DE10239036A1

DE10239036A1 - Vorrichtung zum Schutz vor Überschwemmungen und Überflutungen

Info

Publication number: DE10239036A1
Application number: DE2002139036
Authority: DE
Inventors: Charalampos Avgoustinos
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2004-03-25

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Vorrichtung, die dem Schutz vor Überschwemmungen dient, indem drohendes Hochwasser durch die Vorrichtung nahezu vollständig aufgehalten und Deiche gegebenenfalls verstärkt werden. Die Vorrichtung besteht aus einem modularen System aus miteinander verbundenen Behältern, die zu einem provisorischen Damm aufgestellt und mit Flüssigkeit bzw. Wasser gefüllt werden. Gefüllt und miteinander verbunden weisen die aneinander gereihten Behälter ein ausreichendes Eigengewicht und die erforderliche Stabilität auf, um strömende Wassermassen und Überflutungswellen aufzuhalten. DOLLAR A In einer für eine schnelle Beförderung vorgesehenen Ausführung der Erfindung werden annähernd zylindrische und auf der oberen Seite offene Behälter unterschiedlicher Größe verwendet und ineinander gesteckt. Am Einsatzort werden diese auseinander gesteckt, zu der beschriebenen Vorrichtung miteinander verbunden und mit Flüssigkeit gefüllt. Die Behälter können durch eine Vielzahl an Verankerungspunkten in unterschiedlichen Winkeln miteinander verbunden werden, um gerade, kreisförmige oder schlangenförmige provisorische Dämme zu bilden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Vorrichtung, die dem Schutz vor Überschwemmungen dient, indem Hochwasser bzw. größere Wassermengen durch die Vorrichtung nahezu vollständig aufgehalten und Deiche gegebenenfalls verstärkt werden.

Auf dem Gebiet der Bekämpfung von Überflutungen sind Vorrichtungen und Maßnahmen bekannt, in denen:

– Sandsäcke zu provisorischen Dämmen gestapelt werden;
– provisorische Schutzplatten aufgestellt werden, die auf der trockenen bzw. dem Wasserdruck abgewandten Seite durch ein Gerüst verstärkt und gehalten werden und zum Boden hin abgedichtet werden. Diese Vorrichtung wird jedoch bevorzugt nur bei geringeren Wasserhöhen eingesetzt, wird kann nur relativ aufwändig aufgebaut werden und hält dem Druck der auftretenden Überflutungswellen meist nicht stand. Ein solches System wird von den englischen Unternehmen AntiFlood, Geodesign AB und Bauer Innen City Ltd. entwickelt;
– an den Ufern von Kanälen oder Seen Systeme wie bspw. die vom Ingenieurbüro HWS Technologie AG vorgeschlagenen zwei bis drei Meter breiten Geh- oder Fahrwege eingebaut werden, die sich am Flussufer oder an den hochwassergefährdeten Stellen entlangziehen. Bei Hochwassergefahr werden diese Weg hochgeklappt und stellen eine Wasserschutzmauer dar;
– flexible Schutzfolien vom Boden aus um Gebäude oder Häuser gewickelt werden wie bspw. das Englische Neptune System von der Firma Floodskirt oder sich selbstständig mit Hilfe von Schwimmkörpern aufrichten wie bspw. das System von der Firma Flood Protection Systems Belarbi AB;
– flexible Schutzfolien durch ein integriertes Verstärkungsgerüst zu Schutzwänden von bis zu 1 m Höhe aufgezogen werden wie bspw. von den Firmen HYDROSCIENCE Ltd;
– ein sehr großes und längliches nach oben offenes Kissen oder ein Schlauch aus weichem Material mit Wasser gefüllt wird und eine Schutzschild bildet. Ein solches System wird bspw. von den Firmen Aquadam, Quick Damm GmbH und GreenBanks erosion control systems angeboten. Als vorteilhaft ist anzusehen, dass sich diese Vorrichtungen den Gegebenheiten des Bodens anpassen. Als nachteilig erweisen sich hier jedoch die Empfindlichkeit der Hülle, das geringe Höhen-Seiten-Verhältnis und damit die Wirksamkeit der Vorrichtungen. Zudem können diese Systeme keine Höhenunterschiede ausgleichen und nur in horizontaler Lage bzw. auf geradem Boden eingesetzt werden;
– Schaumstoff-Sprüh-Vorrichtungen wie bspw. von der Firma Bentley International Ltd. angeboten werden, welche den Aufbau einer wasserfesten Schaumstoffbarriere ermöglichen. Diese schwimmen jedoch leicht weg, da sie ein zu geringes spezifisches Gewicht aufweisen;
– Fenster und Türen verschlossen und mit verschiedenen Barrieren und Schutzvorrichtungen (z.B. Holz- oder Aluminium-Platten) abgedichtet werden.

Obgleich die zum Stand der Technik gehörenden Vorrichtungen einen ausreichenden Schutz vor Überflutungen bei geringen Wasserspiegelhöhen und Flutwellengeschwindigkeiten bieten, ist bei größeren Hochwasser- und Überschwemmungskatastrophen, die bspw. bei einem brechenden Damm auftreten, kein ausreichender Schutz geboten. Die meist schnelle Flutwelle besitz eine hohe kinetische Energie und Wasserspiegelhöhe, die durch herkömmliche Vorrichtungen nicht aufgehalten werden kann. Um einen ausreichenden Schutz zu gewährleisten, werden entsprechend Vorrichtungen benötigt, die

– ein hohes Eigen- bzw. Einsatzgewicht besitzen, um den mit hoher Energie antreffenden Flutwellen zu widerstehen,
– eine ausreichende Höhe von bis zu 3 m oder mehr aufweisen,
– Höhenunterschiede ausgleichen bzw. auf schrägem Gelände angebracht werden können,
– möglichst einfach zu transportieren sind, was bei vielen Vorrichtungen im Widerspruch zu dem benötigten hohen Eigengewicht der Vorrichtung steht,
– den Bodenverhältnissen angepasst werden können,
– einen möglichst modularen Aufbau besitzen, um in Länge und Höhe dem spezifischen Bedarf angepasst zu werden,
– gegen spitze Gegenstände, die am Boden oder durch die Flutwelle transportiert werden, einen ausreichenden Struktur- und Oberflächenwiderstand bieten.

Die hier beschriebene Erfindung, die diesen Anforderungen genügen soll, betrifft eine Vorrichtung zum Schutz vor Überschwemmungen und Überflutungen, indem Hochwasser aufgehalten und/oder Deiche verstärkt, erhöht und/oder statisch stabilisiert werden. Wie in der ersten Abbildung (1) dargestellt besteht die Vorrichtung aus einem modularen System aus miteinander abdichtend verbundenen Behältern (1), die eine Schutzwand bzw. einen künstlichen Damm bilden. Um die erforderliche Stabilität aufzuweisen und den Flutwellen (3), die mit hoher kinetischer Energie eintreffen, zu widerstehen, werden die Behälter mit Wasser (2) bzw. Flüssigkeit und/oder schweren Gegenständen und/oder Sand gefüllt.
Die Behälter (12) weisen eine annähernd zylindrische Form auf. Durch den kreisförmigen Querschnitt werden die Außenwände der Behälter hauptsächlich auf Zug beansprucht, was die Auswahl von kostengünstigen Kunststoffmaterialen ermöglicht und wodurch die Zylinder (12) bzw. Behälter eine Höhe von bis zu 6 m oder mehr erreichen können. Am äußeren Umfang der Behälter sind diverse Verbindungspunkte (5) und Dichtungen (13) angebracht, die eine abdichtende Verbindung zwischen den Behältern ermöglichen.
In der in 4 und 8 dargestellten Ausführung der Behälter werden als Anbindungspunkte „T"-förmige Nuten (5) vorgesehen, in denen eine „H"-förmige Schiene (7) eingeschoben wird, um die Behälter zu verbinden.
In einer besonderen Ausführung der Erfindung weisen die Behälter einen polygonförmigen Querschnitt auf, wobei die Hexagon-Ausführung bevorzugt wird (1 und 4). Diese Ausführung, die für kleinere bzw. in der Höhe niedrigere Vorrichtungen ausgelegt ist, bietet bessere Dichtungs- und Stabilitätseigenschaften (2).
Obgleich die Anbindungspunkte willkürlich am äußeren Umfang der Behälter angebracht werden können, wird in den abgebildeten Ausführungen der Erfindung (3 und 7) eine jeweils um 60° versetze Aufstellung der Verbindungspunkte bzw. -möglichkeiten bevorzugt. Dadurch können die Behälter in einer Linie oder in einem durch 60° teilbaren Winkel zueinander aufgestellt werden. Zur Verstärkung der Konstruktion können zudem wabenähnlich weitere Behälter in zweiter, dritter oder vierter Reihe, wie in 2 und in 6 dargestellt, aufgestellt werden.
Um eine bessere Abdichtung der Vorrichtung zum Geländeboden zu erreichen und eine Unterströmung der Vorrichtung zu vermeiden, werden die Behälter auf ihrer Unterseite mit einer Flächendichtung (11) ausgestattet, welche auch mit einer folienartigen Lippe verstärkt werden kann oder durch ein aufblasbares Wasser- oder Luftkissen ersetz wird.
Werden zusätzliche Öffnungen bzw. Ventile (10) auf den Umfangseiten (9) angebracht, wird das Entleeren der Behälter vereinfacht und ein selbstständiges Füllen bzw. Absinken der Behälter ermöglicht. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn die Behälter in einem bereits mit Wasser überfluteten Bereich eingesetzt werden sollen. Die Ventile würden in diesem Fall geöffnet, bevor die Behälter auf der Wasseroberfläche abgesetzt werden.
Zusätzlich können die Behälter am Boden mit einer speziellen ausfahrbaren Verankerung (14) befestigt werden, welche die Form eines Nagels, Dolches oder eines anderen, aus dem Stand der Technik bekannten Profils haben kann.
Der Transport der Behälter und deren Positionierung am Einsatzort wird durch Tragehaken oder Löcher (8) am oberen Ende des Behälterumfanges vereinfacht. Die Behälter können somit zum Transportan einen Kran oder Hubschrauber aufgehängt werden.
In einer besonderen Ausführung der Erfindung (11) werden Behälter mit leicht unterschiedlichem Durchmesser aufgeführt, die es ermöglichen, die Behälter ineinander zu stecken und platzsparend zu lagern und zu transportieren.
Eingesetzt wird die Vorrichtung an Orten, an denen bedrohliches Hochwasser aufgehalten und Überschwemmungen vermieden werden sollen. Leichte Unebenheiten des Geländes können durch den vertikalen Freiheitsgrad der Verbindungsschiene kompensiert werden. Bei Unregelmäßigkeiten des Geländes können diese vor dem Anbringen der Vorrichtung durch Sand, Erde oder Sandsäcke ausgeglichen werden. Ist die Vorrichtung aufgebaut, werden die Behälter mit Wasser aufgefüllt.
Die Vorrichtung kann außerdem zur Verstärkung von bestehenden Deichen eingesetzt werden. Auf der Deichkrone angebracht verlängert die Vorrichtung den Schutz in die Höhe, wodurch die Abwehr von größeren Wasserspiegelhöhen ermöglicht und eine Überflutung des Deiches verhindert werden. Zudem wirken das hohe Eigengewicht der Vorrichtung und der dadurch erzeugte Anpressdruck auf den Deichkörper stabilisierend, so dass die Gefahr eines Deichbruches reduziert wird.
Die Vorteile der Erfindung liegen somit gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen in:

– den modularen Systemeigenschaften, welche den Aufbau von linien-, kreis- und schlangenförmigen Schutzvorrichtungen bzw. künstlichen Dämmen ermöglicht, um entsprechend dem Gelände angepasst zu werden,
– dem vertikalen Freiheitsgrad der Behälteranbindungen, was eine Anpassung an Unebenheiten des Geländes ermöglicht,
– dem durch die gefüllten Behälter hohen Eigen- bzw. Einsatzgewicht, welches den Druck des Hochwassers einen hohen Widerstand bietet,
– der Möglichkeit, die Vorrichtung durch den Aufbau von einer zweiten oder dritten Behälterreihe in sich zu verstärken,
– der Eigenstabilität des Systems, welches keine zusätzlichen Verstärkungsgerüste oder Verankerungspunkte benötigt,
– der Widerstandsfähigkeit der starren Behälteroberfläche gegen spitze Gegenstände,
– dem leichten Transportgewicht,
– der einfachen Auf- und Abbaumöglichkeit der Vorrichtung,
– dem relativ geringen Herstellungsaufwand.

Für die Herstellung der Behälter können allgemeine, zum Stand der Technik gehörende Materialien wie Thermoplaste, Duroplaste oder Metalle und entsprechende Fertigungsverfahren verwendet werden.

Claims

Eine selbsttragende und gerüstlose Vorrichtung zum Schutz vor Überschwemmungen und Überflutungen, umfassend ein modulares System aus selbsttragenden, starren Behältern, die mit Flüssigkeit und/oder schweren Gegenständen und/oder Sand gefüllt werden und deren äußere Umfangsfläche diverse Verbindungsmöglichkeiten aufweist, um miteinander zu einem künstlichen Damm abdichtend verbunden zu werden.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), worin die am Umfang der Behälter vorgesehenen Verbindungsmöglichkeiten in einem Winkel von 60° zueinander stehen, um den Aufbau von unterschiedlichen Dammführungen und die Aufstellung der Behälter in einer wabenähnlichen Zusammenführung zu ermöglichen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), worin die Behälter von oben betrachtet eine zylindrische Form besitzen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), worin die Behälter von oben betrachtet eine Polygon-Form besitzen und an einer oder mehreren Seitenflächen Verbindungsmöglichkeiten aufweisen, um miteinander zu einem geraden, kreisförmigen oder schlangenförmigen künstlichen Damm abdichtend verbunden zu werden.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), Unteranspruch (2) und Unteranspruch (4), worin die Behälter von oben betrachtet eine Hexagon-Form besitzen, um die paketartige bzw. wabenähnliche Zusammenführung mehrerer Behälter zu ermöglichen, damit die Vorrichtung bzw. der errichtete Damm an bestimmten Stellen verstärkt werden kann.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), worin die Behälter zusätzliche Aufnahmevorrichtungen aufweisen, um feste Gewichte oder Sandsäcke aufzunehmen und dadurch ihr Gesamtgewicht und ihre Verdrängung zu erhöhen.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), worin die Behälter oben offen sind und unterschiedliche Durchmesser oder Kantenlängen aufweisen, so dass sie im leeren Zustand ineinander gesteckt werden, um den Transport zu erleichtern.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1) und Unteranspruch (7), worin die oben offenen Behälter mit Deckeln versehen werden, die am Einsatzort angebracht werden können, um die gesamte statische Stabilität der Vorrichtung zu verstärken.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), worin die Behälter seitliche Öffnungsklappen bzw. Ventile aufweisen, um ein Sinken und das selbstständige Auffüllen zu ermöglichen, wenn die Behälter auf einer bestehenden Wassermenge abgelegt werden bzw. in diese eingetaucht werden, und um das selbstständige Hinausströmen des Wassers aus den Behältern zu verhindern.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), worin die Verbindungsmöglichkeiten am äußeren Umfang der Behälter die Form von „T"-Nuten aufweisen, in die zur Verbindung der Behälter untereinander ein „H"-förmiges Profil bzw. eine „H"-förmige Schiene eingeschoben wird.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), worin die Behälter auf ihrer äußeren unteren Seite mit einer weichen Materialschicht bestückt werden, die durch den hohen Anpressdruck der gefüllten Behälter dem Boden bzw. der Geländeoberfläche angepasst werden, um bessere abdichtende Eigenschaften zu erreichen und das Unterströmen der Vorrichtung zu verhindern.
Eine Vorrichtung gemäß Anspruch (1), worin an der äußeren unteren Seite der Behälter aufblasbare Luft- bzw. Wasser-Kissen aus elastischem Material angebracht werden, um eine bessere Anpassung an die Geländeoberfläche zu gewährleisten.