DE19925604C1

DE19925604C1 - Vorrichtung für fließende Gewässer

Info

Publication number: DE19925604C1
Application number: DE19925604A
Authority: DE
Inventors: Hermann Christiansen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-04
Filing date: 1999-06-04
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2019-06-05
Also published as: DE50002964D1; US6394698B1; EP1057939B1; EP1057939A2; EP1057939A3; CA2310182A1

Abstract

Bei einer Vorrichtung für fließende Gewässer in tidebedingten Brackwasserzonen wird zur Vermeidung von Schlick-/Sandablagerungen in einer Abzweigung bzw. Erweiterung vorgeschlagen, Strömungswände anzuordnen. Hierbei ist vorgesehen, am flutseitigen Anfang einer Abzweigung bzw. Erweiterung eine Umlenk-Trennwand im oberen Bereich anzuordnen und im unteren Bereich eine zusätzliche Ablenkwand zu installieren, die ausgehend von der Uferbegrenzung im Bereich der Umlenk-Trennwand verläuft und in den Flußbereich zur Strömungsablenkung hineinragt. Die Umlenk-Trennwand bildet dabei im Abstand von der Uferbegrenzung einen Kanal, dessen Querschnittsfläche einen kleinen Teil der Eintrittsquerschnittsfläche der Abzweigung bzw. Erweiterung bildet und dessen Eintrittsöffnung im Flußbereich liegt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung für fließende Gewässer mit wechselnden Salzgehalten in tidebedingten Brackwasserzonen, mit einer seitlichen Abzweigung bzw. Erweiterung in der Art einer Schleusen zufahrt oder eines Hafenbeckens, zur Vermeidung von Schlick-/Sandablagerungen, wobei im Bereich des Beginns der Abzweigung bzw. Erweiterung bezogen auf einen Flutstrom eine im Abstand von der Uferbegrenzung angeordnete Umlenk-Trennwand einen Kanal ausbildet, dessen Querschnittsfläche einen kleinen Teil der Ein trittsquerschnittsfläche der Abzweigung bzw. Er weiterung beträgt und dessen Eintrittsöffnung im Fluß bereich im Bereich des Beginns und dessen Austritts öffnung im Bereich der Abzweigung bzw. Erweiterung liegen.

Es besteht bei seitlichen Abzweigungen bzw. Er weiterungen dieser Art das Problem, daß über die größte Zeitspanne im Verlauf einer Tide der Salzgehalt im Fließgewässer höher als im Wasserkörper der seitlichen Abzweigung bzw. Erweiterung ist und damit ein Dichteausgleichsstrom vom Fließgewässer auf die Ab zweigung bzw. Erweiterung entsteht, der überwiegend in Sohlnähe wirkt und dabei große Mengen an Schlick oder Sand mit sich führt, die in bekannter Weise zu hohen Sedimentablagerungen führen. Durch die gebildeten Sedimentablagerungen ergeben sich hohe Unterhaltskosten für das Baggern und die Unterbringung des Baggergutes.

Gemäß der DE 37 07 074 C1 ist es bereits bekannt, bei fließenden Gewässern Walzenströmungen durch Umlenk- Trennwände an Hafeneinfahrten zu vermeiden und damit die dadurch sonst verursachten linsenförmigen Sedimentablagerung zu vermindern. Diese Ausbildungen sind aber nicht geeignet, die vorgenannten Probleme zu lösen, da es sich bei dieser Anordnung allein um den Abbau strömungsbedingter Walzenbildungen handelt.

Weiterhin sind Versuche durchgeführt worden, Dichteaus gleichsströmungen durch Luftblasenschleier oder an Auftriebskörpern angehängte Unterwasserschürzen zu ver hindern um damit einen Schlick- bzw. Sandeintrieb zu verhindern. Beide Verfahren haben sich als ungeeignet herausgestellt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß da durch, daß die Umlenk-Trennwand im oberen Bereich be zogen auf die Wassertiefe angeordnet ist und im unteren Bereich bezogen auf die Wassertiefe sich im Flußbereich eine zusätzliche Ablenkwand befindet, die zur Ablenkung eines sohlnahen Dichtestroms in Richtung zur Flußmitte hin ausgehend von der Uferbegrenzung im Bereich der Umlenk-Trennwand verläuft und in den Flußbereich hineinragt.

Hierdurch wird ein einfaches Ablenk- und Füllstromleit system geschaffen, wobei im unteren Teil des Ge wässerbereiches am Beginn der Abzweigung bzw. Er weiterung durch die Ablenkwand ein sohlnaher Dichtestrom zum Fließgewässer hin abgeleitet wird. Im oberen Teil des Gewässerbereiches wird als Füllstrom leitsystem mit der Uferbegrenzung ein Kanal gebildet, über den bei Flut Wassermengen zur Füllung der Abzweigung bzw. Erweiterung einströmen und einen Gegenstrom für eine eindringende Dichteaus gleichsströmung bildet und somit den Eintrag von nahe der Sohle mitgeführte Schlick- bzw. Sondereintreibungen in die seitliche Abzweigung bzw. Erweiterung ver hindert.

Eine günstige Ausbildung, insbesondere zur Ebbstrombe einflussung wird dadurch geschaffen, daß im Bereich des der Umlenk-Trennwand gegenüberliegenden Endes der Ab zweigung bzw. Erweiterung ausgehend von der Uferbe grenzung im Flußbereich eine in Richtung zur Flußmitte weisende Ablenkwand mindestens im unteren Bereich be zogen auf die Wassertiefe angeordnet ist.

Um Wirbelbildungen hinter den Ablenkwänden zu ver hindern, wird vorgeschlagen, daß ein Bereich zwischen Ablenkwand und Uferbegrenzung mit Material verfüllt ist.

Hierzu wird zur Verbesserung einer strömungsgünstigen Ausbildung vorgesehen, daß eine Begrenzungskante des mit Material verfüllten Bereiches der Ablenkwand abge rundet ist.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß die Umlenk-Trennwand mindestens im Bereich außerhalb des mit Material ver füllten Bereiches über Ständer angeordnet ist.

Eine günstige Ausbildung wird dadurch geschaffen, daß jede Ablenkwand zur wirbelfreien Ablenkung s-förmig ausgebildet ist.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die Bereiche der Um lenk-Trennwand und die Ablenkwand sich teilweise über decken.

Weiterhin ist vorgesehen, daß die im Bereich des der Umlenk-Trennwand gegenüberliegenden Endes der Ab zweigung bzw. Erweiterung liegende Uferspitze strömungsabweisend abgeschnitten ist.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfin dung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung mit Wirkung bei Flutstrom,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung mit Wirkung bei Ebbstrom mit Ablenkwänden beid seitig einer Abzweigung,

Fig. 3 eine Ausbildung gemäß Fig. 1 als Ausschnitt mit Verfüllung und ausgerundeter Uferkante und abgerundeter Begrenzungskante des Verfüllbe reiches,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung gemäß Linie IV-IV der Fig. 3 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung gemäß Linie V-V der Fig. 3 in vergrößerter Darstellung mit teil weise aufgeständertem Füllstromleitsystem und abgerunderter Kante am Ende des Füllbereiches hinter dem Ablenksystem und

Fig. 6 eine Ausbildung einer seitlichen Erweiterung mit strömungsgünstiger Form von Uferspitze und Verfüllbereich an dem ebbseitigen Ende der Ab zweigung.

Bei den dargestellten Anordnungen ist ein Fluß 1 als Fließgewässer dargestellt von dem ein Hafenbecken 2 ab zweigt. Der Fluß 1 weist bei Flut die Tideströmung 4 und zusätzlich durch vordringendes Meereswasser die Dichteströmung 3 im sohlnahen Bereich auf. Bei Ebbe zeigen die Pfeile die zurückströmende Tide- 19 und Dichteströmung 18. Weiterhin werden mit Pfeilen die Dichteausgleichströmungen bei Flut gemäß Pfeile 17 und bei Ebbe gemäß Pfeile 22 dargestellt, die immer dann wirken, wenn der Salzgehalt im Wasser im Fluß 1 größer ist als im Hafenbecken 2.

Im Bereich des Beginns 20 der Abzweigung 2 ist ein Füllstromleitsystem mit einer Umlenk-Trennwand 6 im oberen Bereich und einer Ablenkwand 5 im unteren Be reich dargestellt. Mit der Uferbegrenzung 23 wird mit der Umlenk-Trennwand 6 ein Kanal 24 im oberen Bereich der Wassertiefe bildet. Durch diesen Kanal 24 mit der Eintrittsöffnung 8 im Flußbereich 1 und der Austritts öffnung 9 im Übergangsbereich Fluß 1 und Hafenbecken 2 wird bei Flut eine Wassermenge mit Strömungsrichtung 7 geführt. Diese Wassermenge teilt sich in das Tidefüll volumen 11 für das Hafenbecken 2 und einen Rückstroman teil 10 der in den Flußbereich 1 zurückfließt und eine Dichteausgleichsströmung 17 zurück in das Fließgewässer 1 abdrängt.

Im Bereich 20 ist zusätzlich im unteren Teil der Wassertiefe eine Ablenkwand 5 angeordnet hinter der bis zur Uferbegrenzung 23 ein Zwischenraum 13 bis hin zu einer etwa senkrechten Abschlußwand 26 mit Material, wie z. B. Sand mit Steinabdeckung, aufgefüllt ist. Die an der Uferbegrenzung 23 beginnende und im Flußbereich 1 im Bereich des Beginns 20 der Abzweigung 2 ge schwungenen geformte Ablenkwand 5 drängt bei Flut den sohlnahen Dichtstrom 4 gemäß der Pfeile 12 von der Hafeneinfahrt 2 ab.

Die derart abgewiesene Dichteströmung 12 in Verbindung mit dem Teilausstrom 10 bewirken, daß eine Dichteaus gleichsströmung 17 bei Flut soweit von der Hafenein fahrt 2 abgedrängt wird, daß sie im Flußbereich 1 ver bleibt. Durch diese Verdrängung wird der sonst von der Dichteausgleichsströmung im Bereich der Gewässersohle mitgeführte Eintrag von Sand und Schlick und die daraus resultierende hohe Sedimentation im Hafenbecken 2 ver hindert.

Am Ende der Abzweigung 2 ist beginnend an der Uferbe grenzung 25 eine Ablenkwand 14 dargestellt, die im unteren Bereich der Wassertiefe angeordnet und im ge schwungenen Verlauf in den Flußbereich 1 hineingeführt ist. Der Bereich 15 zwischen Ablenkwand 14 und Uferbe grenzung 25 ist wie der Bereich 13 mit Material bis zum senkrechten Abschluß 16 verfüllt.

Die Ablenkwand 14 soll während der Ebbphase mit der Tideströmung 19 und Dichteströmung 18 diese Dichteströmung 18 entsprechend der Pfeile 27 ablenken, daß in Kombination mit einem Ausstrom 28 aus dem Hafen becken 2 ein Eindringen einer Dichteausgleichsströmung 22 verhindert wird und auf diese Weise ein auch bei Ebbe sonst wirkender Eintrag von Schlick oder Sand in das Hafenbecken 2 unterbunden wird.

Als Material für die Herstellung der Ablenksysteme sind beispielsweise Stahl, Stahlbeton oder Holz vorgesehen.

Die Abschlußwandung 26 des Verfüllbereiches 13 für die Ablenkwand 5 ist in strömungsgünstig ausgerundeter Form 29 durchgeführt.

In Fig. 6 eine strömungsgünstige Variante einer Ufer spitze 21 in Verbindung mit der Ablenkwand 14 und einer strömungsgünstig angeordneten Abschlußwand 16 eines Verfüllbereichs 15 und eine ebenfalls strömungsgünstig abgeschnittene Uferspitze 21' dargestellt, die gemeinsam bei Flutstrom das Ausfließen eines Teilstroms 10 verbessern.

Die Umlenk-Trennwand 6 ist in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 außerhalb der Verfüllung 13 der Ablenkwand 5 über Stelzen als Ständer 30 angeordnet.

Claims

1. Vorrichtung für fließende Gewässer mit wechselnden Salzgehalten in tidebedingten Brackwasserzonen, mit einer seitlichen Abzweigung bzw. Erweiterung in der Art einer Schleusenzufahrt oder eines Hafenbeckens, zur Vermeidung von Schlick-/Sandablagerungen, wobei im Bereich des Beginns der Abzweigung bzw. Er weiterung bezogen auf einen Flutstrom eine im Abstand von der Uferbegrenzung angeordnete Umlenk- Trennwand einen Kanal ausbildet, dessen Quer schnittsfläche einen kleinen Teil der Eintritts querschnittsfläche der Abzweigung bzw. Erweiterung beträgt und dessen Eintrittsöffnung im Flußbereich im Bereich des Beginns und dessen Austrittsöffnung im Bereich der Abzweigung bzw. Erweiterung liegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenk-Trennwand (6) im oberen Bereich bezogen auf die Wassertiefe angeordnet ist und im unteren Bereich bezogen auf die Wassertiefe sich im Flußbereich eine zusätzliche Ablenkwand (5) befindet, die zur Ablenkung eines sohlnahen Dichtestroms in Richtung zur Flußmitte hin ausgehend von der Uferbegrenzung (23) im Bereich der Umlenk-Trennwand (6) verläuft und in den Flußbereich (1) hineinragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß im Bereich (21) des der Umlenk-Trennwand (6) gegenüberliegenden Endes der Abzweigung bzw. Erweiterung (2) ausgehend von der Uferbegrenzung (25) im Flußbereich (1) eine in Richtung zur Flußmitte weisende Ablenkwand (14) mindestens im unteren Bereich bezogen auf die Wassertiefe angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Bereich (13, 15) zwischen Ablenk wand (5, 14) und Uferbegrenzung (23, 25) mit Material verfüllt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß eine Begrenzungskante (16, 26) des mit Material verfüllten Bereiches (13, 15) der Ablenkwand (5, 14) oben abgerundet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß die Umlenk-Trennwand (6) mindestens im Bereich außerhalb des mit Material verfüllten Bereiches (13) über Ständer (30) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß jede Ablenkwand (5, 14) zur wirbelfreien Ablenkung s-förmig ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Bereiche der Um lenk-Trennwand (6) und die Ablenkwand (5) sich teilweise überdecken.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die im Bereich (21) des der Umlenk-Trennwand (6) gegenüberliegenden Endes der Abzweigung bzw. Erweiterung (2) liegende Uferspitze (21') strömungsabweisend abgeschnitten ist.