DE19738518C1 - Verfahren zur Beseitigung von Ablagerungen auf Gewässerböden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung von Ablagerungen auf Gewässerböden.

Die Erfindung ist sowohl für die Beseitigung von Schlamm oder Schlickablagerungen, als auch für die Beseitigung von härteren Sedimentablagerungen wie Ton oder auch Steine geeignet.

Verfahren und Vorrichtungen um Ablagerungen auf Gewässerböden mittels eines hohen Volumenstromes eines Mediums wie z. B. Wasser zu beseitigen, sind bekannt. (Patent US 3 295 231).

Bei diesem oder ähnlichen Verfahren benutzt man einen hohen Volumenstrom und einen relativ niedrigen Druck,um das Sediment zu verdünnen, d. h. zu einer breiartigen Masse werden zu lassen, damit dieses in tiefere Gewässerbereiche abfließen kann. Andere Vorrichtungen benutzen Luft oder am Gerät angebrachte Propeller um das Sedimentgemisch verdünnt in höhere Gewässerebenen zu bringen. Der Nachteil ist der hohe Energiebedarf um einen dafür notwendigen Volumenstrom zu erzeugen. Ferner eignen sich diese Verfahren nur für weichere Schlickablagerungen.

Andere Verfahren wiederum wie in der Deutschen Patentanmeldung DE 42 26 492 A1 verwenden einen relativ geringen Volumenstrom dafür aber einen sehr hohen Druck, der bei bis zu 2000 bar liegen kann.

Bei diesem Verfahren wird vorgegeben, daß der harte Untergrund mittels einer einfachen Hochdruckdüse zerkleinert oder sogar zerschnitten wird.

Durch Recherchen am Institut "Biber" in Bremen und beim Fraunhofer Institut auf dem Gebiet des "Hochdruck Wasserstrahlschneidens", wurde von beiden Seiten bestätigt, daß ein Zerschneiden des Materiales nur durch das präzise NC-gesteuerte Führen des Schneidkopfes erfolgt.

Auf die Schiffahrt übertragen bedeutet das, daß durch die Stampf- und Schlinger­ bewegungen des Baggerschiffes ein kontinuierliches Schneiden nahezu unmöglich ist.

Beide vorgenannten Verfahren bzw. Patente zeichnen sich vor allem dadurch aus, daß beide mit einem kontinuierlichen Wasserstrahl arbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mittels geringstem Energieaufwand ein Höchstmaß an Sedimentabtrag auf dem Gewässergrund zu erreichen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung mit den in Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten.

Die Erfindung basiert auf physikalischen Gesetzen aufgrund derer impulsartig eingebrachte Schwingungen zerstörerisch auf nahezu alle Materialien wirken. Bei der Erfindung wird ein Fluid, vorzugsweise Wasser mittels einer Hochdruck­ pumpe auf einen relativen Druck gebracht, wobei der Volumenstrom nicht relevant ist, und danach in pulsierende Schwingungen mit hoher Frequenz versetzt.

Dieses kann direkt in der Pumpe, beim Austritt des Fluids aus der Pumpe mittels eines Ventiles oder aber durch eine spezielle Düse wie z. B. einer sogenannten Dreckfräse geschehen.

Trifft dieser Strahl auf das abzutragende Sediment z. B. Schlick, dringt das Fluid kurzzeitig ein und wird aufgrund der auftreffenden Schwingungen des Fluids auf die Masse des Schlickbettes reflektiert und reißt somit großflächig die Decke des Schlicks auf. Der erwünschte Effekt wird auch bei Ton- und Sandböden erreicht. Aufgrund der Geschwindigkeit des Wassers bzw. des Auftreffens der Impulskräfte auf das Sediment sind die Schiffsbewegungen nicht mehr relevant, was die Wirtschaftlichkeit der Erfindung außerordentlich erhöht.

Sollten die Sedimentablagerungen zu hart für den einfachen pulsierenden Wasserstrahl sein, können dem Fluid sogenannte Abrasivstoffe zugegeben werden.

Als Abrasivstoffe eignen sich Quarzsand, Olivin o. ä.

Mit der Verbindung eines pulsierenden Fluidstrahles und eines Abrasivstoffes lassen sich selbst härteste Sedimentablagerungen entfernen.

Als Zuleitung von der Pumpeneinheit zur Düse kann ein Schlauchsystem oder ein Rohrsystem dienen.

Bei der Installation von mehreren Pumpen und Düsen ist vor Ort das am besten handhabbare System zu wählen.

Der Abstand der Düse, aus dem der pulsierende Fluidstrahl austritt, zu dem zu beseitigendem Sediment sollte so gewählt werden, daß ein Größtmaß an Fluid in das Sediment eindringt aber der Düsenkopf nicht durch Unterwasserhindernisse beschädigt werden kann. Es ist ratsam, die einzelne Düse oder eine Anordnung von mehreren Düsen auf einem Schlitten oder Schutzkäfig zu installieren, um Beschädigungen zu vermeiden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Düse oder die Düsen fest an einem Schlitten oder Schutzkorb installiert sind und mit diesem Schlitten oder Schutzkorb von einem Schiff aus an einem Seil oder einer Stahlarmkonstruktion über den Gewässergrund gezogen oder geschoben werden, was eine einfache und verschleißarme Konstruktion darstellt.

Erfahrungsgemäß sollten die Düsen in einem Winkel von etwa 20° zur Lotrechten in Fahrtrichtung eingestellt werden, um einen optimalen Wirkungsgrad zwischen Abtragsleistung und Fahrtgeschwindigkeit zu erzielen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß selbst bei einem geringen Druck eine ausreichend abtragende Wirkung entsteht, was wiederum nur kleine Antriebseinheiten für die Pumpenanlage bedeutet und somit zu einem sehr geringen Energiebedarf führt.

Bei einer Nutzung des Umgebungswassers mit vorgeschalteten Filtern kann zusätz­ lich Trinkwasser gespart und somit umweltgerecht gearbeitet werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Beseitigen von Ablagerungen auf Gewässerböden mit Hilfe wenigstens eines Fluid-, vorzugsweise Wasserstrahls, der von einer an einem Schlitten oder Schutzkorb befestigten Düse oder Düsen nach unten gerichtet wird, wobei die Düse oder die Düsen an einem Seil oder einer Stahlarm­ konstruktion von einem Wasserfahrzeug über den Gewässerboden gezogen oder geschoben werden, dadurch gekennzeichnet, daß das mittels wenigstens einer Hochdruckpumpe auf einen relativen Druck gebrachte Fluid, bzw. Wasser, anschließend in pulsierende Schwingungen mit hoher Frequenz versetzt wird und daß der Fluid- bzw. Wasserstrahl mit einer derart hoben Frequenz pulsierend an oder in das Sediment des Gewässerbodens gebracht wird, daß beim Auftreffen des Strahls auf das Sediment durch die entstehenden Schwingungen im Sediment eine hohe abtragende Wirkung erzielt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Fluid das Umgebungswasser vorzugsweise mit vorgeschaltetem Filter genutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fluid sogenannte Abrasivstoffe, wie Quarzsand, Olivin o. ä. zugegeben werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen in einem Winkel von etwa 20° zur Lotrechten in Fahrtrichtung eingestellt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse nach Verlassen des Fluids aus der Pumpe mechanisch auf das Fluid übertragen werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse an der oder den Düsen auf das Fluid übertragen werden.