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Technischer Hochwasserschutz - Möglichkeiten und Grenzen des technischen
Hochwasserschutzes und mobiler Schutzsysteme -
Peter FröhleInstitut für Wasserbau
Technische Universität Hamburg (TUHH)
Inhalte
• Einführung und Einordnung
• Technischer Hochwasserschutz (ortsfeste und mobile Systeme)– Direkter Hochwasserschutz– Indirekter Hochwasserschutz
• Grenzen des technischen Hochwasserschutzes– Ortsfeste Systeme– Mobile Systeme
• Fazit
Möglichkeiten und Grenzen des technischen Hochwasserschutzes und mobiler Schutzsysteme11.01.2018 2
Inhalte
• Einführung und Einordnung
• Technischer Hochwasserschutz (ortsfeste und mobile Systeme)– Direkter Hochwasserschutz– Indirekter Hochwasserschutz
• Grenzen des technischen Hochwasserschutzes– Ortsfeste Systeme– Mobile Systeme
• Fazit
Möglichkeiten und Grenzen des technischen Hochwasserschutzes und mobiler Schutzsysteme11.01.2018 3
Die 3 Säulen des Hochwasserschutzes
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Moderner Hochwasserschutz
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Weitere Elemente des Hochwasserschutzes• Vorbeugender Schutz
– Management extremer Situationen– Beobachtung / Messungen => geänderte Verhältnisse– Forschung und verbesserte technische und nichttechnische Konzepte– Risikokommunikation– Bauliche Reserven
• Operativer Schutz– Unterhaltung und Betrieb der Bauwerke– Deichschauen und Zustandsbewertung– Andere Nutzungen (genehmigungspflichtig)– Übungen zum Hochwasserschutz– Schulung und Übungen– Deichverteidigung im Sturmflutfall– Warnung und ggf Evakuierung der Bevölkerung
• Public awareness• Evakuierungskonzepte
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Inhalte
• Einführung und Einordnung
• Technischer Hochwasserschutz (ortsfeste und mobile Systeme)– Direkter Hochwasserschutz– Indirekter Hochwasserschutz
• Grenzen des technischen Hochwasserschutzes– Ortsfeste Systeme– Mobile Systeme
• Fazit
Möglichkeiten und Grenzen des technischen Hochwasserschutzes und mobiler Schutzsysteme11.01.2018 6
SCHUTZ GEGEN HOCHWASSER (UND STURMFLUTEN)- Überblick über technische Maßnahmen -
Möglichkeiten und Grenzen des technischen Hochwasserschutzes und mobiler Schutzsysteme
Direkter Schutz Indirekter Schutz
Angepasste Bauweisen
Verschlüsse und
mobile Elemente
(Sturmflut-) Sperrwerke
Dünenschutz
Flussdeiche
Wände / Mauern
Seedeiche Management extremer Situationen
Hochwasserschutz-management
Maßnahmen im und am Vorland
Dezentraler Rückhalt
Drainage und Entwässerung
Polder und Rückhaltebecken
Schleusen und Pumpstationen
Hinterland
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Linienhafter Hochwasserschutz
• schematisch => lokal: Q = v * A
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Linienhafter Hochwasserschutz – geschlossene Deichlinie
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Kramer & Rohde, Historischer Hochwasserschutz, Konrad Wittwer 1992
Linienhafter Hochwasserschutz – geschlossene Deichlinie
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LSBG
Örtlicher Hochwasserschutz: hochwasserangepasste Bauweisen
Gebäude oder Infrastruktur• als wasserdichte Konstruktion
• als Hochwasserschutzmauer oder Deich
• auf Stelzen
• schwimmend
Möglichkeiten und Grenzen des technischen Hochwasserschutzes und mobiler Schutzsysteme11.01.2018 11
Hochwasserangepasste Bauweisen – HafenCity Hamburg
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TUHH / LSBG
Hochwasserangepasste Bauweisen – wasserdichte Bauweisen HafenCity - Hamburg
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Quelle LSBG
Quelle LSBG Quelle LSBG
Quelle LSBG
Hochwasserangepasste Bauweisen – HafenCity Hamburg
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Quelle LSBG
Hochwasserangepasste Bauweisen – HafenCity Hamburg
Quelle LSBG
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Hochwasserangepasste Bauweisen - Fluchtwege
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LSBG
Hochwasserangepasste Bauweisen - Fluchtwege
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Hochwasserangepasste Bauweisen - Fluchtwege
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Hochwasserangepasste Bauweisen - Fluchtwege
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Mobiler Hochwasserschutz / Hochwasserschutztechnologien
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BWK Merkblatt 6
Mobiler Hochwasserschutz / Hochwasserschutztechnologien
Schutz von Gebäudeöffnungen
Abschirmtechnologien (Mobile Hochwasserschutzwände)
Dichtungstechnologien
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Mobiler Hochwasserschutz: Schutz von Gebäudeöffnungen
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Schutz von Gebäudeöffnungen
vorinstalliert demontierbar temporär
vorinstalliert
manuell betrieben
automatisch betriebenautomatiscell
Quellen: Buchele, Aquastop, Watersave, Smart Aibricks (Floodguards)
Mobiler Hochwasserschutz: Schutz von Gebäudeöffnungen
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demontierbar
Quellen: FloodArk, Floodtite, Floodshield, IBS
Mobiler Hochwasserschutz: Schutz von Gebäudeöffnungen
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temporär
Platten aufblasbare ProdukteÜberdeckungen Sacklösungen aufblasb
Quellen: FloodGate, Floodsentry, Aqua-sac, Howasu
Mobiler Hochwasserschutz: Schutz von Gebäudeöffnungen
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Mobiler Hochwasserschutz / Hochwasserschutztechnologien
Schutz von Gebäudeöffnungen
Abschirmtechnologien (Mobile Hochwasserschutzwände)
Dichtungstechnologien
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mobile Hochwasserschutzwände
vorinstalliert demontierbar temporär
Mobiler Hochwasserschutz: mobile Hochwasserschutzwände
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vorinstalliert
manuelle Installationen
automatische Installationen
anuelle automati
Quelle: Dutchdam, HOP-Logistik, AquaprotectBarrières Anti-Inondation Autonome,Spring Dam, KWS System
Abschirmtechnologien: mobile Hochwasserschutzwände
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demontierbare Lösungen
Quellen: NOAH, IBS, Aquabarrier-Systems
Abschirmtechnologien: mobile Hochwasserschutzwände
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temporäre Lösungen
stabilisiert durch äußere Kräfte
stabilisiert durch innere Kräfte
Quelle: Geodesign, Aquafence, Megasecur, NOAH, Big Bag Harbeck, Deadler
Abschirmtechnologien:Mobile Hochwasserschutzwände
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Mobiler Hochwasserschutz / Hochwasserschutztechnologien
Schutz von Gebäudeöffnungen
Abschirmtechnologien (Mobile Hochwasserschutzwände)
Dichtungstechnologien
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permanent installierteLösungen
nicht-korrodierendes Material
Dichtungstechnologien
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wasserdichtes Material
Inhalte
• Einführung und Einordnung
• Technischer Hochwasserschutz (ortsfeste und mobile Systeme)– Direkter Hochwasserschutz– Indirekter Hochwasserschutz
• Grenzen des technischen Hochwasserschutzes– Ortsfeste Systeme– Mobile Systeme
• Fazit
Möglichkeiten und Grenzen des technischen Hochwasserschutzes und mobiler Schutzsysteme11.01.2018 33
Grenzen des technischen Hochwasserschutzes
Gesellschaftliche Grenzenwerden im Wesentlichen diktiert von den sich ständig wandelnden politischen / gesellschaftlichen Randbedingungen• Sicherheitsaspekte
– Gesellschaftliche Anforderungen• Realität der Ereignisse• Gesellschaftliches kollektives Gedächtnis• …
– gefühlte Sicherheit • Ästhetische Gesichtspunkten
– Architektur / Landschaftsarchitektur / Sichtbeziehungen• Konkurrierende Nutzungen (Tourismus, Ökologie, Wirtschaft, etc.)
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Grenzen des technischen Hochwasserschutzes
Technische Grenzen (Grenzen individuell abhängig vom Konzept)• Äußere Belastungen
– Hydrostatik, Hydrodynamik– Anpralllasten – Eis
• Erforderliche Bauhöhe
• Lastabtrag (in den Untergrund)
• Zur Verfügung stehender Raum
• Zur erwartende Schäden bei Überschreiten der Bemessungsgrößen (Risiko und (Rest-)risiko)
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Grenzen des technischen Hochwasserschutzes Nichttechnische Grenzen
• Kosten
• Ästhetik
• Denkmalschutz
• Sichtbeziehungen
• Eigentumsverhältnisse
• Risikobetrachtungen
• …
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Mobiler Hochwasserschutz
Warum mobiler Hochwasserschutz?
Technische Gesichtspunkte
Administrative Gesichtspunkte
Ästhetische Gesichtspunkte
Gesichtspunkte des Denkmalschutzes
Erforderliche Mittel für Investitionen und Unterhaltung
Ggf. die „Smarte Lösung“
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Wann sind mobile Hochwasserschutzlösungen sinnvoll / die einzig mögliche Lösung?
• Wenn ortsfeste und dauerhaft installierte Lösungen (Deiche, feste Mauern) aus übergeordneten Gründen ausscheiden.
• Zum Verschließen von Öffnungen (Scharts, Stöpen) in der Hochwasserschutzlinie => redundante Lösungen / doppelte Deichsicherheit!
• Privater und gewerblicher Objektschutz
• Für temporären (Bauzustände) Hochwasserschutz
• Für notfallmäßigen Hochwasserschutz – im Wesentlichen Sandsäcke und Sandsackersatzsysteme
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Passau 2013
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Internet: Wasserwirtschaftsamt Deggendorf
Wasserstand Passau 2013• Wassertiefe am Bauwerk und
auch am Ufer betrug mehrere Meter (4m – 6m Schutzhöhe)
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Schutz von (Gebäude)öffnungen
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Grenzen mobiler Hochwasserschutztechnologien
• Zeit zum Aufbau f(Vorwarnzeit + Aufbauzeit)
• Vorwarnzeiten Aufbauzeiten– Logistik– Kapazitäten
• Umgebungsbedingungen– Sichtverhältnisse (Dunkelheit)– Sturm– Temperaturen– Niederschlag– …
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Grenzen mobiler Hochwasserschutztechnologien
• Umgebungsbedingungen– Untergrund– Länge eines linienhaften Schutzes (einzelne Anlagen)
• Erforderliche Bauwerkshöhe / Schutzhöhe
• Technischer Reifegrad der mobilen Hochwasserschutzanlagen ist derzeit nur für den Fachmann bewertbar– Standardisierte Testverfahren – Zertifizierung– Normierung
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Grenzen mobiler Hochwasserschutztechnologien
• Umgebungsbedingungen– Untergrund– Länge eines linienhaften Schutzes (einzelne Anlagen)
• Erforderliche Bauwerkshöhe / Schutzhöhe
• Technischer Reifegrad der mobilen Hochwasserschutzanlagen ist derzeit nur für den Fachmann bewertbar– Standardisierte Testverfahren – Zertifizierung– Normierung
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Aufbautest
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Aufbautest
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Messung der DurchsickerungsrateMessung der Verformung Messung der Aufprallgeschwindigkeit
Aufpralltests
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Normierung / Standardisierung / Zertifizierung
International• British Standards
• FM – Approval
National• BWK Arbeitsgruppe mobiler Hochwasserschutz
– BWK – Merkblatt 6 => BWK – Arbeitsblatt
• VDS – Initiative zur Zertifizierung
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Fazit: welche technischen Schutzmaßnahmen sind unabdingbar für ein vernünftiges HWRM-Konzept?
• Durchgängige Schutzlinie mit durchgängigem Sicherheitskonzept– Jeder Hochwasserschutz ist immer nur so gut wie das schwächste Glied der
Kette
• Feste Anlagen sind mobilen / beweglichen Anlagen vorzuziehen– Anzahl der mobilen Anlagen so gering wie möglich halten
• Es gibt Einsatzbedingungen, die ausschließlich mit mobilen Hochwasserschutzanlagen zu bewältigen sind
• Regelmäßige und nachhaltige Unterhaltungskonzepte
• Regelmäßiges Training des Aufbaus / des Einsatzes mobiler / beweglicher Anlagen
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