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1Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz

Matthias MendeMatthias MendeIUB Engineering AG, BernIUB Engineering AG, BernGFG mbH GFG mbH –– 17. Betreuertagung17. Betreuertagung

WiesbadenWiesbaden--Naurod, 19./20. Juli 2013Naurod, 19./20. Juli 2013

Instream River Training: Naturnaher

Flussbau mit minimalem Materialeinsatz

Was Sie heute erwartet

� Ursache und Wirkung

� Definition und Entwicklung des Instream River Training

� Bauweisen und Einsatzgebiete

� Praxisbeispiele aus Deutschland, der Schweiz und der Steiermark

Ursache und Wirkung

Konventioneller Lösungsansatz:

� Anpassung der Uferstabilität an den maximalen Strömungsangriff

� „Bekämpfung der Symptome“

Lösung �� Anpassung der UferWirkung �� Ufererosion

Lungwitzbach, Sachsen. Foto: E. Jüngel

Ursache: Strömung

Interaktion Sekundärströmung - Hauptströmung

� Beispiel Kurvenströmung

� Gezielte Induzierung von Sekundärströmungen: Prognostizierbare Veränderungen der Geschwindigkeitsverteilung und Querprofilgeometrie

Gleitufer:

� Geschwindigkeit klein

� Sedimentation

Prallufer:

� Geschwindigkeit gross

� Erosion

Definition: Instream River Training

� Ursachenorientierter Flussbau� Strömung wird durch die Induzierung einer oder

mehrerer Sekundärströmungen modifiziert� Einsatz ständig überströmter Bauweisen innerhalb der

benetzten Gewässersohle� Ziele:

• Stabilisierung unter weitgehendem Verzicht auf harten Verbau• Nachhaltiges Geschiebemanagement• Initialisierung von Eigendynamik / Gewässerstrukturierung

� Bauweisen: • Lenkbuhnen + S-Riegel• Pendelrampen• (Submerged Vanes: „Iowa Vanes“)

Entwicklung des Instream River Training

� „Man kann durch kleinere Einbauten dort, wo diese zum Schutze von Kulturgütern unvermeidlich werden, gewisse Verbesserungen schaffen, doch wäre es falsch, eine Regulierung des Flusses von seinen Ufern aus durchführen zu wollen, also nur die Auswirkungen, nicht aber die Ursachen zu bekämpfen.“(Wasserwirtschaft, Nr. 20, 1930, S. 428)

� „Man reguliert einen Wasserlauf nie von seinen Ufern aus, sondern von innen her, vom fließenden Medium selber.“

Viktor Schauberger (1885 – 1958),

österreichischer Förster und Naturforscher

Viktor Schauberger: Patente (ca. 1930)

Universität Iowa, Prof. Jacob Odgaard

Forschung zu Submerged Vanes (seit 1984)

Einbau von „Iowa Vanes“ in den Wapsipinicon River bei Niedrigwasser im Sommer 1988

Das Ufer des Wapsipinicon River am 10. Mai 1990 bei Niedrigwasser, 2 Jahre nach Einbau der „Iowa Vanes“

Baubezirksleitung Bruck an der Mur, Steiermark:

Otmar Grober

� Instream River Training seit ca. 1990

� Verwendung naturnaher Materialien: formwilde Blocksteine, ingenieurbiologische Baustoffe

� Eignung auch bei grossem Strömungsangriff

� Entwickelte Bauweisen: Lenkbuhnen, S-Riegel und Pendelrampen

Bauweisen und Einsatzgebiete

� Lenkbuhnen: Wirkungsweise

Quelle: Sindelar & Mende (2009, modifiziert)

Laboruntersuchungen TU Braunschweig,

Leichtweiss-Institut für Wasserbau

Verknüpfung mit MVI_3639.mpg.lnk

Laboruntersuchungen: Morphologische

Wirkung

Quelle: Grober 1997, modifiziert

Lenkbuhnen in Krümmungen

Keine Ufererosion

Taverna Kt. FRKurve mit Lenkbuhnen

Quelle: N. Werdenberg (2012)

ca. HQ2

Stromstrich verlagert sich ans Prallufer

Ufererosion

Kontrollstelle ohne Lenkbuhnen

IRT an der Taverna

Kolke in Gerinnemitte

Este (Niedersachsen): Ausgangssituation

Quelle: Ludwig Tent (2010)

Probleme:� Überbreites NW/MW-Profil

� Fehlende Strömungsvielfalt, geringe Turbulenz� Fehlende Tiefenvarianz� Sand

� Ufererosion � Bewuchs fehlt

Lenkbuhne aus Kies (8-32 mm) und Geröll

(Nov./Dez. 2010)

„Reinigungssteine“

Restaurierte Strecke kurz nach Fertigstellung

(Dezember 2010)

� 7 Lenkbuhnen

� je 20 – 30 m3

(60% Geröll / 40% Kies)Quelle: Ludwig Tent (2010)

Suchbild (April 2011)

Quelle: www.sf-kemmern.de

Bachneunauge

Grade Strecken: Strömungstrichter

deklinant inklinant

Quelle: Sindelar & Mende (2009)

Deklinanter Trichter

Mur bei St. Stefan ob Leoben

Foto: G. Hauer, Graz

Lenkbuhnen zur Strukturierung: Trichter Mur

Auswirkung auf Fischfauna:

� auf 8,5 km Flusslänge 4 Arten1) ausschliesslich im Bereich der Lenkbuhnen (Pinter et al. 2009)

1) Ukrainisches Neunauge, Bachschmerle,

Flussbarsch, Rotauge

Inklinanter Strömungstrichter

Liesing bei Kallwang / Steiermark

Blocksteine für Lenkbuhnen

Wassermeister Otmar Grober, Baubezirksleitung Bruck an der Mur

Sonderbauform Schneckenbuhne

Quelle: Huber

Suhre / Kt. Luzern

Ergebnis bei Mittelwasserabfluss 2.5 m3/s

Gegenströmung am Prallufer

Hauptströmung

Quelle: Urs Huber

vorher

30. August 2007

bei Q = 13 m3/s

Hauptströmung

Hochwasserströmungsvergleich

nachher

22. April 2008

bei Q = 13 m3/s

Hauptströmung

Quelle: Urs Huber

Schwarzwaldfluss Wiese bei Maulburg

Schwellenumgestaltung Dreisam in

Freiburg i.B. Kosten pro Schwelle ca. 800 €

� Spezielle Form der Riegelrampe

� Riegel bestehen aus Wasserbausteinen (D ~ 1 – 1,5 m), dieca. 80 % in die natürliche Sohle eingebunden sind

� Riegel: u-förmig in der Lage und quergeneigt im Schnitt

� Wenn möglich, keine zusätzliche Beckensicherung

� Ein Riegel entspricht zwei inklinanten Buhnen � Sekundärströmung

A = Höchster Punkt des RiegelsB = tiefster Punkt des RiegelsC = StillwasserbereichD = Bogenförmige Abstützung

Prinzipskizze

Grundriss

Bauweisen: Pendelrampe

Pendelrampe: Uferschutz

35Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem MaterialeinsatzFoto: G. Hauer, Graz

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