Dr.-Ing. Ronald Haselsteiner (FICHTNER GmbH & Co. KG, Turkey) Bauen + Natur + Technik Universität für Bodenkultur Wien Department für Bautechnik + Naturgefahren Thema Bewuchs auf und an Hochwasserschutzdeichen Vortrag für die Departmentreihe „Bauen + Natur + Technik“ am 10.12.2009 in Wien
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Thema Bewuchs auf und an Hochwasserschutzdeichen...DVWK 226/1993 ÆIn Überarbeitung DVWK 215/1990 ÆIn Überarbeitung … Wasserbau DWA (2005) BAW MSD (2005) DIN 19700/2004 Geotechnik
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Transcript
Dr.-Ing. Ronald Haselsteiner(FICHTNER GmbH & Co. KG, Turkey)
Bau
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Nat
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Tec
hnik
Universität für Bodenkultur WienDepartment für Bautechnik + Naturgefahren
ThemaBewuchs auf und an Hochwasserschutzdeichen
Vortrag für die Departmentreihe„Bauen + Natur + Technik“ am 10.12.2009 in Wien
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Gliederung
• Normen + Regelwerke• Deiche in der Praxis• Bemessung von Deichen• Unterhalt & Überwachung• Deichertüchtigung• Bewuchskonzepte• Forschung
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Normen + Regelwerke – Wie soll/muss ein HWS-Deich sein?
Deutsche Regelwerke
Deich- / WasserbauDIN 19712/1997 In ÜberarbeitungDWA M 507/2007 (Gelbdruck) In Überarbeitung (früher: DVWK 210/1986)DVWK 226/1993 In ÜberarbeitungDVWK 215/1990 In Überarbeitung…
WasserbauDWA (2005)BAW MSD (2005)DIN 19700/2004
GeotechnikDIN 1054/2005 In ÜberarbeitungEC 7 In Überarbeitung
Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Normen + Regelwerke – Wie soll/muss ein HWS-Deich sein? Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungZulässiger Bewuchs
Erosionssichernder BewuchsForschung
Internationale Regelwerke
US Army Corps of Engineers (USACE)
US Bureau of Reclamation (USBR)
Technical Advisory Committee for Flood Defense of the Netherlands (TAW)
…
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Normen + Regelwerke – Wie soll/muss ein HWS-Deich sein?
Bewuchsregelungen nach DVWK 226/1993(siehe auch DIN 19712/1997)
Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
5 m
10 m
31
31 3 m
3 m Berme(befahrbar)
5 m
10 m
Landseitige Böschung(Magerrasen)
Wasserseitige Böschung(Rasen)
Krone(befahrbar)
Gehölz1)
(Pappeln > 30 m)Sträucher1) Gehölz1)
(Pappeln > 30 mSträucher1)
(Wurzeln dürfen nicht in dem erdstatischen
Querschnitt eindringen.)
Deichschutzstreifen(Nutzungs-
einschränkung)
Deichschutzstreifen(Nutzungs-
einschränkung)
Rasen auf 10 – 25 cmOberboden
(intensive Pflege)
Sträucher1)Fahrbahn-Aufbau /
Kein Gehölz
Fahrbahn-aufbau
Wasserstand(bei Hochwasser)
1 m3
m
Magerrasen(extensive Pflege)
KeinGehölz
KeinGehölz
KeinGehölz
KeinGehölz
KeinGehölz
Überdimensionierter Bereich
< H/3
Gehölze im Vorland dürfen nicht zu einer unzulässigen Beeinflussung des Hochwasserabflusses führen.
1) Bepflanzungen sollten nur in Gruppen vorgenommen werden.
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Deiche in der Praxis - Bewuchsbeispiele Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Völlig zugewachsener Deich in einem Naturschutzgebiet an der Donau bei Dillingen (Quelle: StUGV)
Zugewachsener Deich an der Iller bei Altenstadt mit Trampelpfad auf der
Deichkrone (Quelle: TUM)
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Deiche in der Praxis - Bewuchsbeispiele Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Großer, einzelner Baum mit Büschen umringt auf der wasserseitigen
Böschung an einem Deich an der Loisach in der Nähe von Schlehdorf
(Quelle: Haselsteiner)
Deich an der Mangfall vor der Sanierung im Jahre 2002(Quelle: WWA Rosenheim)
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Deiche in der Praxis - Bewuchsbeispiele Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Flood protection dike at the river Koeßnachnear with poplars and meadow (year 1985, taken from Hacker et al. 1999)
Poplar row on an backflow dike at the river Danube (taken from Seethaler 1999)
Flood protection dike at the river Danube with landside poplar row and waterside bushes and grass/meadow (year 1985, taken from Hacker et al. 1999)
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Deiche in der Praxis - Bewuchsbeispiele Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Wasserseitig und im Vorland bestehende Gehölze an einem Deich an der Loisach in der Nähe von Schlehdorf mit landwirtschaftlichem Gebäude am landseitigen Deichfuß(Quelle: Haselsteiner)
Böschungsrutschung im Bereich einer Rampe am Leitdeich Winzer während des Hochwassers 1988
an der Donau (Quelle: WWA Deggendorf)
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Deiche in der Praxis – Schäden und Deichbrüche Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Deichbruch bei Höselhurst (Donau) während Hochwasser 1988
(Quelle: TUM)
Deichbruch an der Ammer während Hochwasser 1999(Quelle: WWA Weilheim)
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Deiche in der Praxis – Schäden und Deichbrüche Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Überströmung des Deiches bei Eschenlohe (Loisach) während des Hochwassers 1999 (Quelle: WWA Weilheim) (Anmerkung: Die Gehölze befinden sich auf der Krone des Deiches!)
Deichbruchstelle bei Eschenlohe (Loisach) nach dem Hochwasser
1999 mit Gehölzen im Bereich der Deichkrone und mit Kabel
oberen Bereich des Deiches (Quelle: WWA Weilheim)
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Deiche in der Praxis – Schäden und Deichbrüche Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Überströmung eines Deiches bei Straubing während eines Sommerhochwassers im Jahre 1994 (Quelle: WWA Deggendorf)
Beginnende Überströmung an einem Deich an der Ammer
während des Hochwassers 2005 (Quelle: Haselsteiner)
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Deiche in der Praxis – Schäden und Deichbrüche Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Böschungsschaden bei vorhandener Sicherung im Bereich von Ettenau nach dem Hochwasser 2002 an der Salzach (Quelle: LfW)
Erosionsschaden an der Deichkrone im Bereich von
Tittmoning nach dem Hochwasser 2002 an der
Salzach (Quelle: LfW)
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Deiche in der Praxis – Schäden und Deichbrüche Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Teilweise Erosion einer bewachsenen landseitigen Böschung während des Hochwassers 1999 an der Ammer (Quelle: WWA Weilheim)
Erosionsschäden im Kronen-und Böschungsbereich an
einem Deich an der Salzach nach dem Hochwasser 2002
(Quelle: LfW)
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Deiche in der Praxis – Schäden und Deichbrüche Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Fehlende Vegetationsdecke an einem Deich an der Loisach in der Nähe von Schlehdorf (Quelle: Haselsteiner)
Sickerwasseraustritt im Bereich abgestorbener und teilweise
verrotteter Wurzeln an einem Deich bei Ruckasing an der Donau während
des Hochwassers 1988(Quelle: WWA Deggendorf)
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Bemessung von Deichen Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Bildung von Belastungsszenarien / Lastfällen
ausHASELSTEINER, R. (2007): Hochwasserschutzdeiche an Fließgewässern undihre Durchsickerung. Dissertation, Lehrstuhl und Versuchsanstalt fürWasserbau und Wasserwirtschaft, Technische Universität München, Band 111
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Bemessung von Deichen Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Lastfall “Windwurf”
Versagen / Wurf von Bäumen aúf der Wasserseite + Erosion des Deichstützkörpers
Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Bemessung von Deichen Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Lastfall “Durchwurzelung von Dichtungen”
Dichtungsart 12 12 12 12
Ja + Ja +
Nein - Nein -
Ja + Ja +
Nein - Nein -
Ja +
Nein -
Ja +
Nein -
Ja +
Nein -
Ja +
Nein -1Innendichtungen übernimmt der Deichkörper die Sicherung
Bewertungsschema:
+ gut "durchwurzelungshemmend"o neutral "u. U. von anderen Randbedingungen abhängig"- schlecht "kein größerer Widerstand"
+
Boden-vermörtelung
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NatürlicheDichtung
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++++
Spundwand
Einphasen-schlitzwand
Schmalwand
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Summe
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+
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Unterhalt & Überwachung Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Regelungen / Vorgaben
„Flussdeiche sind so zu unterhalten, dass ihre Sicherheit ständig gegeben ist. Zu unterhalten sind insbesondere die Deichoberflächen. Dazu gehören die Pflege des Bewuchses sowie das Beseitigen und Verhindern von Wühltierschäden.“ “ (DIN 19712/1997)
„Die Grasnarbe ist dauerhaft und dicht zu erhalten, zu pflegen und vor Beschädigung zu schützen. … Stark beanspruchte Flächen, wie z. B. die wasserseitigen Böschungen, sind … je nach Bedarf ein- bis mehrmals jährlich zu mähen.“ (aus DIN 19712)
Herstellung günstiger Zustände
1. Wahl einer geeigneten Ansaatmischung2. Anpassung der Böschungsneigungen3. Ausreichend Zugangswege4. Vermeidung von Gehölzen (abhängig vom Konzept!)5. Sicherung von mit Gehölzen bewachsenen Deichen6. Gestaltung der Deichgeometrie und –lage
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Unterhalt & Überwachung Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Deiche … sind im Hinblick auf ihre Funktions- und Betriebssicherheit durch den Träger der Bau- und Unterhaltungslastzu überwachen … festgestellte Schäden sind zu beheben. … Deiche regelmäßig … mindestens einmal jährlich … begehen.
Führung eines sog. Deichbuches (Erläuterungen, Übersichtskarten, Lagepläne, Pegelverzeichnis, Tagebuch, Betriebsvorschriften, Rechtsbestimmungen etc.) Einsatz von GIS
Deichschau + jährlicher Statusbericht (regelmäßig, mindestens 1 Jahr nach Hochwasserperiode)
Dabei sind festzuhalten:
WühltierbefallZustand der Vegetation auf Deich und SchutzstreifenBeschaffenheit aller DeichwegeMateriallager für Deichverteidigungetc. ...
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Unterhalt & Überwachung Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
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DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Deichüberwachung & -verteidigung
• Überwachung im Hochwasserfall Wege
• Austritt von Sickerwasser im unteren Drittel der landseitigen Böschung
• Zugang für Deichverteidigung befestigte Wege
Deichkörper
S, g, u
Durchlässige Schicht
G, s
Deichüberwachung
Auelehm T, s,g
Sandsäcke
HW
Sickerlinie
Sickerströmung
Austritt von Sickerwasser
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Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Finanzieller Bedarf von Bayern
KemptenWeilheim
Krumbach München
Rosenheim
Donau-wörth
Freising
Traun-stein
Pfarr-kirchen
Landshut
Deggendorf
PassauIngolstadt
Ansbach
Nürnberg
Regensburg
Amberg
Würzburg
Schweinfurt
Weiden
Bayreuth
Bamberg
Aschaffen-burg
Hof
Stand: Dezember 2002
1 - 100
0
101 - 1.000
1.001 - 10.000
10.001 - 50.000
> 50.000
Tausend Euro
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Deichertüchtigung Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Übersicht I
Erdb
aulic
heM
aßna
hmen
Deichrück-verlegung /
Neutrassierung
Anordnung Drän/Filter
(Teil-)Abtrag /Neubau /
Bodenaustausch
Deichweg / Berme/Verbreitung der
Krone
Abflachung derBöschungen
ErdbaulicheErhöhung
Bau
wer
ke
Stützbau-werke
Dichtungen
Mauern /Mobile
Elemente
alteDeich-trasse
neueDeich-trasse
Alt-deich
Anschüttungen
311
3
Alt-deich
Bodenaustausch
311
3
Anschüttungen
11
2
2
1
Alt-deich
Anschüttung
Alt-deich
Anschüttung3,0 m
Krone
Berme
Anschüttungen
311
3
Erhöhung
Alt-deich
Alt-deich
z. B. Gabionen
Alt-deich
Innendichtung
Untergrund
Alt-deich
Oberflächen-dichtung
Untergrund
Alt-deich
Mauer
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Deichertüchtigung Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Forschungsthemen - Überströmung Normen+RegelwerkeDeiche in der Praxis
Bemessung von DeichenUnterhalt & Überwachung
DeichertüchtigungBewuchskonzepte
Forschung
Naturnahe Bauweisen zur Sicherung von überströmten Erdbauwerken(Andreas Bieberstein)
Forschungsvorhaben "Sicherer Deich“ Untersuchungen zur Überströmungvon Deichen mit Sicherung von Geokunststoffen(Tobias Kubetzek)
Neue naturnahe Bauweisen für überströmbare Dämme an dezentralen Hochwasserrückhaltebecken und Erprobung von Erkundungsmethoden zur Beurteilung der Sicherung von Absperrdämmen BMBF(Rüdiger Siebel)
GeoDeich – Überströmungssicherung an Deichen mit Geokunststoffen(Theodor Strobl)
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Bewuchs an und auf HochwasserschutzdeichenDepartmentreihe “Bauen + Technik + Natur”, 10.12.2009, Wien
Ende
Präventiver Hochwasserschutz (Unterhalt!) erfordert Druck auf die politischen Entscheidungen
„Vor dem Hochwasser ist nach dem Hochwasser“
Deichbau ist eine interdisziplinäre Aufgabe, die vom Dialog lebt „Optimale“ Kompromisse
Besonders in der Forschung ist mit Sicherheit die interdisziplinäre Zusammenarbeit erforderlich
Der Beitrag ist als pdf erhältlich unter: www.dr-haselsteiner.de