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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
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2Instream 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
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3Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
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
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4Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
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
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5Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
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“)
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6Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
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
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7Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Viktor Schauberger: Patente (ca. 1930)
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8Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
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“
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9Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
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
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10Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Bauweisen und Einsatzgebiete
� Lenkbuhnen: Wirkungsweise
Quelle: Sindelar & Mende (2009, modifiziert)
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11Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Laboruntersuchungen TU Braunschweig,
Leichtweiss-Institut für Wasserbau
Verknüpfung mit MVI_3639.mpg.lnk
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12Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Laboruntersuchungen: Morphologische
Wirkung
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13Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Quelle: Grober 1997, modifiziert
Lenkbuhnen in Krümmungen
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14Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Nach
HQ30
Keine Ufererosion
Taverna Kt. FRKurve mit Lenkbuhnen
Quelle: N. Werdenberg (2012)
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15Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
ca. HQ2
Stromstrich verlagert sich ans Prallufer
Nach
HQ30
Ufererosion
Kontrollstelle ohne Lenkbuhnen
Quelle: N. Werdenberg (2012)
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16Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
IRT an der Taverna
Quelle: N. Werdenberg (2012)
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17Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
IRT an der Taverna
Kolke in Gerinnemitte
0.5 m
0.7 m
0.5 m
0.7 m
Quelle: N. Werdenberg (2013)
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18Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Este (Niedersachsen): Ausgangssituation
Quelle: Ludwig Tent (2010)
Probleme:� Überbreites NW/MW-Profil
� Fehlende Strömungsvielfalt, geringe Turbulenz� Fehlende Tiefenvarianz� Sand
� Ufererosion � Bewuchs fehlt
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19Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Lenkbuhne aus Kies (8-32 mm) und Geröll
(Nov./Dez. 2010)
„Reinigungssteine“
Quelle: Ludwig Tent (2010)
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20Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Restaurierte Strecke kurz nach Fertigstellung
(Dezember 2010)
� 7 Lenkbuhnen
� je 20 – 30 m3
(60% Geröll / 40% Kies)Quelle: Ludwig Tent (2010)
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21Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Suchbild (April 2011)
Quelle: www.sf-kemmern.de
Bachneunauge
Quelle: Ludwig Tent (2011)
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22Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Grade Strecken: Strömungstrichter
deklinant inklinant
Quelle: Sindelar & Mende (2009)
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23Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Deklinanter Trichter
Mur bei St. Stefan ob Leoben
Foto: G. Hauer, Graz
Quelle: Sindelar & Mende (2009)
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24Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Lenkbuhnen zur Strukturierung: Trichter Mur
Quelle: Sindelar & Mende (2009)
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25Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
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
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26Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Inklinanter Strömungstrichter
Liesing bei Kallwang / Steiermark
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27Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Blocksteine für Lenkbuhnen
Wassermeister Otmar Grober, Baubezirksleitung Bruck an der Mur
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28Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Sonderbauform Schneckenbuhne
Quelle: Huber
Suhre / Kt. Luzern
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29Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Ergebnis bei Mittelwasserabfluss 2.5 m3/s
Gegenströmung am Prallufer
Hauptströmung
Quelle: Urs Huber
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30Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
vorher
30. August 2007
bei Q = 13 m3/s
Hauptströmung
Hochwasserströmungsvergleich
nachher
22. April 2008
bei Q = 13 m3/s
Hauptströmung
Quelle: Urs Huber
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31Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Schwarzwaldfluss Wiese bei Maulburg
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32Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Schwellenumgestaltung Dreisam in
Freiburg i.B. Kosten pro Schwelle ca. 800 €
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33Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
� 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
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34Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem Materialeinsatz
Pendelrampe: Uferschutz
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35Instream River Training: Naturnaher Flussbau mit minimalem MaterialeinsatzFoto: G. Hauer, Graz