DE20317043U1

DE20317043U1 - Hochwassereliminier-, Fluß- und Grundwasserniveauregel-, Grundwasserreinhaltung- und Trinkwassersparsystem

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Publication number: DE20317043U1
Application number: DE20317043U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-11-04
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2004-12-09
Anticipated expiration: 2013-11-05

Abstract

Einzelne nach Bedarf und Größe ausgelegte Schutzwallkammersysteme 10 als Deichbruchsicherung, die zuerst an den gefährdeten Stellen in die Deichsysteme integriert werden, in Verbindung mit den erforderlichen Deichverbreiterungen und Deicherhöhungen, dass bei einem Jahrhunderthochwasser keine Überflutung erfolgen kann. Mit dem Bedarf angepasstem Rohrverbindungssystem 11, damit parallel zum Flussbett das dem Fluss entnommene Wasser beschleunigt flussabwärts geleitet wird. Mit den Steuerwänden 12, den integrierten Öffnungen 14 und 15, sofern hydraulisch und strömungstechnisch erforderlich. Mit Wasseraustauschrohre 16, die das Wasser in beiden Fließrichtungen zwischen Fluss und Kammersystem austauschen. Mit den Absperrarmaturen 17 für die Wassermengensteuerung. Mit den Armaturenschutzkammern 18 und Zugangsschächte 19. Mit den Pumpenschutzkammern 20, sowie Zugangsschacht 28. Mit den Saug- und Druckpumpen 21 + 25, mit den Saugrohren 22 + 26, sowie dem Druck-Rohrsystem 23 + 27, wird das über das Gehodetische Gefälle entstehende Wasserdrucksystem, zusätzlich in dem angeschlossenem unterirdischen Verteilerrohrsystem 11,23 + 27 zwangsgesteuert. Mit dem unterirdischen Verteilerohrsystem werden...

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein dynamisch gesteuertes technisches und bautechnisches System gemäß der im Oberbegriff der Gebrauchsmuster 1 angegebenen Merkmale.
Das Jahrhunderthochwasser aus dem Jahr 2002 wird sich durch die Klimaänderung und den Eingriff der Menschen in die Natur wiederholen, wenn nicht entsprechende Maßnahmen ergriffen werden.
Die große anerkannte Institute sind davon überzeugt, dass in der Gegenwart und Zukunft die lang anhaltenden heißen Trockenfasen und besonders die Regenfasen noch extremer als in den Jahren 2002/2003 zu erwarten sind. Somit werden wir künftig mit den extremen Hoch- und Tiefstwasserständen im Rhein und anderen Flüssen belastet werden.
Die daraus bekannte volkswirtschaftliche Schäden werden mit obigem System nicht mehr auftreten.
Dieses Hochwasserproblem kann künftig nicht durch statische Wasserrückhalte speicher in Form von Poldern gelöst werden.
Dazukommend müssen wir mit unserem höchsten Gut, dem Trinkwasser künftig schonender und sparsamer umgehen.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die vorgenannte nur sehr schwer lösbare Probleme zu beseitigen bzw. zu steuern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der im Gebrauchsmuster 1 angegebenen Merkmale.
Die Erfindung wird folgend anhand der in der Skizze angegebenen Merkmale beschrieben.
Wellenlinie 1 entspricht dem Flusswassernormalstand plus minus den Standardabweichungen.
Wellenlinie 2 entspricht dem max. Jahrhundertflusswasserstand aus dem Jahr 2002.
Wellenlinie 3 entspricht einem möglichen Jahrtausendflusswasserstand der nach heutigen Gesichtspunkten entstehen kann.
Nachrüstbare und demontierbare Schutzwand 4 verhindert eine kurzfristige mögliche Überflutung des Deiches.
Variante 1
Viele einzelne Schutzwallkammersysteme 10, die nach Bedarf in den Deichen platziert werden. Entscheidungskritärien der Platzierungen sind die schwachen Deichzonen, die bei Extremhochwasser brechen können und somit eine Landüberflutung erfolgt. Ein weiterer Entscheidungspunkt der Platzierung sind die anfallenden Wassermengen die dynamisch gesteuert und beschleunigt parallel zum Fluss mit einem unterirdischem Rohrsystem, flussabwärts geleitet werden bzw. parallel dazu unterirdisch von Fluss zu Fluss bzw. zu Binnengewässer verteilt werden. An dieses unterirdische Rohrverteilersystem werden zusätzlich gesteuerte oder ungesteuerte Wasserverteiler angebaut, die das Wasser gleichmäßig unterirdisch verteilen. Über die Binnengewässer, sowie über diese unterirdische Wasserverteiler wird das ankommende Wasser unterirdisch verteilt. Dadurch wird der Grundwasserspiegel angehoben, wodurch ein unterirdischer Polder für mindestens ca. 50 Milliarden Kubikmeter Wasser entsteht. Zusätzlich werden Speichersysteme geschaffen, die eventuell anfallendes kontaminiertes Wasser das durch Messsysteme festgestellt wird, abspeichern können. Diese Speichersysteme können auch für die anfallenden Wassermengen genutzt werden, die sonst im System nicht mehr verteilt werden können. Das Verteilersystem wird so ausgelegt, dass zuerst energiesparend über das Druckgefälle die Wasserverteilung erfolgt. Die Wasser-Flussabwärtsleitung kann zum Beispiel wie beim Rhein bis ins Meer erfolgen. Nach Bedarf werden auch Pumpsysteme zugeschaltet.
Hierzu wird ein technisches System benötigt, das zum Beispiel beiliegende Skizze aufzeigt.
Schutzwallkammersystem 10, mit Wasseraustauschrohr 16, Absperrarmaturen 17, Schutzschächte 18 + 20, Zugangsschächte 19 + 28, sowie dem Pumpsystem 25 mit angeschlossenem Rohrsystem 27. Nach Bedarf mit den Messsystemen 40 + 41.
Diese Einheiten werden nach Größe und Form an den Flussbettufern bzw. an oder in die bereits vorhandene Schutzdeiche angebaut oder integriert.
Das Rohrsystem 27 mit weiteren ev. erforderlichen Pumpstationen werden über das ganze Land unterirdisch vernetzt. Daran angeschlossen werden alle Flüsse, Seen, vorhandene oder noch zu erstellende Schächte und Speicher als Wasserspeichersystem angeschlossen.
Der gesamte Verbund wird mit Absperrarmaturen und Pumpen an das Grundwassersystem angeschlossen und so ausgelegt, dass im Notfall durch eine Anhebung des Grundwasserspiegels um einige Zentimeter, bezogen auf Deutschland viele Milliarden Kubikmeter Wasser als unterirdisches Polder benutzt werden kann.
Wenn in den Hauptverkehrsflüssen der Wasserstand wie im Jahr 2003 absinkt, kann im Notfall das Wasser umgekehrt gepumpt und somit die Wasserstände in den Flüssen angehoben werden.
Variante 2
Wie Variante 1, jedoch mit durchgehendem Schutzwallkammersystem 10. Damit werden den anströmenden Hochwasserwellen die Spitzen genommen, indem über eine gezielte Steuerung über die Wasseraustauschrohre 16 das System 10 geflutet wird. Die Wasserfließgeschwindigkeit am Flussbettrand wird dadurch in diesem Bereich erhöht und somit das Wasser im Flussbett schneller abfließt. Das Wasser im Kammersystem 10 erreicht durch laminares Strömungsprofil mit eigener Druckgefälleenergie bzw. mit Pumpenunterstützung eine viel höhere Strömungsgeschwindigkeit als das im Flussbett abströmende Wasser und kann somit an geeigneter Stelle flussabwärts in den Fluss zurückgeführt werden.
Weitere Vorteile:

– alleine am Rhein ein gesteuertes Schutzwallkammersystem das vor der dynamischen Wasserverteilung bereits min. 30.000.000 Kubikmeter Wasser als unsichtbarer und gesteuerter Polder entsteht
– die Schutzwand 4 kann montiert werden, für ein ev. Jahrtausendhochwasser.
– keine Wasserdurchdringung und kein Dammbruch mehr möglich
– Sabotagesicherheit, sowie Erdbebensicherheit
– auf der Deckfläche können Hilfs- und Nutzfahrzeuge für den Bedarfs- oder Notfall fahren
– der Freizeitnutzwert für Fußgänger, Wanderer, Radfahrer etc. wird gesteigert

Variante 3
Wie Variante 2 jedoch mit zusätzlichen Grund- und Druckwassersteuerwänden. Dadurch wird eine zu schnelle Druckwasserströmung unter dem Deich vermieden, was zu Überschwemmungen hinter dem Deich führen kann.
Die Öffnungen 14 in den Wänden 12 sind so ausgelegt, dass ein natürlicher Grund- und Druckwasseraustauschstrom entsteht.
Die Öffnungen 15 in den Wänden 12 fluten die Kammern in den Wänden 12, damit das Pumpensystem 21 mit angeschlossenem Rohrsystem 22 + 23 folgende Steuerfunktionen übernehmen kann.

– Grund- bzw. Druckwasserniveauregulierung handgesteuert nach Bedarf, oder automatisch gesteuert mit dem Meßsystem 40.
– Grundwasser Reinheitssteuerung mit dem Meßsystem 41. Wenn das im Land systematisch verteilt installierte Meßsystem eine Verunreinigung feststellt, wird der Verursacher lokalisiert und die Störung behoben. Wenn die Verunreinigung aus dem Flussbett kommt wird durch direktes umpumpen zurück zum Fluss verhindert, dass Verunreinigungen in das Grundwasser bzw. in das Trinkwasserreservat gelangen kann. Nach Bedarf muss ein Wasserreinigungssystem das Wasser reinigen, bevor es vom dem Pumpsystem 21 umgepumpt bzw. verteilt wird.
– unterstützend wirkend zu dem Pumpensystem 25

Version 4
Wie Version 1–3, jedoch vom Gesetzgeber landesweit einheitlich vorgeschrieben, dass ein Wasserrückhaltesystem auf bereits bebaute Grundstücke und neu zu bebauende Grundstücke je nach anfallender Niederschlagsmenge mit unterirdischen Wasserauffangtanks nachträglich bzw. neu bestückt werden. Das Speichervolumen soll so ausgelegt werden, dass weitere folgende Vorteile entstehen.
Das gespeicherte Niederschlagswasser fließt nicht über das Abwasserkanalsystem, den Kläranlagen, direkt den Flüssen zu, und somit nicht zusätzlich die Hochwasserschubwellen speist.
Das gespeicherte Niederschlagswasser wird über ein Pumpsystem dem oder den Grundstücknutzern für folgende Anwendungen zur Verfügung gestellt.
Druckwasserspülung für die Toilettenanlagen, damit wird das aufwendig erzeugte und kostbare Trinkwasser gespart. Reinigung und Bewässerung im Außenbereich.

1: Flusswassernormalstand plus minus Standardabweichung.
2: Flusswasserjahrhundertstand aus dem Jahr 2002.
3: Flusswasserjahrtausendstand der erreicht werden kann.
4: Nachrüstbare und demontierbare Schutzwand.
10: Schutzwallkammersystem.
11: Rohrverbindungssystem von System 10 zu System 10.
12: Grund- und Druckwasser Steuerwände
13: Zwischenkammer Saugbereich
14: Grund- und Druckwasser Austausch- und Steueröffnungen.
15: Befüllungsöffnungen für Saugsystem Pumpe 21
16: Wasseraustauschrohr zwischen Fluss und Schutzwallkammersystem 10
17: Hand- und Automatik- Absperrarmaturen
18: Armaturenschutzkammer
19: Zugangsschacht zur Kammer 18
20: Pumpenschutzkammer
21: Saugpumpe zu Steuerwände 12
22: Saugrohre zu Pumpensystem 21
23: Rohrsystem nach Pumpensystem 21
25: Saugpumpe zu Schutzwallkammersystem 10
26: Saugrohre zu Schutzwallkammersystem 10
27: Rohrsystem nach Pumpensystem 25
28: Zugangsschacht zur Kammer 20
30: Standarddeichanschüttung
31: Standarddeich-Oberflächenverlauf
35: Deichhöhe gleich Umgebungsniveau
40: Grundwasserspiegel-Meßsystem
41: Grundwasser-Analysemeßsystem

Werkstoffe
Bezugszeichen 4, 10 – 12, 16 – 23, 25 – 28, 30, 40 und 41 müssen zur Zeit der Ausführung den jeweils gültigen Vorschriften und Regelwerken angepasst werden.
Zur Zeit könnten die Werkstoffe, Stahlbeton, Betonrohre, Kunststoffrohre, Kunststoff Stahl, Aluminium und Gusswerkstoffe die Vorschriften erfüllen.

Claims

Einzelne nach Bedarf und Größe ausgelegte Schutzwallkammersysteme 10 als Deichbruchsicherung, die zuerst an den gefährdeten Stellen in die Deichsysteme integriert werden, in Verbindung mit den erforderlichen Deichverbreiterungen und Deicherhöhungen, dass bei einem Jahrhunderthochwasser keine Überflutung erfolgen kann. Mit dem Bedarf angepasstem Rohrverbindungssystem 11, damit parallel zum Flussbett das dem Fluss entnommene Wasser beschleunigt flussabwärts geleitet wird. Mit den Steuerwänden 12, den integrierten Öffnungen 14 und 15, sofern hydraulisch und strömungstechnisch erforderlich. Mit Wasseraustauschrohre 16, die das Wasser in beiden Fließrichtungen zwischen Fluss und Kammersystem austauschen. Mit den Absperrarmaturen 17 für die Wassermengensteuerung. Mit den Armaturenschutzkammern 18 und Zugangsschächte 19. Mit den Pumpenschutzkammern 20, sowie Zugangsschacht 28. Mit den Saug- und Druckpumpen 21 + 25, mit den Saugrohren 22 + 26, sowie dem Druck-Rohrsystem 23 + 27, wird das über das Gehodetische Gefälle entstehende Wasserdrucksystem, zusätzlich in dem angeschlossenem unterirdischen Verteilerrohrsystem 11,23 + 27 zwangsgesteuert. Mit dem unterirdischen Verteilerohrsystem werden Flüsse, Binnen- und Stauseen, benutzbare vorhandene und noch zu schaffende Wasserspeicher verbunden. Die Wasserspeicher werden bei Flusswassertiefstand nach Bedarf zurückgesteuert, damit Flusswasserhöhen für die Schifffahrt gesichert werden.
Durchgehendes Schutzwallkammersystem 10 als Deichbruchsicherung, das in die Deichsysteme integriert werden, in Verbindung mit den erforderlichen Deichverbreiterungen und Deicherhöhungen, dass bei einem Jahrhunderthochwasser keine Überflutung erfolgen kann. Mit dem Bedarf angepasstem Rohrverbindungssystem 11, damit parallel zum Flussbett das dem Fluss entnommene Wasser beschleunigt flussabwärts geleitet wird. Mit den Steuerwänden 12, den integrierten Öffnungen 14 und 15, sofern hydraulisch und strömungstechnisch erforderlich. Mit Wasseraustauschrohre 16, die das Wasser in beiden Fließrichtungen zwischen Fluss und Kammersystem austauschen. Mit den Absperrarmaturen 17 für die Wassermengensteuerung. Mit den Armaturenschutzkammern 18 und Zugangsschächte 19. Mit den Pumpenschutzkammern 20, sowie Zugangsschacht 28. Mit den Saug- und Druckpumpen 21 + 25, mit den Saugrohren 22 + 26, sowie dem Druck-Rohrsystem 23 + 27, wird das über das Gehodetische Gefälle entstehende Wasserdrucksystem, zusätzlich in dem angeschlossenem unterirdischen Verteilerrohrsystem 11,23 +27 zwangsgesteuert. Mit dem unterirdischen Verteilerohrsystem werden Flüsse, Binnen- und Stauseen, benutzbare vorhandene und noch zu schaffende Wasserspeicher verbunden. Die Wasserspeicher werden bei Flusswassertiefstand nach Bedarf zurückgesteuert, damit Flusswasserhöhen für die Schifffahrt gesichert werden. Mit der nachrüstbaren Schutzwand 4 die verhindert, dass bei einem jahrtausend Hochwasser keine Überflutung erfolgen kann.
Durchgehendes Schutzwallkammersystem 10 als Deichbruchsicherung, das in die Deichsysteme integriert werden, in Verbindung mit den erforderlichen Deichverbreiterungen und Deicherhöhungen, dass bei einem Jahrhunderthochwasser keine Überflutung erfolgen kann. Mit dem Bedarf angepasstem Rohrverbindungssystem 11, damit parallel zum Flussbett das dem Fluss entnommene Wasser beschleunigt flussabwärts geleitet wird. Mit den Steuerwänden 12, den integrierten Öffnungen 14 und 15, sofern hydraulisch und strömungstechnisch erforderlich. Mit Wasseraustauschrohre 16, die das Wasser in beiden Fließrichtungen zwischen Fluss und Kammersystem austauschen. Mit den Absperrarmaturen 17 für die Wassermengensteuerung. Mit den Armaturenschutzkammern 18 und Zugangsschächte 19. Mit den Pumpenschutzkammern 20, sowie Zugangsschacht 28. Mit den Saug- und Druckpumpen 21 + 25, mit den Saugrohren 22 + 26, sowie dem Druck-Rohrsystem 23 + 27, wird das über das Gehodetische Gefälle entstehende Wasserdrucksystem, zusätzlich in dem angeschlossenem unterirdischen Verteilerrohrsystem 11,23 +27 zwangsgesteuert. Mit dem unterirdischen Verteilerohrsystem werden Flüsse, Binnen- und Stauseen, benutzbare vorhandene und noch zu schaffende Wasserspeicher verbunden. Die Wasserspeicher werden bei Flusswassertiefstand nach Bedarf zurückgesteuert, damit Flusswasserhöhen für die Schifffahrt gesichert werden. Mit der nachrüstbaren Schutzwand 4 die verhindert, dass bei einem jahrtausend Hochwasser keine Überflutung erfolgen kann. Mit dem Grundwasserspiegel-Meßsystem 40, mit dem die zu beherrschenden großen Wassermengen gesteuert werden. Sowohl in der Flussnähe, wie auch im Flusshinterland. Mit dem Wasser-Analysesystem das die Verunreinigungen in den Bereichen Fluss, Kammersystem 10, Steuerwände 12, sowie im gesamten gefährdetem Grundwasserbereich feststellt und somit behandelt bzw. zwangsgesteuert werden kann.
Durchgehendes Schutzwallkammersystem 10 als Deichbruchsicherung, das in die Deichsysteme integriert werden, in Verbindung mit den erforderlichen Deichverbreiterungen und Deicherhöhungen, dass bei einem Jahrhunderthochwasser keine Überflutung erfolgen kann. Mit dem Bedarf angepasstem Rohrverbindungssystem 11, damit parallel zum Flussbett das dem Fluss entnommene Wasser beschleunigt flussabwärts geleitet wird. Mit den Steuerwänden 12, den integrierten Öffnungen 14 und 15, sofern hydraulisch und strömungstechnisch erforderlich. Mit Wasseraustauschrohre 16, die das Wasser in beiden Fließrichtungen zwischen Fluss und Kammersystem austauschen. Mit den Absperrarmaturen 17 für die Wassermengensteuerung. Mit den Armaturenschutzkammern 18 und Zugangsschächte 19. Mit den Pumpenschutzkammern 20, sowie Zugangsschacht 28. Mit den Saug- und Druckpumpen 21 + 25, mit den Saugrohren 22 + 26, sowie dem Druck-Rohrsystem 23 + 27, wird das über das geodätische Gefälle entstehende Wasserdrucksystem, zusätzlich in dem angeschlossenem unterirdischen Verteilerrohrsystem 11,23 +27 zwangsgesteuert. Mit dem unterirdischen Verteilerohrsystem werden Flüsse, Binnen- und Stauseen, benutzbare vorhandene und noch zu schaffende Wasserspeicher verbunden. Die Wasserspeicher werden bei Flusswassertiefstand nach Bedarf zurückgesteuert, damit Flusswasserhöhen für die Schifffahrt gesichert werden. Mit der nachrüstbaren Schutzwand 4 die verhindert, dass bei einem jahrtausend Hochwasser keine Überflutung erfolgen kann. Mit dem Grundwasserspiegel-Meßsystem 40, mit dem die zu beherrschenden großen Wassermengen gesteuert werden. Sowohl in der Flussnähe, wie auch im Flusshinterland. Mit dem Wasser-Analysesystem das die Verunreinigungen in den Bereichen Fluss, Kammersystem 10, Steuerwände 12, sowie im gesamten gefährdetem Grundwasserbereich feststellt und somit behandelt bzw. zwangsgesteuert werden kann. Mit Regenrückhaltebehälter für jede Versiegelungsfläche in Firmen und Privathaushalte, und diese gesammelte Wassermengen so wieder einsetzen, damit kostbares Trinkwasser eingespart werden kann. Außerdem mit größtmöglicher Zwischenspeicherkapazität durch Behälter und Tanks Landweit verteilt, zur Aufnahme und Rücksteuerung des Wassers das durch die vorbeschriebene Steuerung erfolgt.