DE19539611A1 - Hochwasser-Rückhaltesperre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hochwasser-Rückhaltesperre gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Um bei starken Niederschlägen, insbesondere in Verbindung mit Schneeschmelze Hochwasserschäden zu vermeiden, ist es bekannt, Hochwasser-Rückhaltesperren in Tälern zu errichten. Hierbei handelt es sich um Rückhaltedämme, die den gesamten Talquer­ schnitt sperren und lediglich einen Durchtritt für den Bach oder Fluß aufweisen. Bei normalem Wasseranfall kann der Bach oder Fluß den Rückhaltedamm unbehindert durchqueren. Bei Hochwasser wird die überschießende Wassermenge gestaut und über den Durchtritt mit zeitlicher Verzögerung schadlos an die tiefer liegenden Talzonen abgegeben. Da die Höhe des Rückhaltedammes dem höchsten Hochwasserstand entsprechen muß, sind solche Rückhaltedämme aufwendig. Außerdem stellen sie einen störenden Eingriff in die Landschaft dar. Bei größerer Höhe des Rückhaltedammes kann sogar die Luftzirkulation in dem Tal beeinflußt werden, was zu ökologischen Veränderungen führen kann.

Aus der DE 27 57 704 B2 ist eine Hochwassersperre der eingangs genannten Gattung bekannt, die allerdings nicht als Talsperre, sondern als Gewässersperre eingesetzt wird. Diese bekannte Hochwassersperre ist aus Sperrklappen aufgebaut, die schwenk­ bar an einem in den Boden des Gewässers eingesetzten Gründungskörper angebracht sind. Die Sperrklappen weisen einen Schwimmerhohlraum auf, so daß sie sich durch den Auftrieb entsprechend dem Wasserstand aufrichten. Im abgesenkten Zu­ stand können sich die Sperrklappen in eine Aufnahme des Gründungskörpers legen, so daß sie mit der Bodenoberfläche bündig sind.

Diese bekannte Hochwassersperre ist aufwendig, da die Sperrklappen komplizierte Formkörper sind. Weiter sind die Sperrklappen so angeordnet, daß sie gegen den Druck des Oberwassers aufgerichtet werden müssen. Es ist daher vorgese­ hen, den Schwimmerhohlraum der Sperrklappen mit Druckluft aufzublasen. Zusätzlich sind unter der Sperrklappe aufblasbare Schläuche angeordnet, die das Hochdrücken der Sperrklappe gegen den Druck des Oberwassers bewirken.

Aus der DE 34 01 010 A1 ist weiter ein Wasserschutzdamm bekannt, der aus einzelnen dicht aneinander anschließenden Sperrklappen besteht, die mittels Hubzylindern aufgerichtet werden. Auch hier werden die Sperrklappen im abgesenkten Zustand in eine Aufnahme gelegt, so daß sie landschaftlich nicht stören. Bei diesem Wasserschutzdamm handelt es sich jedoch um einen den Flußlauf entlang am Ufer angeordneten Schutzdamm und nicht um eine Hochwasser-Rückhaltesperre. Das Aufrichten der Sperrklap­ pen mittels Hubzylindern ist aufwendig und nur bei ständiger Wartung zuverlässig einsatzbereit.

Aus der WO 89/12143 ist ein Strömungshindernis für offene Gewässer, insbesondere eine Sturmflutsperre bekannt, die aus einzelnen schlauchförmigen Körpern aufgebaut ist, die am Boden des Gewässers, z. B. einer Flußmündung verankert sind. Die schlauchförmigen Körper können wahlweise mit Wasser gefüllt werden, so daß sie inaktiv am Grund des Gewässers liegen, oder mit Druckluft gefüllt werden, so daß sie sich aufgrund des Auftriebs aufrichten. Es handelt sich nicht um eine geschlossene Sperre, sondern nur um Strömungshindernisse, die das Einfließen von Sturmfluten in Flußmündungen abschwächen, jedoch den Schiffsverkehr nicht behindern sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochwasser- Rückhaltesperre für Täler zu schaffen, die bei Hochwasser den Talquerschnitt sperren kann, im inaktiven Zustand landschaft­ lich und ökologisch nicht stört und kostengünstig herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Hochwas­ ser-Rückhaltesperre mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, eine Hochwasser- Rückhaltesperre für Täler durch Sperrklappen zu bilden, die in einem in der Talsohle angeordneten Gründungskörper schwenkbar gelagert sind und sich bei Hochwasser infolge ihres Auftriebs selbsttätig aufrichten, um die Sperrfunktion zu erfüllen. Die Rückhaltesperre ist auf diese Weise im inaktiven Zustand praktisch unsichtbar und beeinträchtigt weder die Landschaft noch das ökologische System des Tales. Das selbsttätige Aufrichten der Sperrklappen durch den eigenen Auftrieb macht die Rückhaltesperre von jeglichem Energiebedarf unabhängig. Dadurch wird Herstellung und Installation der Rückhaltesperre kostengünstig und die Rückhaltesperre ist nahezu wartungsfrei.

Der Aufbau der Sperrklappen aus Kunststoffrohren ermöglicht eine kostengünstige Serienherstellung, so daß nur der Grün­ dungskörper individuell aus Ortbeton hergestellt werden muß.

Die einzelnen Sperrklappen greifen an ihren einander zugewand­ ten Stoßkanten mit einer Verbindung ineinander, die die Stoß­ fuge im wesentlichen abdichtet. Die Verbindung ermöglicht eine gegenseitige Bewegung der Sperrklappen in ihrer Ebene, wie dies für das Hochschwenken der Sperrklappen notwendig ist, wenn deren Schwenkachsen nicht fluchtend aneinander anschlie­ ßen, sondern dem-Profil der Talsohle folgen. Ein gegenseitiges Verschwenken der Sperrklappen beim Aufrichten läßt die Verbin­ dung jedoch nicht zu, so daß sich die Sperrklappen stets gemeinsam aufrichten und absenken.

Vorzugsweise ist die Verbindung als eine Nut- und Federverbin­ dung ausgebildet. Diese Nut- und Federverbindung ermöglicht die gewünschte gegenseitige Bewegung und bietet eine ausrei­ chende Abdichtung der Stoßfuge. Wird die Rückhaltesperre mit einer konvexen Krümmung gegen die Oberwasserseite ausgeführt, wie dies bei Talsperren üblich ist, so hat die Nut- und Feder­ verbindung den zusätzlichen Vorteil, daß der Druck des Ober­ wassers gegen die einzelnen Sperrklappen zu einem Klemmen der Nut- und Federverbindung führt, was der gesamten Rückhalte­ sperre eine zusätzliche Versteifung und Stabilität gibt.

Eine weitere Idee der Erfindung besteht darin, die Sperrklappen nicht um eine endseitige Schwenkachse schwenkbar zu lagern, sondern die Schwenkachse von dem lagerseitigen Ende der Sperrklappe beabstandet anzuordnen. Das über die Schwenk­ achse hinausragende Ende der Sperrklappe wird beim Aufrichten der Sperrklappe in eine parallel zu der Aufnahme verlaufende Rinne hineingeschwenkt, die damit einen das Aufrichten der Sperrklappe begrenzenden Anschlag bildet. Dadurch sind keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich, um ein Umschlagen der Sperrklappen unter dem Druck des Oberwassers zu verhindern. Die Rinne dient gleichzeitig dazu, Leckwasser in das Bach­ bzw. Flußbett zurückzuführen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch die Hochwasser-Rückhal­ tesperre,

Fig. 2 eine Teil-Frontansicht der Rückhaltesperre,

Fig. 3 einen Horizontal schnitt der Fig. 2 und

Fig. 4 eine Frontansicht der gesamten Hochwasser- Rückhaltesperre.

Um eine Hochwasser-Rückhaltesperre in dem Tal eines Baches oder kleinen Flüßchens zu errichten, wird ein Gründungskörper 10 in Stahlbetonbauweise aus Ortbeton in der Talsohle errichtet. Der Gründungskörper 10 verläuft quer durch das gesamte Tal, wobei der Verlauf vorzugsweise talaufwärts konvex gekrümmt ausgebil­ det ist, so daß die Mitte des Gründungskörpers 10 weiter tal­ aufwärts liegt als die Randbereiche. Der Gründungskörper ist so tief in den Boden der Talsohle eingesenkt, daß eine Unterläu­ figkeit oder Unterspülung zuverlässig verhindert ist. Die Ober­ kante des Gründungskörpers 10 liegt bündig mit der Oberfläche 12 des Talbodens. Das Bett 14 des Baches oder Flüßchens bleibt von dem Gründungskörper 10 ausgespart oder ist als den Grün­ dungskörper 10 durchquerende Aussparung ausgebildet.

In der Oberseite des Gründungskörpers 10 ist eine Aufnahme 16 ausgespart, die sich über die gesamte Länge des Gründungskör­ pers 10, d. h. über die gesamte Breite der Talsohle erstreckt. An der talabwärts liegenden Seite der Aufnahme 16 ist eine par­ allel zu der Aufnahme 16 über die gesamte Länge des Gründungs­ körpers 10 verlaufende vertiefte Rinne 18 ausgebildet. An dem die Rinne 18 von der Aufnahme 16 trennenden Steg 20 sind mit­ tels horizontaler Schwenkachsen 22 Sperrklappen 24 schwenkbar gelagert.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist die Schwenkachse 22 gegen die talabwärts gerichtete Endkante der Sperrklappe 24 beab­ standet, so daß das talabwärts gerichtete Ende der Sperrklappe 24 die Schwenkachse 22 überragt. Die Sperrklappe 24 kann um die Schwenkachse 22 nach unten in eine inaktive Stellung schwenken, die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist. In dieser Stel­ lung liegt die Sperrklappe 24 horizontal in der Aufnahme 16 und verschließt diese Aufnahme 16 bündig mit der Oberfläche des Gründungskörpers 10. Die Sperrklappe 24 ist in dieser Stellung begehbar, wobei sie einerseits durch die Schwenklagerung auf dem Steg 20 abgestützt ist und mit ihrem freien Ende auf einer Innenschulter 26 der Aufnahme 16 abgestützt aufliegt. Aus die­ ser inaktiven Stellung kann die Sperrklappe 24 hochschwenken und aufgerichtet werden, bis sie in ihrer in Fig. 1 ausgezogen dargestellten Endstellung mit ihrem schwenkachsenseitigen Ende an der Wandung der Rinne 18 anschlägt, wodurch der Schwenkwin­ kel der Sperrklappe 24 begrenzt ist.

Der Aufbau der Sperrklappen 24 ist in den Fig. 2 und 3 im einzelnen dargestellt. Die Sperrklappen 24 sind jeweils aus Kunststoffrohren 28 zusammengesetzt, die mit zueinander paral­ leler und zur Schwenkachse 22 senkrechter Achse nebeneinander in einer Ebene liegen. Die Kunststoffrohre 28 sind an ihrer Berührungsmantellinie miteinander verschweißt, so daß sich die geschlossene wasserdichte Platte der Sperrklappe 24 ergibt. Die beiden Enden der Kunststoffrohre 28 sind jeweils verschlossen, so daß sich ein geschlossener Schwimmerhohlraum in jedem Kunst­ stoffrohr 28 ergibt. Die Sperrklappen 24 schließen über die gesamte Breite des Gründungskörpers 10 lückenlos aneinander an. An ihren zu der Schwenkachse 22 senkrechten Stoßkanten greifen die jeweils benachbarten Sperrklappen 24 mit einer Nut- und Feder-Verbindung ineinander. Hierzu weist jeweils die eine Stoßkante der Sperrklappen 24 zwei über die gesamte Länge der Stoßkante verlaufende parallele beabstandete Stege 30 auf, die eine Nut 32 bilden. An der anderen Stoßkante der Sperrklappen 24 ist jeweils eine Feder 34 angebracht, die ebenfalls über die gesamte Länge der Stoßkante verläuft. Die Breite der Feder 34 ist etwas geringer als die Breite der Nut 32, so daß die Feder 34 frei in der Nut 32 verschiebbar ist. Gegebenenfalls kann die Feder 34 mit elastischen Dichtlippen ausgebildet sein, die an der Innenwand der Stege 30 der Nut 32 anliegen.

Wie Fig. 4 zeigt, verläuft der Gründungskörper 10 entspre­ chend dem Querschnittsprofil der Talsohle. Die Schwenkachsen 22 der aneinander anschließenden Sperrklappen 24 folgen diesem Profilverlauf segmentweise. Entsprechend dem Krümmungsverlauf des Profils der Talsohle ergibt sich dadurch, daß die Schwenk­ achsen 22 benachbarter Sperrenklappen 24 nicht immer axial fluchten, sondern teilweise mehr oder weniger stark gegenein­ ander abgewinkelt sind. Wie in Fig. 4 angedeutet ist, hat die­ se Abwinkelung der Schwenkachsen 22 zur Folge, daß die einander zugewandten Stoßkanten der benachbarten Sperrklappen 24 beim Aufrichten nicht mehr parallel zueinander verlaufen, sondern in gleicher Weise wie die Schwenkachsen 22 in einem Winkel zuein­ ander verlaufen. Der Winkel zwischen den Stoßkanten der benach­ barten Sperrklappen 24 wird durch die Nut- und Feder-Verbindung aufgenommen. In der nach unten geklappten horizontalen Stellung der Sperrklappen 24 (in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet) taucht die Feder 34 mehr oder weniger tief in die Nut 32 der benach­ barten Sperrklappe 24 ein. Aufgrund der Winkelstellung der Schwenkachsen 22 nähern oder entfernen sich beim Aufrichten der Sperrklappen 24 die freien Enden der Stoßkanten stärker, wobei die Feder 34 am freien Ende in der aufgerichteten Stellung (in Fig. 1 durchgezogen gezeichnet) tiefer in die Nut 32 der be­ nachbarten Sperrklappe 24 eintaucht oder weiter aus dieser Nut 32 herausgezogen wird.

Es können somit serienmäßig vorgefertigte Sperrklappen 24 ver­ wendet werden, wobei die Verbindung über Nut 32 und Feder 34 eine Anpassung an das unterschiedliche Profil der jeweiligen Talsohle mit diesen vorgefertigten Sperrklappen 24 ermöglicht.

Wie Fig. 4 zeigt, ist im Bereich des Bettes 14 des Baches oder Flüßchens eine breite Sperrklappe 24 vorgesehen, die sich über die gesamte Breite des Bettes 14 erstreckt und beiderseits des Bettes 14 schwenkbar in dem Gründungskörper 10 gelagert ist.

Die Hochwasser-Rückhaltesperre arbeitet in folgender Weise:

Bei normalem Wasserstand fließt die gesamte Wassermenge des Baches oder Flusses in dem Bett 14 ab. Die Sperrklappen 24 lie­ gen in der Aufnahme 16 und kommen mit dem Wasser nicht in Be­ rührung. Die Sperrklappen 24 liegen somit bündig mit der Ober­ fläche des Gründungskörpers 10 und der Oberfläche 12 der Tal­ sohle. Die Sperrklappen 24 sind praktisch unsichtbar. Die Ab­ stützung der Sperrklappen 24 auf dem Steg 20 und der Innen­ schulter 26 macht die Sperrklappen 24 begehbar, so daß sie kei­ ne Gefährdung für Mensch und Tier darstellen.

Steigt der Wasserstand an, so daß das Wasser über die Ufer des Bettes 14 tritt, so gelangt das Wasser an die Sperrklappen 24. Der durch die verschlossenen Kunststoffrohre 28 gebildete Schwimmhohlraum führt in Verbindung mit der Lagerung der Sperr­ klappen 24 an der talabwärtigen Seite dazu, daß sich die Sperr­ klappen 24 unter der Wirkung des Auftriebs aufrichten und das Wasser 36 stauen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist. Je nach dem Gewicht der Sperrklappen 24, der Höhe des Wasserstandes und dem Druck des Oberwassers 36 richten sich die Sperrklappen 24 mehr oder weniger weit auf, bis sie bei maximalem Hochwasserstand die in den Fig. 1 und 4 gezeigte Stellung einnehmen, in wel­ cher sie durch den Anschlag an der Rinne 18 blockiert und abge­ stützt sind.

Die aufgerichteten Sperrklappen 24 bilden eine den gesamten Talquerschnitt in der durch die Länge der Sperrklappen 24 vor­ gegebenen Höhe sperrende Rückhaltesperre. Nur der Querschnitt des Bettes 14 des Baches bleibt frei und ermöglicht einen Ab­ fluß des Wassers mit einer für die tiefer liegenden Zonen des Tales unschädlichen Menge. Die Verbindung der Sperrklappen 24 über Nut 32 und Feder 34 gewährleistet eine ausreichende Ab­ dichtung der Stoßfugen zwischen den Sperrklappen 24. Das durch die Stoßfugen und die Lagerung der Sperrklappen 24 durchtreten­ de restliche Leckwasser gelangt in die Rinne 18 und fließt in diese Rinne 18 zu dem Bett 14 ab.

Bezugszeichenliste

10 Gründungskörper
12 Oberfläche Talsohle
14 Bachbett
16 Aufnahme
18 Rinne
20 Steg (von 10)
22 Schwenkachse
24 Sperrklappe
26 Innenschulter
28 Kunststoffrohre
30 Stege (von 32)
32 Nut
34 Feder
36 Wasser

Claims (6)

1. Hochwasserrückhalte-Sperre, mit einem im Boden angeordneten Gründungskörper, mit einer in der Oberseite des Gründungs­ körpers ausgebildeten, sich über die Länge des Gründungs­ körpers erstreckenden Aufnahme und mit Sperrklappen, die an einer Seite der Aufnahme um eine horizontale Achse schwenk­ bar gelagert sind, die einen Schwimmerhohlraum aufweisen, der einen Auftrieb zum Aufrichten der Sperrklappen erzeugt, die in abgesenktem Zustand in der Aufnahme aufgenommen sind und die sich über die Länge der Rückhaltesperre aneinander anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung als Hochwasser-Rückhaltesperre für Täler der Gründungskörper (10) quer über die Sohle des Tales verläuft, daß die Sperrklappen (24) an der talabwärts liegenden Seite der Aufnahme (16) gelagert sind, daß die Sperrklappen (24) aus endseitig geschlossenen Kunststoffrohren (28) aufgebaut sind, die mit zur Schwenkachse (22) der Sperrklappe (24) senkrechter und zueinander paralleler Achse in der Ebene der Sperrklappe (24) dicht aneinander gefügt sind und daß die aneinander anschließenden Sperrklappen (24) an ihren einan­ der jeweils zugewandten, zur Schwenkachse (22) senkrechten Stoßkanten mit einer Verbindung ineinander greifen, die eine gegenseitige Bewegung in der Ebene der Sperrklappen (24), aber im wesentlichen kein gegenseitiges Verschwenken um die Schwenkachse (22) zuläßt.

2. Hochwasser-Rückhaltesperre nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindung (32, 34) die Stoßfuge zwischen den jeweils benachbarten Sperrklappen (24) im wesentlichen abdichtet.

3. Hochwasser-Rückhaltesperre nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verbindung aus einer Nut (32) an der Stoß­ kante der einen Sperrklappe (24) und einer in diese Nut (32) verschiebbar eingreifenden Feder (34) an der Stoßkante der benachbarten Sperrklappe (24) gebildet ist.

4. Hochwasser-Rückhaltesperre, mit einem in dem Boden angeord­ neten Gründungskörper, mit einer in der Oberseite des Grün­ dungskörpers ausgebildeten, sich über die Länge des Grün­ dungskörpers erstreckenden Aufnahme und mit Sperrklappen, die an einer Seite der Aufnahme um eine horizontale Schwenkachse schwenkbar gelagert sind, die einen Schwimmer­ hohlraum aufweisen, der einen Auftrieb zum Aufrichten der Sperrklappen erzeugt, die in abgesenktem Zustand in der Auf­ nahme aufgenommen sind und die sich über die Länge der Rück­ haltesperre aneinander anschließen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausbildung als Hochwasser-Rückhaltesperre für Täler der Gründungskörper (10) quer über die Sohle des Tales ver­ läuft, daß die Sperrklappen (24) an der talabwärts liegenden Seite der Aufnahme (16) gelagert sind, daß die Schwenkachse (22) der Sperrklappen (24) von deren talabwärtigem Ende beabstandet ist, daß an der talabwärts liegenden Seite der Aufnahme (16) eine zur Aufnahme (16) parallele Rinne (18) in dem Gründungskörper (10) ausgebildet ist und daß das talab­ wärtige Ende der Sperrklappen (24) bei deren Aufrichten in diese Rinne (18) schwenkt.

5. Hochwasser-Rückhaltesperre nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das talabwärtige Ende der Sperrklappen (24) in deren aufgerichteter Stellung an dem Rand der Rinne (18) anschlägt und den Aufrichtwinkel der Sperrklappen (24) be­ grenzt.

6. Hochwasser-Rückhaltesperre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklappen (24) in ihrer abgesenkten Stellung die Aufnahme (16) vollständig abdecken und verschließen, mit der Oberfläche des Grün­ dungskörpers (10) bündig sind und in dem Gründungskörper (10) abgestützt sind.