die Hubwände sind in einem oberen Halsteil des Behälters unter Abdichtung geführt, und horizontal benachbarte Hubwände sind durch einen eine Quelldehnung aufnehmenden Abstand voneinander getrennt, wobei der Abstand durch eine an zumindest einer Hubwand befestigte Abdeckdichtungsplatte abgedeckt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochwasserschutzeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Seit Menschengedenken errichten Menschen ihre Wohnstätten und landwirtschaftlichen Nutzflächen in unmittelbarer Nähe von Bächen, Seen und Flüssen um die Vorteile der Wasserversorgung und der günstigen Verkehrswege sowie den fruchtbaren Boden zu nutzen. Diese Vorteile werden jedoch durch sporadisch auftretende Überschwemmungen oft zunichte gemacht.

Wertvolles Brauch- und Nutzland kann in vielen Fällen nicht genutzt werden, da die Gefahr vor Überschwemmungen jeden Investitionswillen hemmt. Weiterhin treten auf Grund von Eingriffen in die Natur zunehmend Überschwemmungen in Gebieten auf, in denen man sich bisher vor Überflutungen sicher glaubte. Die jährlichen Hochwasserschäden erreichen allein im Bundesgebiet einen 3-stelligen Millionenbetrag.

Daher wurden zum Schutz gegen Hochwasser verschiedene Massnahmen entwickelt, die die Funktion haben, besiedelte oder landwirtschaftlich genutzte Gebiete vor Überflutung infolge steigenden Pegelstandes von stehenden oder fließenden Gewässern zu schützen.

Eine konventionelle Lösung besteht in der Verwendung von Erddämmen. Diese stellen insbesondere bei nachträglichem Aufbau einen Störfaktor im Landschaftsbild dar und erfordern hohe Bau- und Wartungskosten. Gleiches gilt auch für Beton-, Stahl- u. Glasschutzwände.

Weiterhin werden zunehmend Rückhalteflächen und Speicherbecken eingesetzt. Dies hat den Nachteil, dass sich ein Verlust an Bauland ergibt und nur eine bedingte landwirtschaftliche Nutzung möglich ist.

Auch eine Flussbegradigung ergibt nur einen geringen Schutz vor Hochwasser und führt in den meisten Fällen zu einer Schädigung des Wasserhaushaltes und zur Verlagerung der Hochwasserprobleme zu weiter flussabwärts gelegenen Gebieten.

Zum Schutz gegen relativ selten und nur kurzzeitig auftretende Hochwasserzustände werden auch transportable Elemente, im einfachsten Fall Sandsäcke, verwendet. Hierbei ist die Lagerung problematisch und es ergibt sich ein zu hoher Zeitaufwand im Katastrophenfall.

Weiterhin wurden bereits Klappwände vorgeschlagen, die jedoch den Nachteil haben, daß sie beispielsweise bei einer zu erwartenden Fluthöhe von etwa 3 m im Ruhezustand eine entsprechende Bodenfläche belegen und die erforderliche Gelenkausbildung störanfällig und wartungsintensiv ist.

Daher wurden auch bereits Hochwasserschutzeinrichtungen mit vertikal beweglichen Elementen vorgeschlagen, die mechanisch oder hydraulisch ausgefahren werden können. Die bekannten Elemente sind jedoch kostenintensiv, störanfällig und wartungsintensiv.

Eine gewisse Verbesserung derartiger Hochwasserschutzeinrichtungen ergibt sich durch die Verwendung von aufschwimmenden Hubwänden.

Bei einer bekannten Hochwasserschutzeinrichtung der im Oberbegriff des Anspruch 1 genannten Art (DE 195 22 614 A1) wird für die aufschwimmenden Hubwände eine mit beplankte metallische Fachwerkkonstruktion verwendet. Auf Grund des sich daraus ergebenden hohen Gewichtes der Hubwand sind sehr grosse Schwimmkörper und ein sehr großer Hubraum erforderlich. Die einzelnen Hubwände sind kompliziert und kostspielig aufgebaut und erfordern eine Vielzahl von Dichtungen, so dass sie nur schwierig zu warten sind. Bei Überflutung sind diese bekannten Hubwände vibrationsanfällig, da die einzelnen Hubwandelemente sehr starr sind, und es entstehen sehr hohe Kosten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochwasserschutzeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die die bei der Verwendung von vertikal beweglichen Hubwänden auftretenden Probleme beseitigt und insbesondere einen einfachen und kostengünstigen Aufbau aufweist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patenanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Hochwasserschutzeinrichtung wird das Grundprinzip der bekannten aufschwimmenden Hubwände beibehalten, jedoch hinsichtlich der Materialauswahl und des Aufbaus so verändert, dass die vorstehend genannten Probleme vermieden werden.

Durch die Verwendung von Leimholz für die Hubwände und zumindest einen Teil der Schwimmkörper wird das Gewicht verringert und der Auftrieb vergrößert, so daß die Abmessungen den die Schwimmkörper aufnehmenden Behälter verringert werden können.

Das ausgewählte Leimholz für die Hubwand hat z. B. bei aneinander gereihten Einzelelementen und einer wirksamen Schutzhöhe von 3,50 m nur eine statisch notwendige Breite von 0,20 m. Ein eventueller Anprall durch Treibgut oder Eisdruck sowie Vibration bei Überflutung wird durch die Elastizität des Leimholzes aufgefangen.

Der Schwimmkörper und die Hubwand sind im Gegensatz zu bekannten Ausführungsarten aus zwei gelenkig miteinander verbundenen Elementen hergestellt.

Der eigentliche Schwimmkörper besteht vorzugsweise aus einem allseitig geschlossenen Körper aus Leimholzplatten, der zur Auftriebsunterstützung mit Styropor oder einer Kunststoffblase gefüllt ist und den Wandabstand zum Betonbehälter durch Kunststoffschienen hält.

Die Hubwand trägt zum Auftrieb bei und wird durch einen zur Führung dienenden Halsteil der Oberseite des Behälters gegen den seitlichen Wasserdruck gehalten. Wenn der Schwimmkörper durch den Auftrieb bis zu seinem Anschlag an der Unterseite der oberen Wand des Behälters gehoben wird, ergibt sich eine Abdichtung des Schwimmkörpers gegenüber dieser oberen Wand. Dies hat den Vorteil, dass beim hydraulischen Hochfahren des Systems eine bessere Druckwasserdichtigkeit erreicht wird und eine Verkantung des Schwimmkörpers ausgeschlossen ist.

Der Halsteil des Behälters bildet vorzugsweise einen Teil der Deckwand des Behälters die lösbar an dem eigentlichen Behälter befestigt ist.

Daher kann der Behälter zunächst in das Erdreich versenkt oder in diesem an Ort und Stelle hergestellt werden, worauf die Schwimmkörper in die Behälter eingesetzt und die Behälter durch die vorgefertigte Deckwand mit dem Halsteil verschlossen werden.

Das Quellverhalten des Leimholzes wird in vertikaler Richtung durch einen Justierdorn auf der Oberseite des Schwimmkörpers und den Einbau eines darauf aufsteckbaren Quellschuhes in die Unterkante der Hubwand aufgefangen. Dies ermöglicht außerdem das Einsetzen der Hubwand durch den Halsteil der Deckwand des Behälters hindurch, nachdem dieser durch die Deckwand verschlossen wurde.

Auf der Leimholzschutzwand ist eine an ihr verschraubte Abdeckung aus Stahl befestigt die sich auf zwei Auflagerwinkel auflegt und dadurch die Verkehrslast aufnimmt. Die Wand hängt an ihrer Abdeckung und lässt sich zu Reparatur- und Wartungszwecken zum Ausbau hochziehen.

Das Quellverhalten des Leimholzes wird in vertikaler Richtung durch den Einbau eines Quellschuhes und eines Justierdornes zwischen dem Schwimmkörper und der Hubwand aufgefangen.

In horizontaler Richtung sind die Wandelemente durch eine Nut- und Federverbindung oder wahlweise durch Pufferelemente mit Stahldruckfedern verbunden, so dass auch in dieser Richtung das Quellen des Holzes unbedenklich ist.

Die Wasserdruckabdichtung wird durch fugenüberdeckende Kunststoffplatten erreicht. Des weiteren befinden sich zwei Gummi- oder Schlauchabdichtungen an der Unterseite des Halsteils des Behälters.

Der vertikale Anschluss an vorhandene, an die Hochwasserschutzeinrichtung angrenzende Wände wird durch ein sehr schmales Hubwandteil, welches fest an die anzuschließende Wand wasserdicht angebaut wird und sich mit einer Schiene oder einer Nut- und Federverbindung den Bewegungen der Hubwand anpasst, gelöst.

Der Anschluss an Böschungen wird durch Abtreppung des Systems und den Einbau einer Böschungsabdeckungsplatte, die am Beginn der Böschung mit einem Drehgelenk an der Oberkante der Hubwand befestigt ist, gelöst. Im Hochwasserfall drückt der Hub die Abdeckung über die Böschungskante.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich durch die in den Ansprüchen aufgeführten Merkmale sowie durch die nachstehend angegebenen Ausführungsbeispiele.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung der Hochwasserschutzeinrichtung mit den zwei voneinander getrennten Schwimmereinheiten (Leimholzhubwand und Schwimmkörper) sowie den Böschungsanschluss und Wandanschluss.
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung bei ausgefahrener Leimholzhubwand im Hochwasserfall mit Einlauf und Ablauf.
Fig. 3 eine schematische Schnittdarstellung bei Niedrigwasser mit den voneinander getrennten Schwimmereinheiten.
Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht der Hochwasserschutzeinrichtung mit allen technischen Einbauten.
Fig. 5 einen schematischen Schnitt einer Systemabdeckungsvariante.
Fig. 6 einen schematischen Schnitt der Schmutzsicherung im Hochwasserfall
Fig. 7 eine schematische Hubwandaufsicht mit Berücksichtigung des Quellverhaltens von Holz und seinen unterschiedlichen konstruktiven Ausführungsmöglichkeiten.
Fig. 8 eine schematische Darstellung der Abdeckschienen mit Schraub- und Schubverbindung.

Ausführungsformen der Erfindung

Die erfindungsgemäße Hochwasserschutzeinrichtung verwendet in an sich bekannter Weise aufschwimmende Hubwände, die in im Erdreich eingebauten Behältern 3 angeordnet sind, in denen sich ein Hubkörper befindet der bei steigendem Pegelstand aufschwimmt und sich an einer Aufkantung der Deckwand 3a des Behälters 3 arretiert.
Der Behälter 3 ist aus Beton oder anderen Materialien, wie z. B. Kunststoff oder Stahl hergestellt. Seine Oberkante liegt unter dem anstehenden Gelände 25 und er ist in entsprechenden wartungsfreundlichen Abständen durch einen einen Führungshals 26bildenden abnehmbaren zweiteiligen Revisionsdeckel 3a abgedeckt, der durch Schrauben 27 befestigt ist.
Der Behälter 3 weist weiterhin eine Ablaufrinne 20 auf seiner Sohle sowie eingebaute Gleitschienen 15 und Hubdichtungen 14 im Führungshals 26 der Deckwand 3a auf.
In dem Behälter ist ein Schwimmkörper 2 in Form eines transportfreundlichen, allseitig geschlossenen Körpers aus Leimholzplatten, die zur Auftriebsunterstützung mit Styropor oder einer Kunststoffblase ausgefüllt sind, angeordnet, der Seitenführungsabstandsplatten 11, einseitige Schwimmkörperabdeckplatten 10, einen Justierdorn 9 und Schwimmkörperauflageschienen 12 aufweist. Der Schwimmkörper 2 wird durch den abgenommenen Führungshals 26 eingebracht.
Wahlweise kann auch ein Schwimmkörper aus anderen Materialien, das den Belastungsdruck der Leimholzhubwand 1 aushält, verwendet werden.
Auf dem Führungshals 26 sind Stahlwinkel 18 oder Belastungsauflager aus anderen Materialien befestigt, die den Ruhedruck der von der Oberkante des Geländes 25 aus einzuhängenden Hubwandelemente 1 aus Leimholz sowie die Verkehrsbelastung aufnehmen können. An der Oberkante des wasserseitigen Stahlwinkels 18 befindet sich eine Schmutzdichtung 16 (Fig. 6), die durch ein Schraubblech gehalten wird. Dadurch können bei seitlichem Wasserdruck keine Fremdstoffe in das System eindringen.
In den Führungshals 26 wird nun die Hubwand 1 eingeschoben. Sie hat an ihrer Oberseite eine fest verbundene tragfähige Systemabdeckung 5, die die Zugbelastung der Hubwand und den statischen Verkehrsdruck aufnimmt. Die Hubwandelemente 1 sind als aneinander zu reihende Elemente ausgeführt, wobei das Quellverhalten des Leimholzes in vertikaler Richtung durch einen Quellschuh 8, der auf deren Unterseite befestigt ist, und über einen Justierdorn 9 auf dem Schwimmkörper 2 arretiert aufgefangen wird.
Der Quellschuh 8 und der Justierdorn 9 weisen ein Winkelspiel auf und ergeben eine steckbare Gelenkverbindung zwischen dem Hubwandelement und dem Schwimmkörper, die eine Winkelbewegung zwischen diesen Teilen ermöglicht.
Die Quellausdehnung in horizontaler Richtung 36 wird durch eine Nut- und Federverbindung 13, 31 oder wahlweise durch Pufferelemente mit Stahlfeder 32 und Einschubbolzen 33 (Fig. 7) aufgefangen. Für die Druckwasserdichtung sind an der Hubwand vertikal zur Wasserseite Hubwandabdeckplatten 17 (Fig. 7 u. 8) befestigt, die sich über das angrenzende Hubwandelement schieben und durch Schuböffnungsarretierschrauben 35 (Fig. 8) das unkontrollierte Auseinanderschieben verhindern. Zu diesem Zweck weisen die Hubwandabdeckplatten 17 Langlöcher 35 auf, die sich zur Aufnahme der Befestingungsschrauben 34 für ein Hubwandelement horizontal und für das benachbarte Hubwandelement vertikal erstrecken, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist.
Die Abdichtung gegen das Verhalten der kommunizierenden Röhre bei über Gelände ansteigendem Pegelstand wird dadurch vermieden, dass die Schwimmkörperabdeckplatte 10 sich unter die Führungshalsöffnung 26 drückt und den Ausdehnungszwischenraum 36 (Fig. 7) verschließt.
Des weiteren wird eine zusätzliche Abdichtung durch den horizontalen Wasserdruck durch den Andruck der Hubwand an der wasserseitigen unteren Führungshalsöffnung 26 erreicht.
Der Anschluss an Böschungen wird durch Abtreppung der unterirdischen Betonteile ausgeführt.
Am letzten Hubwandelement 1 kann auf der Oberkante ein Drehgelenk 6 für den beweglichen Anschluss eine Böschungsabdeckung 7 befestigt sein, die sich im Hochwasserfall über die Böschungskrone schiebt.
Der vertikale Wandanschluss 4 wird durch eine Hubführungsschiene, die fest mit einer angrenzenden Wand verbunden ist, hergestellt.

Claims

1. Hochwasserschutzeinrichtung zum Schutz von besiedelten oder landwirtschaftlich genutzten Gebieten vor Überflutung, mit zumindest einem im Boden angeordneten flutbaren Behälter (3), in dem eine Anzahl von Schwimmkörpern (2) angeordnet ist, auf denen Hubwände (1) abgestützt sind und die beim Anstieg des Wasserpegels in dem Behälter (3) aufschwimmen und die Hubwände (1) aus dem Behälter herausbewegen, dadurch gekennzeichnet, dass:

- die Hubwände (1) aus Leimholz bestehen, und über eine Gelenkverbindung (8, 9, 10) mit dem jeweiligen Schwimmkörper (3) verbunden sind, der ebenfalls zumindest teilweise aus Leimholz besteht, so dass der Schwimmkörper (2) und die Leimholzhubwand (1) gemeinschaftlich die Hubfunktion übernehmen,

- die Hubwände in einem oberen Halsteil (26) des Behälters (3) unter Abdichtung geführt sind, und

- horizontal beachbarte Hubwände (1) durch einen eine Quelldehnung aufnehmenden Abstand voneinander getrennt sind, wobei der Abstand durch eine an zumindest einer Hubwand (1) befestigte Abdeckdichtungsplatte (17) abgedeckt ist,

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindung durch einen mit der Hubwand (1) verbundenen Quellschuh (8) und durch einen an dem Schwimmkörper (2) verbundenen Justierdorn (9) gebildet ist, auf den der Quellschuh (8) mit Winkelspiel aufsteckbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Ausdehnung der einzelnen Hubwände (1) durch eine Nut- und Federverbindung (13, 31) aufgefangen wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die horizontale Ausdehnung der einzelnen Hubwände (1) durch Pufferelemente mit Stahlfeder (32) und Einschubbolzen (33) aufgefangen wird.

5. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Quellfugen horizontal oder vertikal durch Schwimmkörperabdeckplatten (10) oder Hubwandelementabdichtungen (17) abgedeckt sind, die mit Befestigungs- (34) und Schuböffnungsschrauben (35) arretiert sind.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubwand (1) an ihrem oberen Kopfende eine damit fest verbundene Systemabdeckung (5; 29) aufweist, die auf einem Auflagerwinkel (18) oder Stützelement auf der Oberseite des Behälters (3) aufliegt und die Wand im nicht gefluteten Zustand des Behälters (3) frei hängen lässt.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschluss der Hochwasserschutzeinrichtung an eine angrenzende Wand (4) durch eine fest mit der angrenzenden Wand verbundene Hubführungsschiene gebildet ist.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anschluss an die Hochwasserschutzeinrichtung angrenzende Böschungen an dem letzten Hubwandelement (1) auf dessen Oberkante ein Drehgelenk (6) angebracht wird, an dem eine Böschungsabdeckung befestigt wird.

9. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halsteil (26) des Behälters (3) an diesem durch Schraubverbindungen (27) befestigt und zu Revisionszwecken abnehmbar ist.

10. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite des Halsteils (26) Hubdichtungen (14) zur Abdichtung gegenüber dem Schwimmkörper (2) angeordnet sind.

11. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halsteil (26) in einem Abstand unterhalb der Geländeoberkante (25) angeordnet ist.

12. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmkörper (2) angebaute Seitenführungsabstandsplatten (11) aufweist.