DE10316130A1 - To stabilize a river bed, especially when in spate, floats are placed at intervals across the flow to rise up with the water and generate a turbulence for conversion into electrical or thermal energy - Google Patents

To stabilize a river bed, especially when in spate, floats are placed at intervals across the flow to rise up with the water and generate a turbulence for conversion into electrical or thermal energy Download PDF

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Abstract

To stabilize the bed of rivers and the like, where there is flowing water, a number of floats (2) are placed at intervals across the direction of the water (1) flow, held at least at their upstream ends by anchors (5) at the river bed (4). As the water level rises, the floats rise up and generate a turbulence which can be converted into electrical or thermal energy.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Sohlstabilisierung von fließenden Gewässern.The The invention relates to an arrangement for stabilizing the bottom of flowing water.

Der Ausbau von Flüssen hat i.a. zum Ziel, das Flussbett sehr strömungsgünstig und leistungsfähig zu machen. Aufgrund der großen Fließtiefe und des hohen Gefälles treten bei Hochwasser – verglichen mit dem Naturzustand – sehr hohe Sohlschubspannungen auf, die zur Sohlerosion führen. Dadurch sinkt der Wasserspiegel ab und in gleichem Maße das Grundwasser. Verschärft wird die Sohlerosion, wenn von Oberstrom kein Geschiebe mehr nachkommt, so dass der Fluss jeweils unterhalb des zuletzt gebauten Querbauwerks (Raue Rampe oder Wehr) Geschiebe aufnimmt, bis das Geschiebegleichgewicht wieder erreicht ist.The Expansion of rivers generally has the goal is to make the riverbed very streamlined and efficient. Because of the big flow depth and the high gradient occur during floods - compared with the state of nature - very high base shear stresses that lead to base erosion. Thereby the water level drops and the groundwater to the same extent. Is tightened Soil erosion when there is no more bed load from Oberstrom, so that the river is below the last built transverse structure (Rough ramp or weir) Attachments picks up until the attachments balance is reached again.

Die klassische und bisher einzige Lösung des Problems – sieht man von der Verbreiterung der Sohle ab – besteht darin, Raue Rampen oder Wehre einzubauen, um die überschüssige Energie in Wärme umzuwandeln oder wenigstens den Mittelwasserspiegel auf die frühere Höhe anzuheben. Vielfach lässt die Topographie allerdings nur niedrige Rampen zu. Diese können zwar den Mittelwasserspiegel anheben, sind jedoch nicht in der Lage, die Strömungsenergie der Hochwasserabflüsse nennenswert zu vermindern. Die verbleibende hohe Strömungsenergie erodiert die Sohle und verursacht so in den "Stau"-Haltungen langgezogene "Badewannen", d.h. Übertiefen von bisweilen 2 – 3 m. Als Folge davon ist die Fließgeschwindigkeit bei Mittel- und Niedrigwasser in den Stauhaltungen stark herabgesetzt, was dem Ziel der Fließwasser-Charakteristik entgegenläuft.The classic and only solution of the Problems - sees one of the widening of the sole - consists of rough ramps or weirs to incorporate the excess energy in warmth convert or at least raise the mean water level to the previous level. Often leaves the topography, however, only has low ramps. These can raise the mean water level, but are unable to the flow energy of flood drains decrease significantly. The remaining high flow energy erodes the sole, causing in the "traffic jam" poses elongated "bathtubs", i.e. About depths sometimes 2 - 3 m. As a result, the flow rate in medium and low water in the congestion, greatly reduced, which the goal of running water characteristics runs counter.

Um der Strömung Energie zu entziehen, könnte man grundsätzlich den Oberflächenwiderstand des Flusses erhöhen, indem man flächig einen groben Steinwurf einbringt. Dieses Vorgehen scheidet jedoch aus ökologischen und finanziellen Gründen aus.Around the current Could drain energy one basically the surface resistance of the river, by looking flat brings in a rough stone throw. However, this approach is different from ecological and financial reasons out.

Weiter bestünde die Möglichkeit, den Formwiderstand des Flusses zu erhöhen. Hierzu könnte man, zumindest theoretisch, "Hinkelsteine" von mehreren Metern Höhe als Widerstandskörper senkrecht in die Flusssohle einbauen. Landschaftsästhetische und bautechnische Argumente schließen diese Lösung jedoch aus.Further would the possibility, to increase the shape resistance of the river. For this you could at least theoretically, "Hinkelsteine" of several meters Height as resistance body Install vertically in the river bed. Landscape aesthetics and close engineering arguments this solution however out.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung aufzuzeigen, durch die gerade bei Hochwasser wirkungsvoll Energie umwandelt wird und zwar auch dort, wo keine Absturzhöhe zur Verfügung steht, wie sie für hydraulisch wirksame Bauwerke bislang erforderlich ist.The The invention is therefore based on the object of providing a solution, through which energy is effectively converted, especially during floods even where there is no fall height available, such as for hydraulic effective structures has so far been required.

Eine diese Aufgabe lösende Anordnung ist gekennzeichnet durch mehrere, quer zur Fließrichtung des Gewässers mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordnete Schwimmkörper, die zumindest an ihrem stromaufwärts gerichteten Ende derart verankert sind, daß sie bei steigendem Wasserspiegel aufschwimmen können.A solving this task Arrangement is characterized by several, transverse to the flow direction of the water Floating bodies arranged next to one another at a distance from one another at least on their upstream directed end are anchored in such a way that they rise with rising water levels can swim up.

Durch die Erfindung werden mehrere Vorteile erreicht:

  • – Es sind keine Beton- oder Steinbauwerke im Fluss erforderlich.
  • – Der Geschiebetrieb wird nicht behindert.
  • – Bei Mittelwasser sind die Schwimmkörper in der Regel in kaum störender Weise sichtbar, d.h. die Maßnahme ist landschaftsverträglich (Kanufahrer können diese ohne Gefahr passieren). Gleiches gilt auch bei Hochwasser.
  • – Es entsteht, ähnlich wie bei Brückenpfeilern, kein großer Kolk im Abstrom. Soweit ein Kolk entsteht, gefährdet dieser nicht die Verankerung des Schwimmkörpers an der Sohle.
  • – Das Mittelwasser wird nicht aufgestaut. Fische und andere Wassertiere können die Schwimmkörper problemlos passieren.
  • – Die erfindungsgemäße Anordnung ist wesentlich billiger (durch Serienfertigung) und landschaftsverträglicher als Raue Rampen. Darüberhinaus ist die Bauzeit deutlich kürzer (ohne Wasserhaltung!).
  • – Die Energieumwandlung ist nur bei Hochwasser wirksam (wie gewünscht). Der Hochwasserspiegel wird nur um wenige Dezimeter erhöht und liegt in etwa auf dem Niveau, das auch bei intaktem Geschiebetrieb vorläge. Die Wasserspiegelerhöhung und die zugehörige Staulinie sind leicht zu berechnen.
  • – Verstopfungen durch Treibgut wie z.B. Bäume sind nicht zu befürchten, da die Schwimmkörper ggfls. vorübergehend nach unten oder seitlich ausweichen. Insofern ist die Anordnung außerordentlich betriebssicher.
  • – Bei Bedarf können weitere Schwimmkörper eingebaut werden. Dies wird z.B. erforderlich, wenn der Fluss sich verbreitert. Der Verlust eines Schwimmkörpers hat für den Fluss keine gravierenden Folgen. Er kann im übrigen problemlos durch einen neuen oder reparierten Schwimmkörper ersetzt werden.
  • – Die Energieumwandlung durch diese Unterwasser-"Spoiler" erfolgt über den gesamten Fließquerschnitt. Die Sohle bzw. die Böschungen werden daher nur in vertretbarem Maß durch Schubspannungen beansprucht. Bei Hochwasser ist die Energieumwandlung hoch, da dann der Fließquerschnitt groß und die Fließgeschwindigkeit hoch ist (die Energieumwandlung ist proportional v2).
  • – Es ergibt sich ein wesentlich einfacheres Wasserrechtsverfahren als bei Rauen Rampen oder Wehren, da der Ausgangszustand (Kiesauflage im Fluss) gewahrt bleibt und der Aufstau bei Hochwasser gering ist und einwandfrei berechnet werden kann.
Several advantages are achieved by the invention:
  • - No concrete or stone structures are required in the river.
  • - The attachment operation is not hindered.
  • - In the case of medium water, the floating bodies are usually barely visible in a disturbing manner, ie the measure is compatible with the landscape (canoeists can pass these safely). The same applies to floods.
  • - Similar to bridge piers, there is no large scour in the downstream. As far as a scour arises, this does not endanger the anchoring of the float on the sole.
  • - The middle water is not dammed up. Fish and other aquatic animals can easily pass through the floats.
  • - The arrangement according to the invention is much cheaper (through series production) and more compatible with the landscape than rough ramps. In addition, the construction time is significantly shorter (without water drainage!).
  • - The energy conversion is only effective in the event of flooding (as requested). The flood level is only increased by a few decimeters and is roughly at the level that would also exist if the bed load operation was intact. The water level increase and the associated damming line are easy to calculate.
  • - Blockages caused by flotsam such as trees are not to be feared, as the floating bodies may temporarily move downwards or sideways. In this respect, the arrangement is extremely reliable.
  • - If necessary, additional floats can be installed. This becomes necessary, for example, when the river widens. The loss of a floating body has no serious consequences for the river. It can easily be replaced by a new or repaired float.
  • - The energy conversion by this underwater "spoiler" takes place over the entire flow cross-section. The sole or the embankments are therefore only to a reasonable extent stressed by shear stresses. In the event of flooding, the energy conversion is high because the flow cross-section is large and the flow speed is high (the energy conversion is proportional to v 2 ).
  • - This results in a much simpler water rights procedure than with rough ramps or weirs, since the initial state (gravel layer in the river) is preserved and the build-up in flood is low and can be calculated correctly.

Im Sinne einer optimalen Wirksamkeit hat sich im Rahmen der Erfindung als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Schwimmkörper mit untereinander gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.in the Optimal effectiveness has become within the scope of the invention turned out to be advantageous if the float with the same distance from each other are arranged.

Weiter hat sich eine Anordnung als günstig erwiesen, bei der die Schwimmkörper mit einem gegenseitigen lichten Abstand zwischen 3 m und 5 m angeordnet sind, wobei bei eine Anordnung der Schwimmkörper mit einem gegenseitigen lichten Abstand von 4 m in der Regel optimal erscheint.Further an arrangement has proven to be favorable where the float arranged with a mutual clear distance between 3 m and 5 m are, with an arrangement of the floating body with a mutual clear distance of 4 m usually appears optimal.

Meist werden die Schwimmkörper auf gleicher Höhe nebeneinander angeordnet sein; es ist jedoch ebenso möglich, daß jeder zweite Schwimmkörper gegenüber seinen Nachbarn etwas in Fließrichtung des Gewässers längsversetzt ("auf Lücke") angeordnet ist.Most of time become the floats at the same height be arranged side by side; however, it is also possible that everyone second float across from its neighbors in the direction of flow of the water longitudinally offset ("on gap") is arranged.

Ferner wird zur Erzielung einer optimalen Sohlstabilisierung vorgeschlagen, daß in Fließrichtung des Gewässers wenigstens zwei Reihen von Schwimmkörpern mit einem Abstand zwischen 200 m und 600 m vorgesehen sind.Further is proposed to achieve optimal sole stabilization, that in flow direction of the water at least two rows of floats with a distance between them 200 m and 600 m are provided.

Um eine sichere und dauerhafte Befestigung der Schwimmkörper zu erreichen, empfiehlt es sich, daß jeder der Schwimmkörper für sich über Anschlußmittel an in der Flußsohle vorgesehenen Verankerungsmitteln angeschlossen ist. Dadurch ist sichergestellt, daß selbst bei einer Beschädigung des Anschluß- oder Verankerungsmittels eines der Schwimmkörper die übrigen hiervon unbeeinflußt bleiben.Around secure and permanent attachment of the floats To achieve this, it is recommended that each of the floats has connection means for itself on in the river bed provided anchoring means is connected. This is ensured that even in the event of damage the connection or anchoring means of one of the floating bodies, the others remain unaffected by this.

Um die auftretenden Belastungen zu verringern, ist es zweckmäßig, daß die Schwimmkörper über Federelemente und/oder Stoßdämpfer an den Verankerungsmitteln angeschlossen sind.Around To reduce the stresses that occur, it is appropriate that the floating body via spring elements and / or shock absorbers are connected to the anchoring means.

Vorteilhafterweise sind die Anschlußmittel von Ketten, Stahlseilen oder gelenkigen Stahlrahmen und die Verankerungsmittel von Pfählen oder Spunddielen gebildet.advantageously, are the connecting means of Chains, steel cables or articulated steel frames and the anchoring means of piles or sheet piles.

Im übrigen hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Länge der Anschlußmittel so gewählt ist, daß die Schwimmkörper bei Hochwasser sich in eine bezüglich der Flußsohle schräg aufwärts verlaufende Lage ausrichten.Otherwise it turned out to be useful if the length the connection means so chosen is that the float at high tide turn into one the river bed aslant upward Align position.

Die für die Anordnung vorgesehenen Schwimmkörper bestehen in bevorzugter Gestaltung aus Gummi, Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff jeweils mit oder ohne Stahlarmierung oder aus Metall, vorzugsweise aus Stahl.The for the Arrangement provided floats consist in a preferred design of rubber, plastic, glass fiber reinforced plastic each with or without steel reinforcement or made of metal, preferably from steel.

Grundsätzlich können die Schwimmkörper in ihrer Querschnittsform weitgehend beliebig gestaltet sein. Gleichwohl hat es sich als günstig erwiesen, wenn sie eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsgestalt aufweisen.Basically, they can float be largely arbitrary in their cross-sectional shape. nevertheless it turned out to be cheap proven to have a substantially rectangular cross-sectional shape exhibit.

Weiter kann der Schwimmkörper in bevorzugter Ausgestaltung sich zu seinem in Fließrichtung des Gewässers gesehen vorderen Ende hin verjüngen.Further can the float in a preferred embodiment to its in the direction of flow water body seen taper front end.

Im übrigen ist im Rahmen der Erfindung vorgesehen, daß die in Fließrichtung des Gewässers gesehen hintere obere Kante des Schwimmkörpers verrundet ausgebildet ist.For the rest is provided in the context of the invention that the flow direction of the water seen rear upper edge of the float rounded is.

Eine zusätzliche Einflußnahme auf den Strömungswiderstand des Schwimmkörpers kann dadurch erreicht werden, daß an seiner Außenseite, insbesondere seinen Seitenflächen, hervorstehende Strömungsschikanen angeordnet sind.A additional influence on the flow resistance of the float can be achieved in that on its outside, in particular its side faces, protruding flow chicanes are arranged.

Schließlich können zur Beeinfluusung der Schwimmfähigkeit und damit der Sichtbarkeit des Schwimmkörpers Einrichtungen zur bedarfsweisen Flutung bzw. Entleerung seines Innenraums vorgesehen sein. Hierfür können beispielweise Pumpen eingesetzt werden; der Schwimmkörper kann zum Entleeren jedoch ebenso mechanisch angehoben werden, so daß das Wasser selbsttätig abläuft.Finally, for Influencing buoyancy and thus the visibility of the floating body facilities for need-based flooding or emptying its interior. For example, Pumps are used; however, the float can be used for emptying can also be raised mechanically so that the water runs off automatically.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:in the the following is the invention shown in the drawing embodiment explained in more detail; it demonstrate:

1 einen Querschnitt durch ein Flußbett mit einer erfindungsgemäßen Anordnung mehrerer Schwimmkörper, 1 3 shows a cross section through a river bed with an arrangement according to the invention of several floating bodies,

2 eine Draufsicht auf die Anordnung nach 1, 2 a plan view of the arrangement after 1 .

3 einen Längsschnitt durch einen einzelnen Schwimmkörper, 3 a longitudinal section through a single floating body,

4 einen Querschnitt durch den Schwimmkörper nach 3, 4 a cross section through the float after 3 .

5 und 6 eine Draufsicht auf den Schwimmkörper nach den 3 und 4 in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen, 5 and 6 a plan view of the float after the 3 and 4 in two different embodiments,

7 eine der 3 entsprechende Darstellung des Schwimmkörpers, jedoch bei Hochwasser. 7 one of the 3 corresponding representation of the float, but at high water.

Die in der Zeichnung dargestellte Anordnung dient zur Sohlstabilisierung von fließenden Gewässern 1. Sie besteht aus mehreren, quer zur Fließrichtung des Gewässers 1 mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordneten Schwimmkörpern 2, die an ihrem stromaufwärts gerichteten Ende verankert sind. Die Verankerung ist dabei so gewählt, daß sie bei steigendem Wasserspiegel in der in 7 dargestellten Weise aufschwimmen können.The arrangement shown in the drawing serves to stabilize the bottom of flowing water 1 , It consists of several, transverse to the flow direction of the water 1 with floating spacing next to each other 2 that are anchored at their upstream end. The anchoring is chosen so that it increases with the water level in the 7 can float as shown.

Die Schwimmkörper 2 sind mit untereinander gleichem Abstand zueinander angeordnet, wobei die Anordnung in der Regel so gewählt ist, daß die Schwimmkörper 2 in größeren Flüssen mit einem lichten gegenseitigen Abstand zwischen 3 m und 5 m, bevorzugt jedoch mit einem gegenseitigen Abstand von 4 m angeordnet sind.The floats 2 are arranged at the same distance from each other, the arrangement being generally chosen so that the float 2 are arranged in larger rivers with a clear mutual distance between 3 m and 5 m, but preferably with a mutual distance of 4 m.

Es besteht jedoch auch die in der Zeichnung nicht näher dargestellte Möglichkeit, daß jeder zweite Schwimmkörper 2 gegenüber seinen Nachbarn etwas in Fließrichtung des Gewässers 1 längsversetzt ("auf Lücke") angeordnet ist.However, there is also the possibility, not shown in the drawing, that every second float 2 towards its neighbors in the direction of the water's flow 1 longitudinally offset ("on gap") is arranged.

In ebenfalls nicht dargestellter Weise können, abhängig von den individuellen Gewässerverhältnissen, in Fließrichtung des Gewässers 1 wenigstens zwei Reihen von Schwimmkörpern 2 mit einem Abstand zwischen 200 m und 600 m vorgesehen sein.In a manner also not shown, depending on the individual water conditions, in the flow direction of the water 1 at least two rows of floats 2 be provided at a distance of between 200 m and 600 m.

Wie sich insbesondere aus den 3 bis 7 ersehen läßt, ist jeder der Schwimmkörper 2 für sich über Anschlußmittel 3 an in der Flußsohle 4 vorgesehenen Verankerungsmitteln 5 angeschlossen. Dabei können die Schwimmkörper 2 über im einzelnen nicht wiedergegebene Federelemente oder Stoßdämpfer an den Verankerungsmitteln 5 angeschlossen sein.As can be seen in particular from the 3 to 7 can be seen, each is the float 2 for itself via connection means 3 on in the river bed 4 provided anchoring means 5 connected. The floats can 2 via spring elements or shock absorbers on the anchoring means, not shown in detail 5 be connected.

Die Anschlußmittel 3 sind bevorzugt von Ketten, Stahlseilen oder gelenkigen Stahlrahmen gebildet, während die Verankerungsmittel 5 von Pfählen oder Spunddielen gebildet sind.The connection means 3 are preferably formed by chains, steel cables or articulated steel frames, while the anchoring means 5 are formed by piles or sheet piles.

Wie sich insbesondere aus der 1 ergibt, ist die Länge der Anschlußmittel 3 so gewählt, daß die Schwimmkörper 2 bei Hochwasser sich in eine bezüglich der Flußsohle 4 schräg aufwärts verlaufende Lage ausrichten.As can be seen in particular from the 1 is the length of the connection means 3 chosen so that the floating body 2 in the event of flooding, in relation to the river bed 4 Align the diagonally upward position.

Die Schwimmkörper 2 können aus Gummi, Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff, jeweils mit oder ohne Stahlarmierung oder auch aus Metall, vorzugsweise aus Stahl, bestehen.The floats 2 can consist of rubber, plastic, glass fiber reinforced plastic, in each case with or without steel reinforcement, or also of metal, preferably steel.

Wie sich aus der 4 ersehen läßt, weist der Schwimmkörper 2 eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsgestalt auf. Gemäß 3 verjüngt sich der Schwimmkörper 2 zu seinem in Fließrichtung des Gewässers 1 gesehen vorderen Ende hin, wodurch die Anströmeigenschaften verbessert werden. Wie sich weiter aus der 3 ersehen läßt, ist die in Fließrichtung des Gewässers 1 gesehen hintere obere Kante 6 des Schwimmkörpers 2 verrundet ausgebildet.How from the 4 can be seen, the float points 2 a substantially rectangular cross-sectional shape. According to 3 the float tapers 2 to its in the direction of flow of the water 1 seen front end, which improves the flow characteristics. How further from the 3 can be seen, is in the direction of flow of the water 1 seen rear upper edge 6 of the float 2 rounded training.

Die Abmessungen der Schwimmkörper 2 betragen für große Flüsse etwa 9 m Länge, 3 m Breite und 1,5 m Höhe. Der Auftrieb liegt bei 30 Mp, das Eigengewicht in der Größenordnung von 8 Mp. Bei Mittelwasser schwimmen sie nur wenig auf, sie liegen also horizontal im Wasser und ragen allenfalls mäßig (als braune "Buckelwale") aus dem Wasser heraus. Bei Hochwasser schwimmen sie selbsttätig auf und liegen aufgrund ihres Eigengewichts und des Strömungswiderstandes schräg in der Strömung. Sie bilden gewissermaßen die ("schrägliegenden") Pfeiler einer Brücke ohne Überbau, die ja bekanntlich einen Brückenstau verursachen. Dieser Stau führt über Turbulenz zu einer Umwandlung von Strömungs- in Wärmeenergie.The dimensions of the float 2 are about 9 m long, 3 m wide and 1.5 m high for large rivers. The buoyancy is 30 Mp, the dead weight in the order of 8 Mp. In medium water they float only a little, so they lie horizontally in the water and protrude moderately (as brown "humpback whales") from the water. In the event of flooding, they float up automatically and lie at an angle in the current due to their own weight and the flow resistance. In a sense, they form the ("sloping") pillars of a bridge without a superstructure, which are known to cause a bridge backlog. This congestion leads to a conversion of flow energy into thermal energy via turbulence.

Die Aufstauhöhe ist, wie man leicht zeigen kann, von der gleichen Größenordnung wie diejenige Energiehöhe, die in Wärme umgewandelt wird. Insofern entziehen die Schwimmkörper 2 der Strömung Energie, so daß das Vermögen das Flusses, die Sohle 4 zu erodierem, auf das gewünschte Maß herabgesetzt werden kann. Es wird also der i.a. unerwünschte Effekt des Brückenstaus bewußt genutzt, um erhöhte Turbulenz über den ganzen Fließquerschnitt zu erzeugen, die der Strömung Geschwindigkeitsenergie entzieht; die hohe Turbulenz klingt nach einigen zig Metern so weit ab, dass von dort ab keine großen Sohlerosionen mehr auftreten. Die Widerstandskörper entziehen der Strömung, wie erforderlich, nur und gerade bei Hochwasser Energie. Ein Höhensprung, wie er bei Wehren und Abstürzen erforderlich ist, wird nicht benötigt.As can easily be seen, the accumulation level is of the same order of magnitude as the energy level that is converted into heat. In this respect, the floating bodies withdraw 2 the flow of energy so that the assets of the river, the bottom 4 to erode, can be reduced to the desired level. The generally undesirable effect of the bridge congestion is therefore used consciously in order to generate increased turbulence over the entire flow cross section, which draws velocity energy from the flow; The high turbulence subsides after a few tens of meters to such an extent that there are no longer large erosions. The resistance bodies only draw energy from the flow, as required, and especially during floods. A jump in height, as is required for weirs and falls, is not required.

Das gewünschte Ausmaß der Energieumwandlung lässt sich durch eine geeignete Dimensionierung erreichen. Die Widerstandskörper 2 können also anstelle von Abstürzen verwendet werden. Insofern stellen die Widerstandskörper 2 ein neues flußbauliches Instrument dar, das für lokale Maßnahmen, aber auch für die Sanierung von Flüssen insgesamt, in Betracht kommt.The desired degree of energy conversion can be achieved by suitable dimensioning. The resistance bodies 2 can be used instead of crashes. In this respect, the resistance bodies 2 is a new river engineering instrument that can be considered for local measures, but also for river rehabilitation as a whole.

Dabei erlaubt erst die Nutzung des Auftriebs eine Bauart, die bautechnisch und landschaftsästhetisch geeignet erscheint.there only allows the use of the buoyancy of a type that is structural and landscape aesthetic seems appropriate.

Ordnet man solche "Reihen" von Schwimmkörpern 2 z.B. in 300 m Abstand im Fluss an und erzeugt an jeder Reihe eine Energiehöhenminderung von ca. 0,3 m, dann wird das Energielinien-Gefälle um 1 m/1 km = 0,1 % verringert. Dadurch kann die Eintiefungstendenz entschieden verringert bzw. bis auf null reduziert werden. Durch den Einbau solcher Körper ist es möglich, selbst in Flüssen, in denen kein Geschiebetrieb mehr stattfindet, das Grenzgefälle nach Schöberl (Friedrich Schöberl: "Abpflasterungs- und Selbststabilisierungsvermögen erodierender Gerinne", Österreichische Wasserwirtschaft, Jg. 33, 1981) zu unterschreiten, damit der Kies an Ort und Stelle 1iegenbleibt.If one arranges such "rows" of floating bodies 2 eg at a distance of 300 m in the river and produces an energy level reduction on each row of approx. 0.3 m, then the energy line gradient is reduced by 1 m / 1 km = 0.1%. As a result, the tendency towards deepening can be decisively reduced or reduced to zero. By installing such bodies, it is possible, even in rivers in which the bedload operation no longer takes place, to fall below the boundary gradient according to Schöberl (Friedrich Schöberl: "Paving and self-stabilizing capacity of eroding channels", Austrian Water Management, vol. 33, 1981) the gravel remains in place.

Die Schwimmkörper können in in der Zeichnung nicht dargestellter Weise an ihrer Außenseite, insbesondere an ihren Seitenflächen, hervorstehende Strömungsschikanen aufweisen, wodurch eine weitere Erhöhung des Strömungswiderstands und damit des Energieabbaus erreicht werden kann.The float can in a manner not shown in the drawing on its outside, in particular on their side surfaces, protruding flow chicanes have, whereby a further increase in flow resistance and thus the energy reduction can be achieved.

Ebenfalls zeichnerisch nicht dargestellt ist die Möglichkeit, Einrichtungen zur bedarfsweisen Flutung bzw. Entleerung seines Innenraums vorzusehen, durch die z.B. eine Beeinflussung des Auftriebs in der Weise möglich ist, daß die Schwimmkörper bei Mittelwasser weniger sichtbar sind.Likewise not shown in the drawing is the possibility of facilities for provide flooding or emptying of its interior as required, through e.g. Influencing the buoyancy is possible in the way that the float are less visible in middle water.

Claims (16)

Anordnung zur Sohlstabilisierung von fließenden Gewässern, gekennzeichnet durch mehrere, quer zur Fließrichtung des Gewässers (1) mit gegenseitigem Abstand nebeneinander angeordnete Schwimmkörper (2), die zumindest an ihrem stromaufwärts gerichteten Ende derart verankert sind, daß sie bei steigendem Wasserspiegel aufschwimmen können.Arrangement for the bed stabilization of flowing water, characterized by several, transverse to the flow direction of the water ( 1 ) floating bodies arranged next to each other at a distance ( 2 ), which are anchored at least at their upstream end in such a way that they can float when the water level rises. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (2) mit untereinander gleichem Abstand zueinander angeordnet sind.Arrangement according to claim 1, characterized in that the floating bodies ( 2 ) are arranged at the same distance from each other. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (2) mit einem gegenseitigen lichten Abstand zwischen 3 m und 5 m angeordnet sind.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the floating bodies ( 2 ) are arranged with a mutual clear distance between 3 m and 5 m. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (2) mit einem gegenseitigen lichten Abstand von 4 m angeordnet sind.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the floating bodies ( 2 ) are arranged at a mutual clear distance of 4 m. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Schwimmkörper (2) gegenüber seinen Nachbarn etwas in Fließrichtung des Gewässers (1) längsversetzt ("auf Lücke") angeordnet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that every second floating body ( 2 ) towards its neighbors somewhat in the direction of the water's flow ( 1 ) is arranged longitudinally offset ("on gap"). Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Fließrichtung des Gewässers (1) wenigstens zwei Reihen von Schwimmkörpern (2) mit einem Abstand zwischen 200 m und 600 m vorgesehen sind.Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the direction of flow of the water ( 1 ) at least two rows of floats ( 2 ) are provided with a distance between 200 m and 600 m. Anordnung mach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Schwimmkörper (2) für sich über Anschlußmittel (3) an in der Flußsohle (4) vorgesehenen Verankerungsmitteln (5) angeschlossen ist.Arrangement according to one of Claims 1 to 6, characterized in that each of the floating bodies ( 2 ) for itself via connection means ( 3 ) on in the river bed ( 4 ) provided anchoring means ( 5 ) connected. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmkörper (2) über Federelemente und/oder Stoßdämpfer an den Verankerungsmitteln (5) angeschlossen sind.Arrangement according to claim 7, characterized in that the floating bodies ( 2 ) via spring elements and / or shock absorbers on the anchoring means ( 5 ) are connected. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußmittel (3) von Ketten, Stahlseilen oder gelenkigen Stahlrahmen und die Verankerungsmittel (5) von Pfählen oder Spunddielen gebildet sind.Arrangement according to claim 7 or 8, characterized in that the connection means ( 3 ) of chains, steel cables or articulated steel frames and the anchoring means ( 5 ) are formed by piles or sheet piles. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Anschlußmittel (3) so gewählt ist, daß die Schwimmkörper (2) bei Hochwasser sich in eine bezüglich der Flußsohle (4) schräg aufwärts verlaufende Lage ausrichten.Arrangement according to one of claims 7 to 9, characterized in that the length of the connecting means ( 3 ) is selected so that the floats ( 2 ) in the event of a flood, in relation to the river bed ( 4 ) Align the inclined upward position. Schwimmkörper für eine Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Gummi, Kunststoff, glasfaserverstärktem Kunststoff jeweils mit oder ohne Stahlarmierung oder aus Metall, vorzugsweise aus Stahl besteht.float for one Arrangement according to the claims 1 to 10, characterized in that it is made of rubber, plastic, glass fiber reinforced plastic each with or without steel reinforcement or made of metal, preferably is made of steel. Schwimmkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsgestalt aufweist.float according to claim 11, characterized in that it is a substantially rectangular Has cross-sectional shape. Schwimmkörper nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß er sich zu seinem in Fließrichtung des Gewässers (1) gesehen vorderen Ende hin verjüngt.Floating body according to claim 11 or 12, characterized in that it moves towards its in the direction of flow of the water ( 1 ) seen tapered front end. Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß seine in Fließrichtung des Gewässers (1) gesehen hintere obere Kante (6) verrundet ausgebildet ist.Floating body according to one of claims 11 to 13, characterized in that its in the direction of flow of the water ( 1 ) seen rear upper edge ( 6 ) is rounded. Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß an seiner Außenseite, insbesondere seinen Seitenflächen, hervorstehende Strömungsschikanen angeordnet sind.float according to one of claims 11 to 14, characterized in that on its outside, especially its side surfaces, protruding flow chicanes are arranged. Schwimmkörper nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur bedarfsweisen Flutung bzw. Entleerung seines Innenraums vorgesehen sind.float according to one of claims 11 to 15, characterized in that facilities for needs Flooding or emptying its interior are provided.
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WO2012139264A1 (en) * 2011-04-13 2012-10-18 Gong Shijin Novel river bottom flood-fighting pipeline

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