-
Verfahren zum Erhalten, Verbessern und Vergrößern
-
von gefährdeten Küstenbereichen Die Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Anlage zum Erhalten, Verbessern und Vergrößern von Küstenbereichen, die
durch Naturgewalten wie z. B. Wasser und Wind unablässig beschädigt bzw. zerstört
werden.
-
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem ergibt sich aus den durch
Gezeiten und Sturmfluten bedingten ständigen Landabbau an Küsten und Ufern von Gewässern
sowie Verkleinerung von Inseln, die den Naturgewalten besonders stark ausgesetzt
sind, wie z. B. die Nordseeinsel Sylt.
-
Man kann davon ausgehen, daß ein breiter Strand mit hohen, vorgelagerten
Sandbänken der beste Küstenschutz sind (s. Sturmfluten, Jürgen Hagel, Stuttgart),
denn sie stellen eine flächenhafte Verteidigung dar. Die derzeitigen Hilfsmaßnahmen
beschränken sich auf sporadisch durchgeführte Sandvorspülungen nach Sandverlusten
und Zerstörungen. Solche einmaligen Sandvorspülungen sind sehr teuer und bewirken
nicht einmal die Reparatur des angerichteten Schadens, geschweige denn, eine Schadensvorbeugung.
Weiterhin entstehen bei den bekannten Aufspülungen (wie z. B.
-
vor Sylt) erhebliche Kosten und hoher Energieaufwand durch die notwendigen
Vorarbeiten. Es muß ein breiter Spülgraben ausgebaggert werden. In diesem werden
die Spülrohre verlegt. Der Sand wird mit auf See arbeitenden Hobberbaggern dem Meeresboden
entnommenen und mit hohem Druck durch flexible Rohrleitungen an Land gepumpt.
-
Bei diesen Aufspülungen wird das Strand-Sand-Material in einem Bereich
aufgelockert, der bei Sturmfluten
zu 100 Prozent überflutet, verwirbelt und vertrieben wird, so
daß diese Art der Sandaufspülung schon im Herbst des gleichen Jahres oder eventuell
sogar bei plötzlich auftretenden weiteren Sturmfluten sofort weggespült werden kann.
-
Weitere. Maßnahmen, wie der Bau von Schutzdämmen, bergen die Gefahr
in sich, daß solche Dämme unterspült werden und außerdem eine Flut noch höher steigen
lassen, weil keine Ausbreitungsfläche mehr für das Wasser vorhanden ist (Sturmfluten,
Jürgen Hagel, Stuttgart, Seite 60-68 "Der Mensch schützt sich gegen die Flut").
-
Der Bau von festen Betonbauten oder Betonfertigteilen, die flächenhaft
im Strandbereich verlegt werden, können fast nur Schäden anrichten: Orkanflutwellenbrecher
sind in der Lage, 6 Tonnen schwere Teile 7 Meter hochzuwerfen.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vorbeugenden Küstenschutz
durchzuführen. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch
eine immerwährende Sandvor- bzw. Sandaufspülung in gefährdeten Küstenbereichen.
-
Eine solche immerwährende Sandvorspülung wird unter Mithilfe von stationären
Pumpstationen, die mit einem ebenfalls stationären Rohrleitungssystem zur Sandentnahme
und Sandaufspülung verbunden sind, durchgeführt.
-
Solche Pumpstationen werden zweckmäßig in wasserdichtem Beton, -kunststoff
oder Stahlkammern mit einem
Einstiegsschacht installiert und können unterirdisch angelegt
sein.
-
Eine weitere Aufgabe ist die Energieversorgung der Pumpstation. Diese
kann über ein Kabel vom Landnetz aus erfolgen. Besonders geeignet ist in diesem
Fall aber die Ausnutzung von in Küstenbereichen fast immer vorhandener Wind- und
Wasserenergie.
-
Solche Energiequellen sind bekannt und brauchen hier nicht näher erläutert
zu werden.
-
Die Windkraftwerke können sowohl vor, als auch auf dem Festland stehen
und über ein Kabel mit der Pumpstation verbunden sein. Ein solches Kabel kann vielen
Zwecken dienen, und zwar für die Versorgung der Pumpstation, für die Lieferung überschüssiger
Energie eines selbständigen Windkraftwerkes, in das Landnetz. Schließlich kann noch
eine Umschaltstation aufgebaut sein, die automatisch, z. B.
-
bei Windstille, auf Fremdenergiezufuhr zur Pumpstation umschaltet.
Außerdem enthält solch ein Kabel auch Steuerleitungen zum Fernbedienen der Pumpen
und noch zu besprechender Absperrarmaturen.
-
Die Pumpen, welche ein Sand-Wasser-Gemisch fördern müssen, können
sowohl Kreiselpumpen der Firma KSP vom Typ KWP sein, sowie auch Membranpumpen der
Firma Depa-Pumpen, Düsseldorf, sein. Die Membranpumpen werden allerdings mit Druckluft
angetrieben. Deshalb ist es erforderlich, in der Kammer für die Pumpstation einen
elektrisch angetriebenen Drucklufterzeuger (Kompressor) mit unterzubringen.
-
Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe ist die Entnahme von Spülsand
aus dem Gewässerboden, ohne Fremdenergie zu Hilfe nehmen zu müssen.
-
Dies erfolgt unter Ausnutzung des natürlichen Wasserdruckes bei Ausnutzung
des physikalischen Gesetzes der kommunizierenden Röhren, in dem Gewässerboden ein
relativ großer z. B. Betontrichter eingesetzt wird. In dem Trichter vor dem in Bodennähe
eine Zuflußleitung zum Ansaugstutzen einer etwas höher gelegenen Pumpe führt, ragt
ein Spülrohr, welches mit seinem oberen Ende aus dem Gewässerboden herausragt und
im Trichter eine oder mehrere Injektordüsen hat. Der Trichter ist mit einem perforierten
Blechdach abgedeckt, welches durch ein von in das Spülrohr einfließendes Wasserstromes
betätigtes Rüttelsystem gerüttelt wird. Gleichzeitig bewirkt der in das Spülrohr
einfließende Wasserstrom ein Mitreißen des in den Trichter fallenden Sandes zur
Pumpe hin (Injektorwirkung) und sorgt für einen Vordruck im Ansaugstutzen der Pumpe.
-
Eine zweite Lösung, die nach dem gleichen physikalischen Gesetz arbeitet,
ist die Verlegung eines, mit einem oder mehreren achsparallelen Schlitzen versehen
Rohres im Gewässerboden. An einem oder beiden Enden dieses Rohres befindet sich
ein Spülrohr, welches aus dem Gewässerboden herausragt. Hierdurch entsteht eine
Strömung im Rohr, die durch die Schlitze Sand mitreißt, und/oder einer zur Pumpe
der Förderstation führt. Solche Rohre können z. B. von der Firma Thyssen-Guß-AG,
Werk Schalkerverein in Gelsenkirchen hergestellt werden. Da solche Rohre sehr verschleißfest
sein müssen, haben sie eine Innenbeschichtung aus einem PE-Quarz-Gemisch. Auch Gummirohre
mit
Stahleinlage der Firma Freytag in Hamburg sind für diesen Zweck geeignet. Auch Betonrohre
sind geeignet. Eine Kombination beider zuvor beschriebener Sandentnahmesysteme ist
gut möglich, wie später in den Zeichnungsbeschreibungen gezeigt ist.
-
Eine noch weitere erfindungsgemäße Aufgabe ist die Steuerung der Aufspülung
selbst. Lösungsgemäß werden Spülrohre vom Druckstutzen/Förderstation einer Pumpe
quer zur Küste verlegt. Diese Spülrohre haben in Abständen Auslässe, die sich bei
entsprechender Sandhäufung verschließen und der Sand wird zu anderen Auslässen geführt.
Solche Spülrohre können auch parallel zur Küste verlegt werden.
-
Das ganze Rohrsystem und die Pumpstatton/Förderstation ist je nach
Bedarf mit Absperrarmaturen ausgerüstet, deren Betätigung durch elektrische, elektro-pneumatische
oder hydraulische Fernbedienung erfolgen kann.
-
Die Spülrohre können auch im Gewässerboden, als unterirdisch verlegt
werden und fördern das Sand-Wasser-Gemisch zu Sammelbehältern z. B. mit einem Sumpf,
die in die Küste unterirdisch eingebaut sind. Aus diesem Sammelbehälter/Förderstation
wird dann das Sand-Wasser-Gemisch der weiteren Verwendung zugeführt.
-
Diese Verlegeart hat den Vorteil, daß im Gewässerboden verlegte Rohre
nicht ausgekolkt werden.
-
Die Rohrleitungen anfänglich mit Schlitzen können ein Gefälle zur
Küste hin bilden. Damit kann bewirkt
werden, daß im Verlaufe der
Zeit höhere Sandbänke und -rifflinien entstehen.
-
Das Spülgut kann auch nur mit dem Vordruck bzw.
-
dem natürlichen Gewässerdruck leichter in den Leitungen fließen bzw.
strömen, wenn die Rohrleitungen auf einer geneigten Ebene zur Pumpstation/Förderstation
hinführen.
-
Schließlich ergibt sich mit der beschriebenen Anlage noch eine gute
Lösung der Aufgabe zum Absaugen von feldern vor der Gewässeroberfläche. Mit der
beschriebenen Pumpstation ist durch einfache Umschaltung am Verteiler des Saug-
und Druckstutzens der Pumpe die Möglichkeit gegeben, über flexible Schläuche und
einen schwimmenden Ulabsaugkopf Ölfelder abzupumpen. Es versteht sich von selbst,
daß die beschriebenen Pumpstationen in einer Vielzahl vor einer Küste vorgesehen
werden können.
-
Vorteil des beschriebenen Systems ist, daß die Sandvorspülung und
der Landaufbau in einem immerwährenden kontinuierlichen Prozeß erfolgt.
-
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher erläutert.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht für die linienförmige Sandentnahme
aus dem Gewässerboden, Fig. 2 ein Schnitt nach den Linien A ./. B in -F-ig. 1, Fig.
3 eine Variante von Fig. 1, Fig. 4 eine Seitenansicht von Fig. 1, Fig. 5 eine Variante
des Schnittes Fig. 2 bei der Sandentnahme, Fig. 6 eine weitere Variante von Fig.
1, Fig. 7 einen Wasser-Sand-Einspültrichter, Fig. 8 Querschnitte von labormäßig
ermittelten Ausbildungen von Sandentnahmerohren, Fig. 9 eine Seitenansicht eines
Entnahmerohres gemäß Fig 89, Fig. 10 eine Ansicht einer Einrichtung für die flächenförmige
Sandentnahme aus Gewässerboden, Fig. 11 eine Draufsicht auf das gesamte Sandentnahme-und
Sandvorspülsystem mit möglicher Ölabsaugung, Fig. 12 eine Seitenansicht gemäß Fig.
11, Fig. 13 ein Rohrleitungsschema, Fig. 14 eine Variante von Fig. 13, Fig. 18 eine
Seitenansicht eines Sammelbehälters, Fig. 19 eine Variante von Fig. 18, Fig. 20
eine Draufsicht mit mehreren Sammelbehältern, Fig. 21 eine Seitenansicht eines Zwischensammelbehälters,
Fig. 22 eine Draufsicht einer Rohrverzweigung mit Zwischensammelbehältern.
-
Fig. 1 zeigt ein Sandentnahme-System. Eine Rohr 3 leitung 7 aus Beton,
innenbeschichtetem Stahl guß oder Gummi bzw. Kunststoff mit Einlage hat in ihrem
Mantel, einen Schlitz 5, durch den Sand in die Rohrleitung 7 eindringen kann. In
Abständen ragen im Bereich der Schlitze 5 Stege 4 in das Rohr 7 zum Erzeugen Wasserströmungsturbulenzen,
um die Sandeinsickerung in das Rohr 7 zu unterstützen.
-
An beiden entgegengesetzten Enden der Rohrleitung 7 befindet sich
je ein nach oben führender Krümmer 8, der gleichen Nennweite wie Rohrleitung 7.
An den nach oben weisenden Enden der Krümmer 8 schließt sich je ein Einspülrohr
1 an, welches ebenfalls die gleiche Nennweite wie die Rohrleitung 7 hat.
-
Der Schlitz 5 in der Rohrleitung 7 endet an ihren beiden äußeren Enden
bei 6. Die beiden Einspülrohre 1 ragen etwas über den Meeresboden hinaus und tragen
an ihren oben offenen Mündungen ein Schutzgatter 2, um zu verhindern, daß Fische
oder Algen etc. in die Steigrohre 1 mit eingesogen werden. Die Steigrohre 1 sind
mit Stegen oder Seilen 9 und einem Bodenanker 10 im Meeresboden befestigt, damit
sie ihre vertikale Stellung auch bei starken Wasserbewegungen beibehalten (Verankerung
ist nur einmal gezeigt). 101 ist die Gewässeroberfläche und 102 der Gewässerboden.
-
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach den Linien A ./. B durch die Rohrleitung
7 mit dem Schlitz 5 und einem Turbulenzsteg 4. Mit 3 ist das Zuführungsrohr zur
noch darzustellenden Pumpstation angedeutet. 1 ist ein Einspülrohr.
-
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf das freigelegte linienförmige Sandentnahmesystem
gemäß Fig. 1 und 2. Pfeil P zeigt die Richtung der Wasser-Sand-Strömun zu einer
Pumpstation.
-
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des linienförmigen Sandentnahmesystems
gemäß den Fig. 1-3.
-
Fig. 5 zeigt eine sich evtl. im Gewässerboden ausbildende Rinne 12
mit den voraussichtlichen Fließ- uiicl Grenzlinien 11 im Gewässerboden und eine
Sandbankentstchung 13 und/oder 14 davor.
-
Fig. 6 zeigt eine Variante von Fig. 1 mit unterbrochenen Schlitzen
5 und zwei Rohrabzweigungen 15 , die in einem Winkel α von ca. 450 an das
Rohr 7 angeschlossen (dCr Winkel @ kann auch kleiner sein, um eine bessere Fließgeschwindigkeit
zu erlangen) und in Richtung des Pfeiles P zu einer Pumpstation 111 (Fig. 11) führen.
-
Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der Einspülrchre 1 in Fig. 1 Anstelle
der Einspülrohre 1 sind hier ein oder zwei Trichter er aus Beton vorgesehen, die
zum größten Teil aus dem Gewässerboden 102 herausragen und mit ihrem sich verjüngenden
Ende mit dem Rohr 7 verbunden sind. Der Trichter 16 ist mit einem Betonfundament
17 im Gewässerboden 102 verankert.
-
Der trichterförmige Einlauf 16 wirkt wellen- und gewässerströmungsbegünstigt.
-
Fig. 8a bis 8h zeigen Ausbildungen des Rohres 7 gemäß Fig. 1 wie sie
in einfachen Laborversuchen getestet worden sind.
-
Besonders günstig hat sich die Ausbildung Fig. 89 (Querschnitt) herausgestellt.
folge der Ausbildung der Schlitzränder 18 und 19 er folgt eine Sandeinströmungsverbesserung.
-
Außerdem hat sich die radiale Verlagerung des Schlitzes 5 von nach
oben weisend jetzt etwas querab weisend als günstig zur Verhinderung evtl. bekannter
Brückenbildung bei Schüttgut erwiesen, was in diesem Fall nicht das vollc Gewicht
des Gcwässerbodens 102 aur dem Schlitz 5 ruht, sondern nur eine <omponente desselben.
-
Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht des Rohres gemäß Fig. 89.
-
Fig. 10 zeigt ein Sandentnahmesystem 50 für die flächenförmige Sandentnahme,
In Fig. 10 ist 21 ein Einspülrohr, Das Rohr 21 ragt aus dem Gewässerboden heraus
und trägt am oberen Ende ein Schutzgatter 22 . Bei 23 endet das Rohr 21 . Mit geringem
Abstand sitzt eine Rohrmanschette 24 an das Rohr 21 fort. Mit wieder geringem Abstand
von der Rohr-Manschette 24 setzt ein Injektor-Rohr 25 den Rohrverlauf fort. Die
drei Rohrteile 21, 24, 25 sind mit Hilfe von zwei elastischen Manschetten 26, 27
(z. B. Gummi mit Gewebeeinlage) und vier Rohrschellen 28 fest verbunden.
-
In der Rohrmanschette 24 ist eine Welle 29 in einfachen Gleitlagern
30 und 31 gelagert. Die Lager 30 und 31 sind mit Stegen im inneren der Rohrmanschette
24 befestigt.
-
Mit der Welle 29 ist fest ein kleiner Schiffspropeller 32 verbunden.
Unterhalb des Propellers 32 sitzt ein Arm 33 mit einem Gewicht 3h . Mit der Rohrmanschette
24 ist fest ein keelförmiges als Sieb ausgebildetes Blechdach 35 mit l'erforation
47 verbunden. Das Blechdach 35 ist über eine wellenförmige Kreis-Ring-Membrane 36
nachgiebig mit einem kegelförmigen Auffangtrichter 37 (z. B, aus Beton) verbunden.
Der Trichter 37 hat am unteren Ende, seitlich schlag nach oben wegführend, ein Förderrohr
38 , welches zu einer nicht gezeigten Pumpstation führt. Das Injektorrohr 25 verläuft
mit einer Krümmung 42 in eine sich verjüngendes Injektordüse 41 . Am Injektorrohr
25 sind im Bereich des Trichtereinlaufes 43 zwei oder mehrere Spülstutzen 39 und
40 angebracht. Auf dem Rand 45 des Trichters 37 ind Stützen 44 montiert zum Halten
des Rohres 21 , Irichter 37 ist im Gewesserboden 102 mit einer Fundamentplatte 46
verankert. Pfeile W zeigen die Spülwasserströmungs richtung an. Die Pfeile P die
Strömungsrichtung des Wasser-Sand-Gemisches zur Pumpstation.
-
Fig. 11 zeigt eine Draufsicht auf ein Sandentnahme- und Sandvor spülsystem.
109 ist eine wasserdichte Betonkammer, in welcher die Pumpstation 111 untergebracht
ist. Diese Kammer wird in Fig. 12 etwas verständlicher beschrieben und kann auch
Teil des Turmes eines ebenfalls in Fig, 12 beschriebenen Windkraftwerkes 110 sein.
Ein Kabel 115 führt zum Festland.
-
Diese Kabel dient entweder zur Energieversorgung der Pump station
111 vom Landnetz her, bzw. von einem dort befindlichen Windkraftwerk 110 oder zur
Lieferung überschüssiger Energie eines baumäßig mit der Pumpstation verbundenen
Windkraftwerkes 110 . Gleichzeitig sind im Kabel 115 auch Leitungen für eine evtl.
Fernsteuerung der Pumpstation 111 und vorgesehener Absperrarmaturen dienen, Außerdem
kann das Kabel 115 mit einem Umschaltwerk (nicht gezeigt) an Land verbunden sein,
das bei Ausfall des Windkraftwerkes 110 auf Versorgung der Pumpstation 111 umscheltet.
-
Die Sandentnahmesysteme sind anhand der vorangegangenen Fig. 1 bis
10 ausführlich beschrieben worden. Darüber hinaus ist in Ig. 11 ein zweites Rohr
7" vorgesehen, welches mit einem Sandentnahmesystem 50 kombiniert ist. Grundsätzlich
können auch mehrere Rohre 7 parallel zu einander vorgesehen werden, die wahlweise
benutzt werden können. Die Pumpstation besteht aus einer oder mehreren Pumpen 103
. Solche Pumpen sind von der Fa. KSB als Kreiselpumpen bekannt (diese Pumpen werden
firmenseits besonders ausgelegt für Förderung von Caolinsand) und von der Fa. Deps-Pumpen
(Düsseldorf) als Membranpumpen, Weil Membranpumpen grundsätzlich mit Druckluft angetrieben
werden, ist in der Pumpstation 111 neben der Pumpe 103 auch wahlweise ein Drucklufterzeuger
(Kompressor) 105 vorgesehen, der ebenfalls elektrisch angetrieben wird.
-
Die Ansaugleitung 3 ist z. B. über VAG-Absperrklappen der Fa, VAG-Armaturen,
6800 Mannheim, an die Pumpe 103 angeschlossen. Ebenfalls befinden sich am Ansaugstutzen
117
der Pumpe 103 noch zwei 2 weitere Anschlüsse mit Absperreinrichtungen
116 . Ein dritter Anschluß 119 dient dem Anschluß einer flexiblen Leitung 120 mit
einem handelsüblichen blabsaugkopf 121 (schwimmfähig), Am Druckstutzen 122 der Pumpe
103 sind ebenfalls 3 Anschlüsse 123, 124, 125 mit Absperreinrichtungen verbunden.
-
An den Anschlüssen 123, 124 befinden sich die Spülrohre 126 und 127
, die sich in einem gewünschten Winkel zum Strand erstrecken. Die Spülrohre 126
und 127 haben am Ende je eine Absperreinrichtung 128 mit je einem Anschluß 129 zum
Anschließen von zusätzlichen (flexiblen) Leitungen für Sandaufspülung auf dem Trockensand.
-
Außerdem haben die Spülrohre 126, 127 Abzweige 130 , die ständig offen
sind, aber auch mit Absperreinrichtungen versehen sein können.
-
An den dritten Druckstutzen 125 der Pumpe 103 kann wiederum eine flexible
Leitung 134 angeschlossen werden, die bei entsprechender Stellung der Absperrelemente
über Pumpe 103 mit Ölsaugleitung 120 verbunden ist und abgesaugtes dl in einen Behälter
oder Schiff 135 pumpt, 136 sind Stützelemente, auf denen die Spülrohre 126, 127
befestigt sind. Am Druckstutzen 122 der Pumpe 103 ist eine weitere Absperrarmatur
141 vorgesehen, die mit einer Sandspülleitung 142 verbunden ist. Die Spülleitung
142 dient dazu, auf dem Gewässerboden 102 im Bereich des Fundamentes 114 (Fig. 12)
Sand aufzuspülen, Fig. 12 zeigt eine Seitenansicht des Sandentnahme und Aufspülsystems,
wie in fig. 11 gezeigt und beschrieben.
-
Die Betonkammer 109 ist hier mit Stahl füßen 113 und einem Fundament
114 im Gewässerboden verankert, (Das ganze Fundament,
das @@@ Pumpstation
mit Zubehör und Windkraftwerk trägt, kann auch aus Beton bis im .. Gewässerboden
reichen). Auf der Betonkammer 109 ist ein Windkraftwerk 110 z, B. vom Typ "Windmatic"
aus Dänemark aufgebaut. Ein Einstiegsschacht 112 dient dem Zugang zum Pumpstation.
Selbstverständlich kann auch der nicht bezeichnete Turm des Windkraftwerkes 110
die Pumpstation 111 aufnehmen.
-
131 stellen Sandaufapülungen dar, welche bei genügender Höhe (Auslässe)
Abzweige 130 der Rohrleitungen 126, 127 zeitweise verschließen und cine selbsttätige
Regelung des Sandaufbaues ermöglichen.
-
Alle übrigen Bezeichnungen, die bei der Beschreibung von Fig. 12 nicht
angesprochen worden sind, entsprechen den vorausgegangenen Figuren und deren Beschreibung,
Fig. 13 zeigt ein Rohrleitungsschema, welches mit weiteren-Ergänzungen und Variationen
zu den vorausgangenen Fig. 1 bis 12 den Erfindungsgedanken vervollständigen.
-
Die Pumpstation 111,# befindet sich hier an einem Ende von mehreren
Sandentnahmerohren 7 und 7" die mit Hilfspumpen 137 und 137" ausgerüstet sind, der
Vordruck wird, wie in Fig. 1, mit Einspülrohrcn 1 oder Trichtern 16 (Fig. 7) erzeugt.
-
Parallel zur Küste 104 verlaufen Sandvorepülleitungen 13?, 132" evtl.
mit Hilfapumpen 137" zur Erzeugung von Sanddunen.
-
Quer zur Küste verlaufen die weiteren Sandvorspülleitungen 127, 127"
und 126 . Das Windkraftwerk 110 ist hier auf dem Festland aufgestcllt und mit dem
bereits beschriebenen automatischen Umschalteinrichtungen 138 ausgerüstet, In Fig.
13 ist eine Absperrarmatur 139 für die Spülleitung 126 gezeigt.
-
Ebenso besteht die Möglichkeit, eine 3-Wege-Abaperrarmatur im Bereich
des Abzweige vom Parallel-Spülrohr 132 vorzusehen, um z. B, für bestimmte Fälle
(starke Sandaufspülung auf den Strand) Küste 104 vorzunehmen. Dann können die Parallel-Spülrohre
132, 132" abgetrennt werden oder alle Spülrohre 126, 127, 127", 132 und 132" sind
in Betrieb.
-
Wirkungsweise: Anhand der beschriebenen Fig, 1-9 ergibt sich eine
linienförmige Sandentnahme aus dem Cewässerboden 102 durch das Zusammenwirken von
den Einspülrohren 1 oder Einspültrichter 16 und der Pumpe 103 (Fig, 11). Entsprechend
der Höhe der Wassersäule über dem Gewässerboden 102 drückt das Wasser in die Einspülrohre
1 oder den Einspültrichter 16 und gelangt in die Rohre 7, 7" . Nach dem Prinzip
der kommunizierenden Röhren versucht das Wasser irgendwo wie wach oben zu steigen
und das ist im Zuführungsrohr 3 , welches schräg nach oben zum Ansaugstutzen 117
der Pumpe 103 (Fig. 11) führt der Fall, mit ihrer Ansaugwirkung unterstützt die
Pumpe 103 eine vom Wasserdruck eingeleitete Strömung in der Rohrleitung 7 Eingebaute
Turbulenzstege 4 veranlassen die vermutlich zunächst laminar verlaufende Strömung
in Rohrleitung 7 zu Turbulenzen, vorwiegend im Bereich des Schlitzes oder der Schlitze
5 Dadurch wird aer über oder neben dem Schlitz 5 lastende Gewässerboden (Sand) in
den Schlitz hineingesogen und gespült und von der Wasserströmung mitgenommen. Die
Wasserströmung bewirkt gleichzeitig einen Vordruck im Ansaugstutzen der Pumpe 103
, Es sei noch bemerkt, daß)+*istel Sand des gesamten geförderten Wasser-Sand-Gemisches
ausreicht, um das Ziel der Küstenvergrößerung zu erreichen.
-
Eine Variante der Sandentnahme ist mit Fig. 10 dargestellt, bei welcher
der Sand flächenförmig aus dem Gewässerboden 102 entnommen wird.
-
Meerwasser tritt in das Rohr 21 ein und übt einen Druck gemäß der
Wassersäule von Wasseroberfläche bis Injektordüse 41 aus. Dabei treibt das strömende
Wasser den Schiffspropeller 32 an und läßt ihn rotieren. Gleichzeitig rotiert auch
der Arm 33 mit seinem Gewicht 34 . Dadurch, daß die Rohrmaschette 24
nachgibt,
mit den anderen Rohrteilen 21 und 25 verbunden ist, entsteht durch die Rotation
des Gewichtes 34 eine Rüttelbewegung der Rohrmanschette 24 , die sich auf das kegelförmige
Sieb 35 überträgt, welches ebenfalls nachgiebig mit Membran-Kreisring 36 aus dem
Trichterrand 45 befestigt ist. Durch die Rüttelbewegung des Siebes 35 wird der Meeresboden
gelockert, so daß Sand bestimmter Korngröße in den Trichter 37 fällt. Das Sieb 35
kann zusätzlich außen mit Vorsprüngen oder Fingern versehen sein, um die Bodenlockerung
zu unterstützen.
-
Gleichzeitig strömt dos Wasser durch die Rohre 21, 24, 25 bis zur
Injektordüsc 41 , die in das Förderrohr 38 ragt und auf diese Weise eine Injektorwirkung
auf den Sandzulauf von außen ausübt. Diese Injektorwirkung wird durch weitere Spüldüsen
39 und 40 unterstützt, Bezüglich der Wirkung bei dieser Sandentnahmeart aus dem
Meeresboden kann davon ausgegangen werden, daß sowohl eine schwache Trichterausbildung
in dem Meeresboden entsteht, die aber ständig wieder zugespült wird.
-
Es versteht sich von selbst, daß die hier vorgeschlagenen Anordnungen
der :andentnahmesysteme den Fig. 1 bis 10 entsprechend den vorhandenen Gegebenheiten
(Meeresboden) ZU kombinieren. Zum Beispiel, daß zwischen zwei punktförmigen !ç.ntnahmesystemen
wie in Fig. 10 gezeigt, ein geschlitztes Rohr 7 (Fig. 1) einnindet. (Siehe hierzu
auch Fig. 11).
-
r:t>enso ist es m;irtlich, anstelle der Längsschlitze 5 (Fig. 1
und 2) auch runde oder anders geformte Löcher vorzusehen, wiP z. B. kurze Schlitze,
die axial versetzt zueinander angeordnet sind otler zur die Länge des Rohres 7 unterschiedlich
groß sind, bzw. unter chiedliche Abstände und Abmessungen haben,
Man
kann natürlich auch anstelle einer strandparallelen Rohrleitung 7 mehrere Rohrleitungen
7 in Parallelabständen zueinander verlegen, die abwechselnd wahlweise an das Pumpwerk
angeschlossen werden können.
-
Nachdem die Wirkungsweise der Sandentnahme anhand der Fig. 1 bis 10
beschrieben worden ist, sei noch er Pumpvorgang erläutert. Siehe hierzu Fig. 11
und 12, Pumpe 103 (Kreiselpumpe oder Membranpumpe) ist bei Verwendung einer pneumatisch
angetriebenen Pumpe mit einem elektrisch antreibbaren Kompressor 105 zur Drucklufterzeugung
kombiniert.
-
Die unter Wasser liegende Betonkammer 109 in dem die Pumpstation 111
untergebracht ist, ist mit dem oder den Sandentnahmesystemen gemäß den Fig. 1 bis
10 verbunden. Am Druckstutzen 122 der Pumpe 103 si.nd zwei oder mehrere Spülrohre
126, 227 angeschlossen, dle das Sandwassergemisch in Richtung Küste 104 drijcken.
Das Sandwassergemisch sucht sich zunächst den geringsten Widerstand und strömit
aus dem nächsten Auslaß 130 heraus. Dort bildet ich zur dem Gewässerboden 102 eine
Sandbank 131 (Fig. 1;?), die soweit anwächst, daß sie den ersten Auslaß 130 verschließt.
Das Sandwassergemisch ström@t dann zum nächsten Auslaß 130. Dadurch, daß von der
Wasser und Wellenbewegung die aufgespülten Sandbänke 131 wieder verlagert werden,
erfolgt ein ich selbst steuernder Aufspülforgang.
-
Der natürlich auch durch Ferngesteuerte Absperrarmaturen erzielt werden
kann.
-
Die Versorgung der Pumpstation 111 mit Antriebsernergie erfolgt wie
beeits eingehend beschrieben mit Windkraftwerken 110 (Fig. 12) oder vom Landnetz.
-
Die zusätzliche, bei Bederf mögliche Oelabsaugung ist mit den Fig.
11 und 12 ebenfalls hinreichend beschrieben.
-
Fig. 13 zeigt lediglich eine Vervielfachung des beschriebenen Verbundrohrnetzes,
wobei die Sandvorspülleitungen auch parallel zur Kiiste 104 anereordnet sind um
so langges streckte Sandbänke 131 aufzuspülen.
-
Fig. 14 ist eine Variante von Fig. 13, die sich dadurch unterscheidet,
daß die Rohrleitungen 127, 132 und die zugehörigen Armaturen in der Küste unterirdisch
verlegt sind, wobei die Abzweige 129, 130 mit gesonderten Spülleitungen oberhalb
des Strandes verbindbar sind.
-
Fig. 18 zeigt einen Sammelbehälter 260, der z. B in Form eines unterirdischen
Betonschachtes mit einem Hauptsumpf 160 und einem Zwischensumpf 168 in der Küste
eingebaut ist. In diesem Fall sind die Rohre 7 und die Zuführrohre 3 direkt miteinander
verbunden und quer zur Küstenlinie 104 unter dem Gewässerboden 102 verlegt. Eine
Wasser-Rückführleitung 162 mit einer Pumpe 1030 dient zur Absaugung von Meerwasser
aus einem Klärbehälter 161 oberhalb des Sumpfes 160. Weitere Einzelheiten bzw.
-
Bezugzeichen, die schon in den vorangehenden Figuren beschrieben
sind, werden nicht noch einmal erwähnt.
-
Fig. 19 zeigt eine Variante von Fig. 18, wobei eine Sandförderung
mit einer Förderschnecke 170, die von einem Motor 100 angetrieben wird, nach oben
bewirkt wird. In Fig. 19 sind die Rohrleitungen 7, 3 mit einem Winkel & in Richtung
Küste nach unten geneigt verlegt, um die Förderung des Sand-Wasser-Gemisches zu
unterstützen.
-
Außerdem ist bei der Variante gem. Fig. 19 keine Pumpe 103 vorgesehen.
-
Fig. 20 zeigt eine Draufsicht von Fig. 18 mit mehreren Kegelsammelbehältern
190 mit als Rutschen
196 ausgebildeten Auslässen.
-
Fig. 21 zeigt eine Seitenansicht von einem Kegelsammelbehälter 190
mit einem Wasserspülrohr 193 und Ventil 197. 194 ist ein Einlaß mit einem Schieber.
195 ist ein Schieber für einen Auslaß 192. 202 ist eine rinnenähnliche Vertiefung
in der Rutsche 196. An die Rinne 202 schließt sich eine perforierte Rinne 800 an.
-
Fig. 22 zeigt eine Draufsicht auf eine Rohrverzweigung mit Sammelbehältern
190, 260 und Pumpstationen 111, 112, die an Land aufgebaut sind und mehrere Spülstationen
miteinander verbinden, und mehrere Variationsmöglichkeiten aufzeigt.
-
Wirkungsweise gemäß den Fig. 18, 19, 20, 21 und 22.
-
In Fig. 18 wird das Sand-Wassergemisch über die Rohre 7 und 3, die
zur Küste hin nach unten geneigt verlaufen können, zur Pumpe 103 mit natürlichem
Druck gefördert.
-
Pumpe 103 fördert das Gemisch in den Sumpf 160. Vor der Pumpe 103
läßt sich das Sand-Wasser-Gemisch auch ohne Pumpleistung im Sumpf 160 auffangen.
Das sich im Sumpf 160 ansammelnde mitgeförderte Meerwasser wird mit der Pumpe 1030
über den Klärbehälter 161 und die Rückführleitung 162 zurück in das Gewässer gefördert.
-
Mit der Förderschnecke 170 oder einem anderen Fördermittel wird der
Sand aus dem Sumpf 160 laufend auf die Küstenoberfläche befördert. Die andere Möglichkeit
ist, daß die Pumpe 103 das Sand-Wasser-Gemisch über das Spülrohr 126 in den Zwischensumpf
168 fördert oder direkt auf den Küstenboden. Aus dem oberen Teil fördert wiederum
eine Rückführleitung 162 das überschüssige Wasser zurück ins Gewässer. Der Sand
fließt dann entweder über beide oder einen Anschluß 129 ab. Anschlüsse 129 können
auch mit gesonderten Aufspülleitungen verbunden werden.
-
In Fig. 19 arbeitet das System ohne Pumpe 103, sonst aber wie in Fig.
18 beschrieben.
-
In Fig. 20 und 21 sind die Anschlüsse 129 mit Spülrohren 126 verbunden,
welche von oben Sand-Wasser-Gemisch in Kegelsammelbehälter 190 fördern. Aus den
Auslässen 192 der Kegelsammelbehälter 190 strömt der Sand unter Einspülung von Meerwasser
193 seiner weiteren Verwendung zu. Die Spüirohre 126 können ebenfalls von Sammelbehälter
zu Sammelbehälter 190 nach unten geneigt verlaufen ( i