DE20213106U1

DE20213106U1 - Protection system against flood disasters on rivers

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Publication number: DE20213106U1
Application number: DE20213106U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2012-08-28

Description

Schutzanlage vor Hochwasserkatastrophen an FlüssenProtection against flood disasters on rivers

Die Erfindung betrifft eine Hochwasserschutzanlage zur Vermeidung von Überschwemmungen von flußnahen Gebieten bei extremen Niederschlägen.The invention relates to a flood protection system for preventing flooding of river-side areas during extreme rainfall.

Zur Verhütung von Hochwasserschäden werden abhängig von den örtlichen Gegebenheiten an den Flußläufen verschiedene bauliche Maßnahmen angewandt. An den Oberläufen der Flüsse und ihrer Nebenflüsse sind Talsperren zum Aufstau großer Wassermengen errichtet. Die Ufer der tiefer gelegenen Flußabschnitte sind durch Deiche geschützt. Weiter dienen Umleitungen, Flutmulden und - besonders in Stadtgebieten - Entlastungskanäle dem Hochwasserschutz. Auch Flußbegradigungen gehören hierzu.To prevent flood damage, various structural measures are used along the rivers, depending on the local conditions. Dams are built on the upper reaches of the rivers and their tributaries to hold back large amounts of water. The banks of the lower sections of the river are protected by dykes. Diversions, flood channels and - especially in urban areas - relief channels also serve to protect against flooding. River straightening is also part of this.

Alle diese Maßnahmen erfüllen ihren Zweck, solange das Hochwasser ein normales Ausmaß nicht überschreitet. Hin und wieder, nicht vorhersehbar, kommt es jedoch zu einem außergewöhnlichen Hochwasser mit enormen Überschwemmungen und unermeßlichen Personen- und Sachschäden. Die Talsperren werden randvoll und müssen Wasser ablassen. Die Deiche halten dem übermächtigen Druck nicht stand und brechen. Deichbrüche sind in dieser Notsituation für im Flußverlauf nachfolgende Orte eher vorteilhaft, verringern sie deren Hochwassergefahr zumindestens zeitweise. Erfolgreich gesicherte Deiche erhöhen zwangsläufig das Hochwasser und damit die Überschwemmungsgefahr nachfolgender Flußgebiete und - orte. Hinzu kommt, dass mit dem Hochwasserpegel auch das Grundwasser der hinter den Deichen liegenden Gebiete soweit steigt, dass es zumindestens Keller, oft aber mehr flutet, ohne dass ein Deich gebrochen ist. Diese Tatsachen belegen, dass diese Maßnahmen der Hochwasserregulierung trotz der enormen Aufwendungen keinen wirklichen Schutz im Katastrophenfall bieten, sondern bestenfalls die Hochwasser- und Überschwemmungsgefahr an nachfolgend am Fluß liegende Gebiete weiterreichen! Außer Talsperren setzen alle auf den beschleunigten, natürlichen Abfluß der ungeheueren Wassermengen in einem viel zu engen Flußbett.All of these measures serve their purpose as long as the flood does not exceed normal levels. However, every now and then, and unpredictably, there is an exceptional flood with enormous inundation and immeasurable damage to people and property. The dams fill to the brim and have to release water. The dykes cannot withstand the overwhelming pressure and break. In this emergency situation, dyke breaches are actually beneficial for places downstream in the river, as they reduce their risk of flooding, at least temporarily. Successfully secured dykes inevitably increase the flood and thus the risk of flooding in downstream areas and places. In addition, as the flood level rises, the groundwater in the areas behind the dykes also rises to such an extent that it at least floods basements, and often more, without a dyke being broken. These facts prove that these flood control measures, despite the enormous expenditure, do not offer any real protection in the event of a disaster, but at best pass on the risk of flooding to areas further downstream along the river! Apart from dams, all rely on the accelerated, natural flow of the enormous amounts of water in a riverbed that is far too narrow.

Die Hochwasserkatastrophe an der Elbe, der Mulde und der Donau im August 2002 hat sehr deutlich gezeigt, dass zur wirksamen Vorbeugung dringender Handlungsbedarf geboten ist, der neue Wege beschreitet.The flood disaster on the Elbe, Mulde and Danube in August 2002 showed very clearly that urgent action is needed to ensure effective prevention, taking new approaches.

Die Erfindung hat den Zweck, den Aufwand für vorbeugende und akute Hochwasserschutzmaßnahmen herkömmlicher Art zu senken. und Hochwasserschäden drastisch zu reduzieren oder ganz zu vermeiden.The purpose of the invention is to reduce the cost of preventive and acute flood protection measures of a conventional nature and to drastically reduce or completely avoid flood damage.

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Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Hochwasserschutzanlage zu schaffen, die die flutartig anfallende, übergroße Wassermenge kurzzeitig auffängt und nach Abklingen des Hochwassers wieder zügig und vollständig an den Fluß abgibt. Die Lösung dieser Aufgabe fußt auf dem Prinzip der Wasserrückhaltung, aber anders als eine Absperrung des Flusses durch ein Stauwerk. Erfindungsgemäß ist vorgesehen: Am oder nahe dem Flußlauf sind absperrbare Auffangbecken mit tiefer als das Flußbett gelegenen Böden angeordnet, die mit einer Abpumpeinrichtung und einer Ableitung zum Fluß ausgestattet sind. Weitere Ausführungsmerkmale sind in den Unteransprüchen fixiert. Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau der Hochwasserschutzanlage. In der Nähe des Flusses 1 ist ein Auffangbecken 2 gebaut, das über einen Zulaufkanal 3 mit dem Flußbett verbunden ist. In dem Zulaufkanal 3 befinden sich möglichst dicht am Fluß 1 ein Rückhaltegitter 7 für Treibgut und eine Sperreinrichtung 4 in der Art eines beweglichen Wehres. In das Auffangbecken 2 taucht bis zum Grund ein Abflußrohr 5 ein, das über eine Pumpstation 6 zu dem Fluß 1 verlegt ist. Das Auffangbecken 2 ist tief in das Erdreich eingebaut. Sein Boden liegt etwa 20 m unter dem normalen Flußspiegel. Das Fassungsvermögen beträgt 40.000.000 Kubikmeter, entsprechend einer Regenmenge von 20 cm auf einer Fläche von 200 Quadratkilometern. Es besteht aus Stahlbeton und weist einen kreisrunden Querschnitt auf. Falls dieses Fassungsvermögen nicht ausreicht, ist wenige Kilometer flußabwärts noch ein zweites oder drittes Auffangbecken zu installieren. Überhaupt wird es zweckmäßig sein, am gesamten Flußverlauf Auffangbecken vorzusehen. Das würde die Möglichkeit eröffnen, den Fluß an tiefer gelegenen Stellen bereits vor dem Nahen der durch die vorgelagerten Auffangbecken zwar stark reduzierten Hochwasserflut zu entlasten, was die Fließgeschwindigkeit erhöhen und Platz für das eintreffende Resthochwasser schaffen würde.The invention was based on the object of creating a flood protection system that briefly collects the excessive amount of water that occurs in a flood and then releases it quickly and completely back into the river after the flood has subsided. The solution to this problem is based on the principle of water retention, but in a different way than blocking off the river with a dam. According to the invention, lockable collecting basins with floors that are deeper than the river bed are arranged on or near the course of the river and are equipped with a pumping device and a drain to the river. Further design features are set out in the subclaims. The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows a schematic of the structure of the flood protection system. A collecting basin 2 is built near the river 1 and is connected to the river bed via an inlet channel 3. In the inlet channel 3, as close as possible to the river 1, there is a retaining grid 7 for floating debris and a barrier device 4 in the form of a movable weir. A drain pipe 5, which is laid to the river 1 via a pumping station 6, penetrates into the bottom of the collecting basin 2. The collecting basin 2 is built deep into the ground. Its bottom is about 20 m below the normal river level. Its capacity is 40,000,000 cubic meters, corresponding to a rainfall of 20 cm over an area of 200 square kilometers. It is made of reinforced concrete and has a circular cross-section. If this capacity is not sufficient, a second or third collecting basin must be installed a few kilometers downstream. In general, it would be advisable to provide collecting basins along the entire course of the river. This would open up the possibility of relieving the river at lower-lying points before the approach of the flood, which is greatly reduced by the upstream retention basins, which would increase the flow velocity and make room for the incoming residual flood water.

Die Betriebsweise der Auffangbecken ist relativ einfach. Bei sich andeutender Hochwasserflut wird die Sperreinrichtung 4 geöffnet, wodurch ein erheblicher Teil des Flußwassers wegen des Gefälles von anfangs 20 m in das Auffangbecken 2 fließt. Nach Abklingen der Flut wird die Sperreinrichtung 4 geschlossen. Hat der Fluß seinen normalen Wasserstand erreicht und ist die Restflut etwa 50 km flußabwärts angelangt, wird die Pumpstation 6 in Betrieb gesetzt und das aufgefangene Flutwasser über das Abflußrohr 5 in den Fluß 1 allmählich zurückgeführt. Es bietet sich natürlich an, den Betrieb mehrerer Auffangbecken zeitlich zu ko-The operation of the catch basins is relatively simple. When a flood is imminent, the barrier 4 is opened, whereby a significant part of the river water flows into the catch basin 2 due to the gradient of 20 m at the beginning. After the flood has subsided, the barrier 4 is closed. When the river has reached its normal water level and the remaining flood has reached about 50 km downstream, the pumping station 6 is put into operation and the collected flood water is gradually returned to the river 1 via the discharge pipe 5. It is of course advisable to coordinate the operation of several catch basins in time.

ordinieren. Ebenso kann es sinnvoll sein, nahe gelegene Auffangbecken durch eine Überlaufleitung miteinander zu verbinden.It may also be useful to connect nearby catch basins with an overflow pipe.

Die beschriebene Hochwasserschutzanlage hält auch wie Talsperren Hochwasser zurück, aber mit einer anderen Aufgabenstellung. Talsperren sind immer mehr oder weniger gefüllt, was für die Trinkwasserversorgung wichtig ist. Die Auffangbecken sind dagegen nur kurzzeitig gefüllt. Sie müssen schnell wieder geleert werden, um einer möglichen erneuten Hochwasserflut zur Verfügung zu stehen. Talsperren und Stauwerke in flacherer Flußlandschaft behindern den Schiffsverkehr, die abseits gelegenen Auffangbecken dagegen nicht. Die erfindungsgemäße Schutzanlage entlastet wirksam den Fluß von der Aufgabe, in kurzer Zeit in seinem Flußbett riesige Wassermengen abzuführen, indem sie den größten Teil des Flutwassers vorübergend speichert. Überschwemmungen mit ihren verheerenden Schäden sind so nahezu ausgeschlossen. Der Investitions- und der Betriebsaufwand für die Schutzanlage wird über einen längeren Zeitraum gesehen weit unter den für laufende und im Katastrophenfall akute Schutzmaßnahmen an Deichen erforderlichen Aufwand und den durch eine einzige Flutkatastrophe verursachten Sachschaden liegen. Höher zu werten ist aber die Vermeidung menschlicher Aufopferung zur Katastrophenverhütung und menschlichen Leids bei Überschwemmungen.The flood protection system described also holds back flood water like dams, but with a different task. Dams are always more or less full, which is important for the drinking water supply. The catch basins, on the other hand, are only filled for a short time. They must be emptied again quickly in order to be available for a possible new flood. Dams and dams in flatter river landscapes hinder shipping traffic, but the catch basins located further away do not. The protection system according to the invention effectively relieves the river of the task of draining huge amounts of water into its riverbed in a short time by temporarily storing most of the flood water. Floods and their devastating damage are thus almost impossible. The investment and operating costs for the protection system over a longer period of time will be far below the costs required for ongoing and, in the event of a disaster, acute protection measures on dykes and the material damage caused by a single flood disaster. What is more important, however, is the avoidance of human sacrifice to prevent disasters and human suffering during floods.

Claims

1. Protection system against flood disasters of rivers with water retention, characterized in that lockable collecting basins ( 2 ) with floors deeper than the river bed are arranged on or near the river course, which are equipped with a pumping device ( 6 ) and a discharge line ( 5 ) to the river ( 1 ).

2. Protection system against flood disasters according to claim 1, characterized in that the inlet channels ( 3 ) of the collecting basins ( 2 ) start in the flow direction of the river ( 1 ) and have a curved section.

3. Protection system against flood disasters according to claim 1, characterized in that the inlet channels ( 3 ) are arranged on the outside of river bends and run straight.

4. Protection system against flood disasters according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the capacity of the collecting basins ( 2 ) is at least three quarters of the maximum conceivable amount of precipitation for the catchment area of the upstream river section.