DE10241088A1

DE10241088A1 - Vorrichtung zum Hochwasserschutz an Flüssen

Info

Publication number: DE10241088A1
Application number: DE10241088A
Authority: DE
Inventors: Nikolai Trakhtman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-02
Filing date: 2002-09-02
Publication date: 2004-03-11

Abstract

Die Erfindung besteht im Wesentlichen aus einer glatten Fläche (1), die im Flussverlauf an einer oder mehreren Stellen auf der Flusssohle abgelegt ist. Die Fläche (1) passt sich dabei der Flusssohle an oder ist entsprechend dieser vorgeformt. Durch die glatte Fläche (1) wird die Fließgeschwindigkeit des Flusses erhöht, so dass an dieser Stelle das Wasser schneller abfließt. Die Fläche (1) besteht vorteilhaft aus einer Matte, die durch Rippen (2, 3) längs- und querversteift ist. DOLLAR A Die Hochwasserschutzfläche ist umweltfreundlich, preisgünstig und energiesparend. Durch Auffüllen mit Wasser ist sie schnell am Einsatzort einsetzbar und kann für den Transport zusammengelegt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Hochwasserschutz an Flüssen, deren Nebenflüssen und ähnlichen fließfähigen Gewässern durch Erhöhung der Fließgeschwindigkeit.
[Stand der Technik]
Allgemein sind Vorrichtungen zum Hochwasserschutz an Flüssen und deren Nebenflüssen bekannt, die entweder aus Schutzbauten, wie Deiche, Dämme oder Wasserrückhaltebecken bestehen, oder durch Pumpanlagen eine Beschleunigung des Wasserabflusses bewirken.
In der Erfindungsschrift DE 297 20 072 U1 ist eine Wasserabflussbeschleunigungsanlage veröffentlicht, die der Vorbeugung des Wasseraustritts aus einem Flussbett dient und aus drei Baugruppen besteht:

– einer in das Flussbett und das Flussufer eingebauten Schienenbahn,
– einer aus Turbinensätzen bestehenden Plattform und
– einer Kraftanlage.

Diese Wasserabflussanlage ist kompliziert im Aufbau und die Exploitationskosten sind zu hoch.
Eine ähnliche technische Lösung ist in der Patentschrift DE 472 335 beschrieben, bei der große Pumpanlagen insbesondere an Flussmündungen eine Erhöhung der Fließgeschwindigkeit durch eine Vergrößerung des Spiegelgefälles hervorrufen.
Diese Lösung ist, ähnlich wie die zuvor kritisierte, in ihrer Verwendung zu kostspielig und die Ökologie des gesamten Flusslebens, insbesondere im Bereich der Pumpen ist stark gefährdet.
Des weiteren ist eine Vorrichtung zum Hochwasserschutz an Flüssen bekannt, die auf dem Prinzip der technischen Lehre der Patentanmeldung DE 100 24 242 A1 basiert.
Diese Vorrichtung besteht aus einer Wasserführung, beispielsweise in Form eines Rohres, das auf dem Grund des Flusses ausgelegt ist und durch die das Flusswasser durch ein Pumpenwerk gedrückt wird. Auch hier wird durch ein künstliches Absenken des Wasserspiegels das Gefälle des Flusses vergrößert und somit die Fließgeschwindigkeit erhöht. Die Einrichtung soll im Flussverlauf mehrfach, an seinen Nebenflüssen und im Bereich besonders gefährdeter Gebiete angeordnet werden.
Der Nachteil dieser Lösungen besteht ebenfalls in dem hohen Energieaufwand für die Pumpenwerke, die erhebliche Wassermengen bewegen müssen.
Allgemein ist auch bekannt, dass die Fließgeschwindigkeit eines Flusses neben dem Flussgefälle auch von der Rauheit der Flusssohlen abhängt.
[Aufgabe der Erfindung]
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Hochwasserschutz an Flüssen zu schaffen, die umweltfreundlich, preisgünstig, energiesparend und schnell einsetzbar ist.
Die Aufgabe wird mit den erfindungsgemäßen Merkmalen des 1. Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorrichtung zum Hochwasserschutz an Flüssen, deren Nebenflüssen und ähnlichen fließfähigen Gewässern basiert auf dem Prinzip einer künstlichen Erhöhung des Spiegelgefälles eines Flusses. Sie besteht im wesentlichen aus einer glatten Fläche, die im Flussverlauf an einer oder mehreren Stellen auf der Flusssohle abgelegt ist. Die Fläche passt sich dabei der Flusssohle an oder ist entsprechend dieser vorgeformt.
Die Längenausdehnung der Fläche in Flussrichtung ist wesentlich größer als die Breite der Fläche quer zur Flussrichtung.
Durch die glatte Fläche wird die Fließgeschwindigkeit des Flusses erhöht, so dass an dieser Stelle das Wasser schneller abfließt. Es können dabei Ortschaften, Gehöfte oder andere gefährdete Einrichtungen vor Hochwasser geschützt werden.
Zusätzlich ist es zweckmäßig, die Fläche in einem stärkeren Gefälle als das der Flusssohle anzuordnen. Dadurch entsteht vor der Fläche ein kleiner Stau und das Wasser fließt an der gefährdeten Stelle um so schneller ab,
Die Fläche besitzt im wesentlichen die Form eines Rechteckes. Je nach Größe des Flusses kann eine Fläche aus mehreren Teilflächen zusammengesetzt eine größere rechteckige Fläche bilden. Auch die Zusammensetzung anderer Formen, als die eines Rechteckes, sind entsprechend der Größe des Flusses und der Gestalt des Flussverlaufes möglich.
Die Fläche für den Hochwasserschutz besteht vorteilhafterweise aus einer versteiften Matte mit einer glatten Oberfläche über die das Wasser des Flusses fließen kann.
Die Matte ist dabei durch Rippen derart längs- und querversteift, dass sie in Längsrichtung starr ist, sich aber in Querrichtung der Flusssohle anpasst, die entsprechend der Flussgröße mehr oder weniger rinnenförmig gewölbt sein kann.
Zweckmäßigerweise sind dafür die Längsversteifungsrippen im wesentlichen starr und die Querversteifungsrippen biegsam ausgeführt.
Sie sind derart miteinander verbunden oder verzahnt, dass die obenaufliegende Matte zu einer glatten Fläche gespannt ist. Die Längs- und Querversteifungsrippen können aber auch zusammen eine Einheit bilden, zum Beispiel derart, dass die Längsversteifungsrippen in einer Halbrundform ausgebildet und die Querversteifungsrippen als flache Stege zwischen den Längsversteifungsrippen angeordnet sind.
Um der Fläche ein stärkeres Gefälle als das der Flusssohle zu geben, besitzen die Längsversteifungsrippen flussabwärts einen geringeren Querschnitt als flussaufwärts.
Die gesamte Matte, die zum Beispiel aus Polymerfolie hergestellt ist, ist zusammen mit den Längs- und Querversteifungen zusammenrollbar oder zusammenlegbar ausgeführt, damit ein kleines Transportvolumen entsteht. Dazu bestehen die Längs- und Querrippen zweckmäßigerweise aus Schläuchen, die über ein Wassereinlass-/Wasserablassventil verfügen und mittels einer stationären oder mobilen Pumpe an Ort und Stelle aufgefüllt werden, so dass die darüber gespannte Matte eine glatte Oberfläche erhält. Anschließend wird die gespannte Matte in den Fluss abgesenkt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass die Vorrichtung zum Hochwasserschutz an Flüssen und deren Nebenflüssen eine lokale Erhöhung der Wasserfließgeschwindigkeit hervorruft, so dass nach einer Hochwasservorhersage die angekündigte Wassermenge schnell flussabwärts geleitet werden kann. Die höhere Fließgeschwindigkeit des Wassers wird durch eine Verringerung der Rauheit der Flusssohle erzielt und kann zusätzlich durch ein höheres Gefälle der abgesenkten glatten Fläche gegenüber der Flusssohle partiell weiter verstärkt werden. Das Spiegelgefälle steigt somit in Gegenrichtung des Abflusses.
[Beispiele]
An Hand von Zeichnungen werden vorteilhafte Ausführungen der erfindungsgemäßen Lösung näher beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung der Hochwasserschutzfläche in Form einer Matte in der Draufsicht,
2 eine Darstellung der Hochwasserschutzfläche gemäß 1 in den Seitenansichten A-A und B-B,
3 eine schematische Darstellung zur Verlegung der Hochwasserschutzfläche auf der Flusssohle in zwei Ansichten und der Skizzierung der ihrer Wirkungsweise,
4 Beispiele verschiedener Mattenformen, die sich durch ein unterschiedliches Zusammenlegen mehrerer Matten ergeben.
Der grundsätzliche Aufbau der Hochwasserschutzfläche 1 in Form einer Matte zum Verlegen auf der Flusssohle ist in 1 und 2 dargestellt. 1 zeigt eine schematische Ansicht von oben und 2 Seitenprojektionen der Ausschnitte A-A und B-B.
Die Matte 1 wird durch Längsversteifungsrippen 2 und Querversteifungsrippen 3 stabilisiert und aufgespannt. Über ein Wassereinlass- und Wasserauslassventil 4 werden die Längs- und Querversteifungsrippen 2, 3 erst am Einsatzort befüllt, so dass ein geringes Transportvolumen gegeben ist.
In 2 ist deutlich die Ausführungsform zu erkennen, bei der die Längsrippen 2 aus Schläuchen in Halbrundform bestehen und die Querrippen 3 flache Stege sind. Entsprechend einer weiteren Ausführungsform kann der durch die Matte 1 gebildeten Fläche ein Gefälle gegeben werden. Das geschieht durch eine sich stromabwärts verringernde Höhe h' gegenüber der Höhe h der Längsversteifungsrippen 2.
Die Längsversteifungsrippen 2 und die Querversteifungsrippen 3 bilden nach 1 und 2 eine miteinander verbundene Einheit, so dass nur durch ein Ventil 4 Wasser aufgefüllt werden muss.
Eine Mögliche Verlegung der Hochwasserschutzfläche längs eines Flusses stellt 3 dar.
Die Matten 1 sind im Flussverlauf in Abständen am Flussboden verankert und so angelegt, dass die nächste von oben aus angelegte Matte 1 am Ende des durch die vorhergehende Matte hervorgerufenen Wasserspiegelgefälles liegt. Auf den mit der Matte 1 bedeckten Abschnitt wird die Rauheit viel kleiner und die Stromgeschwindigkeit beschleunigt sich.
Die erste Matte 1 wird zweckmäßigerweise so angelegt, dass die Wassermengen vom Meer oder See schnell angenommen werden. Der Wasserspiegel steigt hier in Richtung des Meers bzw. See an und erhält ein Gefälle zur Mündung.
Wenn das Sohlengefälle sehr klein ist, wird die Matte 1 zweckmäßigerweise so angelegt, dass ihr Gefälle größer ist, als das Sohlengefälle. Dieses wird erreicht, indem mit einem geringen Unterschied zwischen der Höhe h der Längsversteifungsrippe 2 flussaufwärts und der Höhe h' flussabwärts ein Gefälle und somit ein doppelter Gewinn erzielt wird. Das Flussgefälle steigt und die Rauheit nimmt ab.
Gemäß 4 ist dargestellt, dass die Hochwasserschutzfläche durch die Kombination aus mehreren Matten unterschiedliche Formen annehmen kann:

– Eine rechteckige Fläche, die aus einer Matte gebildet ist,
– eine rechteckige Fläche, die aus vier Matten gebildet ist und
– eine annähernd dreieckige Fläche, die aus sechs Matten gebildet ist.

Die Mattenmenge hängt von der Größe der Flüsse ab. In kleinen Flüssen kann eine Matte, in Abständen verlegt, ausreichend sein.
Die Vorteile der neuen Vorrichtung gegenüber den bekannten bestehen darin, dass die Matten energiesparend und preisgünstig sind und keine großen Wasserbaumassnahmen erfordern.
Energie wird nur für die Wasserfüllung der Matten mittels Pumpen, den Transport der Matten und das Ablegen auf dem Flussboden benötigt.
Nach dem Hochwasser wird die Matte oder die Matten aus dem Fluss entfernt und der Fluss nimmt wieder seinen natürlichen Verlauf.

Claims

Vorrichtung zum Hochwasserschutz an Flüssen, deren Nebenflüssen und ähnlichen Gewässern, bestehend aus einer glatten Fläche (1), die im Flussverlauf an einer oder mehreren Stellen auf der Flusssohle abgelegt und verankert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Fläche (1) in Flussrichtung wesentlich größer als die Breite der Fläche quer zur Flussrichtung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (1) der Flusssohle angepasst oder entsprechend dieser vorgeformt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (1) auf der Flusssohle derart angeordnet ist, dass sie gegenüber der Flusssohle ein stärkeres Gefälle aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (1) die Form eines Rechteckes besitzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Flächen (1) in Abständen im Flussverlauf voneinander entfernt auf der Flusssohle abgelegt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fläche (1) aus mehreren Teilflächen besteht, die zusammengesetzt ein beliebiges, dem Flussverlauf und der Flussgröße angepasstes Format ergeben.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (1) aus einer versteiften Matte mit einer glatten Oberfläche besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte durch Rippen (2, 3) längs- und querversteift ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und Querversteifungsrippen (2, 3) derart miteinander verbunden oder verzahnt sind, dass nach oben hin für die Matte eine glatte Fläche (1) gebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und Querversteifungsrippen (2, 3) eine Einheit bildend angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsversteifungsrippen (2) in Halbrundform ausgebildet sind und die Querversteifungsrippen (3) als flache Stege zwischen den Längsversteifungsrippen (2) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsversteifungsrippen (2) flussabwärts eine geringere Höhe h' als flussaufwärts besitzen.
Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Längs- und Querversteifungsrippen (2, 3) aus Schläuchen bestehen, die über ein Wassereinlass/Wasserablassventil (4) mittels einer Pumpe auffüllbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Matte aus Polymerfolie besteht.