Düser, Olaf

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Conference Paper, Published VersionDüser, OlafNutzung und Ertüchtigung von ländlichen Wegen undkleinen Straßendämmen zum HochwasserrückhaltDresdner Wasserbauliche MitteilungenZur Verfügung gestellt in Kooperation mit/Provided in Cooperation with:Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau und technischeHydromechanikVerfügbar unter/Available at: https://hdl.handle.net/20.500.11970/103262Vorgeschlagene Zitierweise/Suggested citation:Düser, Olaf (2017): Nutzung und Ertüchtigung von ländlichen Wegen und kleinenStraßendämmen zum Hochwasserrückhalt. In: Technische Universität Dresden, Institut fürWasserbau und technische Hydromechanik (Hg.): Bemessung im Wasserbau -Klimaanpassung, Untersuchungen, Regeln, Planung, Ausführung. Dresdner WasserbaulicheMitteilungen 58. Dresden: Technische Universität Dresden, Institut für Wasserbau undtechnische Hydromechanik. S. 77-85.Standardnutzungsbedingungen/Terms of Use:Die Dokumente in HENRY stehen unter der Creative Commons Lizenz CC BY 4.0, sofern keine abweichendenNutzungsbedingungen getroffen wurden. Damit ist sowohl die kommerzielle Nutzung als auch das Teilen, dieWeiterbearbeitung und Speicherung erlaubt. Das Verwenden und das Bearbeiten stehen unter der Bedingung derNamensnennung. Im Einzelfall kann eine restriktivere Lizenz gelten; dann gelten abweichend von den obigenNutzungsbedingungen die in der dort genannten Lizenz gewährten Nutzungsrechte.Documents in HENRY are made available under the Creative Commons License CC BY 4.0, if no other license isapplicable. Under CC BY 4.0 commercial use and sharing, remixing, transforming, and building upon the materialof the work is permitted. In some cases a different, more restrictive license may apply; if applicable the terms ofthe restrictive license will be binding.Technische Universität Dresden – Fakultät Bauingenieurwesen Institut für Wasserbau und Technische Hydromechanik 40. Dresdner Wasserbaukolloquium 2017 „Bemessung im Wasserbau“    B2 Saal 5 Nutzung und Ertüchtigung von ländlichen Wegen und kleinen Straßendämmen zum Hochwasser-rückhalt Olaf Düser  Hochwasserrückhalt im Bereich der Entstehung von abflusswirksamen Niederschlägen führt insbesondere bei kleineren Einzugsgebieten zu einem merklich verbesserten Hochwasser-schutz. Ländliche Wege, die Talquerungen in leichter Dammlage überbrücken, können im Zuge von Neubaumaßnahmen mit vergleichsweise einfachen Maßnahmen für den dezentralen Hoch-wasserschutz ausgebaut werden. Die Dammkonstruktion ist überströmungssicher zu gestalten. Werden in einem Einzugsgebiet mehrere Talquerungen entsprechend ausgebaut, kann leicht ein Speichervolumen geschaffen werden, das der Größe eines mittleren Hochwasserrückhal-tebeckens gemäß DIN 19700-12 [1] entspricht. Die Sicherung für den Fall einer Überströ-mung ist mit einfachen geotechnischen Methoden erzielbar. Ein derart modifizierter Damm-körper fügt sich auch weiterhin gut in das Landschaftsbild ein.  1 Einleitung Im Zuge von Flurbereinigungsmaßnahmen werden u.a. Feldwege neu angelegt bzw. für den heutigen landwirtschaftlichen Verkehr ausgebaut. Im Bereich von Talquerungen werden die Wegetrassen meist in leichter Dammlage angelegt. Dort, wo Fließgewässer gekreuzt werden, sind meist Durchlässe angeordnet, die annähernd den Abflussquerschnitt des durchströmenden Gewässers bieten. Ein Rückstau soll dadurch zumindest bei kleineren und mittleren Hochwasserereig-nissen unterbunden werden. Die Feldwege dienen in der Regel nicht zur Auf-rechterhaltung von Verkehrsverbindungen bei Extremereignissen. Das Erforder-nis für einen rückstaufreien Abfluss liegt vorwiegend in landwirtschaftlichen Interessen. Dabei können derartige Talquerungen als Speicherkaskaden zumindest für einen temporären Hochwasserrückhalt und damit für eine deutliche Retentionswirkung stehen. Nachfolgend wird an einem Beispiel gezeigt, wie mit vergleichsweise einfachen Mitteln ein derartiges Speichersystem geschaffen werden kann. 78 Nutzung und Ertüchtigung von ländlichen Wegen und kleinen Straßendämmen zum Hochwasserschutz    2 Allgemeine Angaben Durch die Ortslage der Bad Saulgauer Teilgemeinde Moosheim verläuft in ver-dolter Form der Nonnenbach, s. Abb. 1. Unterhalb der Ortslage mündet das Fließgewässer in die Schwarzach, ein Nebengewässer der Donau. Der Nonnen-bach hat ein vergleichsweise kleines Einzugsgebiet von unter 10 km². Das Ge-lände ist mäßig steil. Es herrscht Grünlandwirtschaft vor. Der oberflächennahe Untergrund ist zumeist gering sickerfähig. Bei Starkniederschlägen kommt es rasch zu Gewässerausuferungen und im Bereich des Gewässereintritts in die Verdolung Ortseingangs von Mooshausen zum Rückstau. Überflutungen im Ortsbereich sind die Folge. Durch eine Retentionswirkung mehrerer oberstromig anzulegender Speicherkaskaden soll die Hochwassersituation für die Ortslage entschärft werden.   Abbildung 1: Einmündung des Nonnenbachs am Ortsrand von Moosheim in die Verdolung  Im Einzugsgebiet des Nonnenbachs oberstrom von Moosheim bieten sich vor-nehmlich drei Bereiche zur Zwischenspeicherung an. In Abb. 2 sind die Lage dreier temporärer Speicherbecken und das jeweilige, grob abgeschätzte Spei-chervolumen bei Einstauhöhen um einen Meter angegeben.   Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 58 – 40. Dresdner Wasserbaukolloquium 2017 „Bemessung im Wasserbau“ 79     B2 Saal 5  Abbildung 2:  Mögliche Retentionsräume zur temporären Speicherung von Oberflächen-abflüssen sowie weitere Angaben zur örtlichen Situation Es zeigt sich, dass mit drei kleineren Becken bereits Speichervolumina von rund 130.000 m³ geschaffen werden können. Gemäß DIN 19700-12 (Stauanlagen – Rückhaltebecken [1]) entspricht dieses Volumen bereits einer mittleren Becken-größe. Grundsätzliche Voraussetzungen für die Wahl der Retentionsräume sind:  bereits vorhandene Wegequerungen in der Talebene,  keine Bauwerke im potenziellen Stauraum,  kurze Einstauzeiten (i.d.R. nur für Stunden),  Grünlandnutzung im Retentionsraum und  Große Breite des Talbodens bzw. niedriges Gefälle bestehender Hänge. 80 Nutzung und Ertüchtigung von ländlichen Wegen und kleinen Straßendämmen zum Hochwasserschutz    3 Wegeausbau im Bereich der Retention 1 In diesem Abschnitt wurde der Wegeausbau bereits zum großen Teil ausgeführt. Die bisherige Trassenführung quer zur Talebene war annähernd geländegleich. Nunmehr wurden die Trasse um ca. 0,7 m angehoben sowie die Fahrspur auf 3 m verbreitert und mit einer Asphaltdecke befestigt. Im Bereich des bestehen-den Gewässerdurchlasses DN 1800 Stb wurde auf der Stauraumseite ein regu-lierbares Drosselorgan eingebaut. Bei der Konstruktion sollte eine zeitweise Dammüberströmung eingeplant werden; denn eine Hochwasserentlastung war nicht vorgesehen.  Der Untergrund im Bereich der Baumaßnahme besteht vornehmlich aus organi-schen Schwemmsedimenten mit Torf- bzw. Anmoor-Zwischenlagen.  Auf der Stauraumseite wurde der kiesige und damit stark wasserdurchlässige Straßenunterbau mit einer Vorlage aus schluffigem-sandigem Kies (Bodengrup-pe GU* nach DIN 18196 [2]) auf einer Breite von ein bis zwei Metern kraft-schlüssig abgedeckt. Zur Luftseite wurde ebenfalls eine derartige Andeckung vorgesehen. Die Böschungsneigungen wurden mit 1:3 und flacher ausgeführt, so dass die landwirtschaftliche Nutzbarkeit wie vor der Maßnahme sichergestellt ist.  Auf der Stauraum abgewandten Seite wurde die Böschung derart modelliert, dass bei einer Überströmung des Weges ein ggf. eintretender Wechselsprung und die damit einhergehende Kolkgefahr möglichst weit vom Wegedamm weg verlagert wird. In Abb. 3 ist dieser Wechselsprungeffekt im Bereich eines über-strömten Straßenabschnitts während des Hochwasserereignisses im August 2005 an der Oberen Iller dargestellt. Der Wasserstand im Straßenbereich lag bei ca. 0,3 m. Die Dammhöhe ist ähnlich gelagert, wie zuvor geschildert. Deutlich ist die Ausbildung der Deckwalze auf der linken Seite am Böschungsfuß zu erken-nen. Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 58 – 40. Dresdner Wasserbaukolloquium 2017 „Bemessung im Wasserbau“ 81     B2 Saal 5   Abbildung 3: Überströmter Straßenkörper; deutlich erkennbar ist die Deckwalze am talsei-tigen Fuß des Straßendamms Zum Schutz vor äußerer Erosion infolge einer Überströmung sind - neben der Wahl eines gut verdichtbaren Kieses der Bodengruppe GU* - der Einbau von dehnsteifen Geogittern sowie die Ausbildung eines flächendeckenden Grasbe-wuchses vorgesehen. Durch die landwirtschaftliche Nutzung ist eine regelmäßi-ge Pflege sichergestellt, so dass sich ein intensiver Wurzelfilz ausbilden kann. Überströmungssicherheit ist damit gegeben. Bedingt durch die seitliche, gering wasserdurchlässige Andeckung (Dichtungs-schürze) und den bindigen Untergrund ist eine permanente Entwässerung des Wegeunterbaus nicht sichergestellt, so dass zur Gewährleistung der Frostsicher-heit Entwässerungsstränge zur Talseite hin einzusetzen sind. In Abb. 4 ist die Konstruktion im Schnitt dargestellt.   82 Nutzung und Ertüchtigung von ländlichen Wegen und kleinen Straßendämmen zum Hochwasserschutz      Abbildung 4:  Geplanter Aufbau des Wegedamms im Bereich von Retentionsraum 1. Berechnungen zum Böschungs- und Geländebruch bei Volleinstau mit begin-nender Überströmung (außergewöhnliche Bemessungssituation BS-A gemäß Teilsicherheitskonzept DIN 1054 [3]) weisen ein ausreichend standsicheres Sys-tem mit einem Ausnutzungsgrad  um 0,7 nach, s. Abb. 5. Weitergehende Nachweise bezüglich Gleiten, Spreizen, innerer Erosion und Suffosion zeigen in dieser Situation ebenfalls ausreichende Standsicherheit an.   Abbildung 5: Böschungs- und Geländebruch; der höchste Ausnutzungsgrad errechnet sich bei Überströmung und Verkehrsbelastung zu µ = 0,7, BS-A. Nach erfolgter Vorplanung mit Festlegung der Materialanforderungen wurde die Bauausführung zeitlich gestaffelt vorgenommen. So konnte beispielsweise für Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 58 – 40. Dresdner Wasserbaukolloquium 2017 „Bemessung im Wasserbau“ 83     B2 Saal 5 das Andeckmaterial sehr kostengünstig auf Erdaushub einer größeren benach-barten Baumaßnahme zurückgegriffen werden. Der örtliche Oberboden konnte zur Andeckung wieder verwendet werden. Abb. 6 zeigt ein Lichtbild mit Ab-schub des Oberbodens und Beginn des Einbaus der wasserseitigen Dichtung; der bestehende Feldweg dient als Baustraße.      Abbildung 6: Beginn der Baumaßnahme mit Einbau der stauraumseitigen Dichtung Abb. 7 zeigt die Situation nach Fertigstellung der Dammtrasse und bewachsenen Seitenandeckungen. Der Retentionsraum liegt linksseitig des Dammes. In Bild 8 84 Nutzung und Ertüchtigung von ländlichen Wegen und kleinen Straßendämmen zum Hochwasserschutz    ist ein Einstauereignis festgehalten. Im Bildvordergrund ist das eingestaute Drosselorgan zu erkennen.  Abbildung 7: Wegedamm kurz vor Aufbau der Asphaltdecke. Die Seiten sind begrünt und landwirtschaftlich nutzbar.   Abbildung 8: Blick von der gegenüberliegenden Talseite beim Teileinstau. Im Vordergrund ist das Drosselorgan zu erkennen [Foto: Herr Egle, IB Schranz, Bad Saulgau] Die vorgestellte Dammertüchtigung mit den Dichtungsschürzen und den zu be-achtenden Aspekten gemäß Abb. 3 sind praktisch überall bis Dammhöhen um Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen, Heft 58 – 40. Dresdner Wasserbaukolloquium 2017 „Bemessung im Wasserbau“ 85     B2 Saal 5 einen Meter realisierbar. Das Mitwirken eines Sachverständigen für Geotechnik / Wasserbau bei der optimalen Gestaltung der Konstruktion ist dabei anzuraten.  4 Literatur [1] DIN 19700-12: Stauanlagen – Teil 12: Hochwasserrückhaltebecken, Stand 07.2004, Beuth-Verlag, Berlin [2] DIN 18196: Erd- und Grundbau, Bodenklassifikation für bautechnische Zwecke, Stand 05.2011, Beuth-Verlag, Berlin [3] DIN 1054: Baugrund – Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau – Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-1 (Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik), Stand 12.2010, mit Aktualisierungen A1: 08.2012 und A2:11.2015, Beuth-Verlag, Berlin  Autor:  Dr.-Ing. Olaf Düser,  Geschäftsführer  Dr. Ebel & Co. Ingenieurgesellschaft für Geotechnik und Wasserwirtschaft mbH, St.-Ulrich-Straße 21 D-88410 Bad Wurzach  Tel.: +49 7564 94897 13 Fax: +49 7564 94897 99 E-Mail:  dueser@geotechnik-ebel.de   

Nutzung und Ertüchtigung von ländlichen Wegen und kleinen Straßendämmen zum Hochwasserrückhalt

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Nutzung und Ertüchtigung von ländlichen Wegen und kleinen Straßendämmen zum Hochwasserrückhalt

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