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Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich der Gewährleistung des Uferschutzes

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BAW/ BfG Kolloquium „Technisch-biologische Ufersicherungen an der Versuchsstrecke am Rhein – Chancen und Herausforderungen hinsichtlich Uferschutz und Ökologie

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Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich der Gewährleistung des Uferschutzes

  1. 1. BAW/ BfG Kolloquium „Technisch-biologische Ufersicherungen an der Versuchsstrecke am Rhein – Chancen und Herausforderungen hinsichtlich Uferschutz und Ökologie Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich der Gewährleistung des Uferschutzes Petra Fleischer, Bundesanstalt für Wasserbau Worms, 18. und 19.06.2018
  2. 2. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 2 - Anforderungen - Ausgewählte Ergebnisse aus technischer Sicht - Fazit
  3. 3. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 3 Technisches Schüttsteindeckwerk Rückbau von Ufersicherungen Ökologische Aufwertung von Wasserstraßen
  4. 4. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 4 Ökologische Aufwertung von Wasserstraßen Technisches Schüttsteindeckwerk Mehr Naturnähe und stabile Ufer! Steile Böschungen (1:2,5 … 1:3)! Große Wasserspiegelschwankungen! Viel Güterschifffahrt! Große hydraulische Uferbelastungen! Technisch-biologische Ufersicherungen
  5. 5. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 5 Anforderungen an Ufersicherungen mit Pflanzen Lokale Sicherheit gegen Abgleiten Porenwasserüberdruck infolge Wasserspiegelabsunk Lokale Sicherheit gegen hydrodynamische Bodenverlagerung Sicherheit gegen Oberflächen- erosion (äußere Erosion) Strömungsgeschwindigkeiten, Wellenhöhen, hydraulische Gefälle Sicherheit gegen innere Erosion/ Kontakterosion Bodenrückhalt durch oberirdische Sprosse / Wurzeln Filterstabiler Aufbau Bodenrückhalt durch Wurzeln Gesamtstand- sicherheit Erhöhung der Bodenscherfestigkeit durch Wurzeln Ggf. vorhandenes Flächengewicht (z.B. Gabionen) Kritischer Anfangszustand: - Ohne Wurzeln und Sprosse - Belastung sofort nach Einbau (Schifffahrt, Hochwasser, …) - Sofortiger Uferschutz erforderlich! Langfristiger Uferschutz: - Pflanzen als lebende, sich ständig verändernde Elemente Naturversuch
  6. 6. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 6 4 VF: Ersatz der Steinschüttung durch alternative Ufersicherungen mit Pflanzen, 1 VF: ohne Schutz Weidenspreitlagen Röhrichtgabionen Pflanzmatten ohne Uferschutz VF = Versuchsfeld
  7. 7. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 7 Fußeinbindung Versuchsfelder 2 und 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer und diagonal verlegt) Weiden müssen Uferschutz gewährleisten! (kein Flächengewicht) HSW UK: MW-0,5 m VF 3: quer verlegt
  8. 8. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 8 Fußeinbindung Versuchsfelder 2 und 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer und diagonal verlegt) Weiden müssen Uferschutz gewährleisten! (kein Flächengewicht) HSW UK: MW-0,5 m VF 3: quer verlegt Max. hydraulische Belastungen: Berechnet nach GBB, 2010 zA = 0,7 m Hu,Heck = 0,8 m vmax = 2,2 m/s Flächengewicht erforderlich: derf. = 28 cm (PWÜ gemessen) 12/2011 Purpur-, Korb- und Silberweide, befestigt mit Querriegeln und Pflöcken, Übererdung
  9. 9. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 9 Infolge der ersten Hochwasser lokale Bodenerosion unter den Spreitlagen – Keine flächendeckende Verlegung der Weidenäste erreicht! Kein filter- und erosionsstabiler Aufbau! Zusätzlich Begünstigung der Erosion durch hydrodynamische Bodenverlagerungen (Porenwasserüberdrücke)! Einzelne Holzpflöcke gelockert und heraus gezogen (nicht tief genug im Boden) – Befestigungen nicht ausreichend! Lokale Rutschungen (Porenwasserüberdrücke) – Keine Auflast! Noch keine Wurzeln! Kritische Anfangszeit (mehrere Hochwasser) - Nachschlagen der Pflöcke - Erneute Übererdung der Weidenäste Versuchsfelder 2 und 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer und diagonal verlegt) Maßnahmen: 2.3.2012
  10. 10. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 10 16.4.2012 Gute Stabilisierung mit zunehmendem Wurzel- und Sprosswachstum Sommer 2012 Auffällig: Bevorzugte Austriebe im Bereich der Querriegel Versuchsfelder 2 und 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer und diagonal verlegt)
  11. 11. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 11 09/2012 Sommer 2012 03/2014 - Auch bei Überstau zunehmend stabiler durch ausgebildete Wurzeln und Sprosse - Wasserwechselbereich um MW – weniger Triebe (am meisten belasteter Bereich) Versuchsfelder 2 und 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer und diagonal verlegt)
  12. 12. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 12 Ende April 2015Anfang April 2015 Testen erster Unterhaltungsmaßnahmen (Förderung Wurzelbildung und Flexibilität (Hochwasserabfluss)) Varianten: Radikaler flächiger (VF 2) und abschnittsweiser Rückschnitt (VF 3) Versuchsfelder 2 und 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer und diagonal verlegt) VF 2VF 3 Zunächst guter Wiederaustrieb
  13. 13. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 13 Ende April 2015Anfang April 2015 Testen erster Unterhaltungsmaßnahmen (Förderung Wurzelbildung und Flexibilität (Hochwasserabfluss)) Varianten: Radikaler flächiger (VF 2) und abschnittsweiser Rückschnitt (VF 3) Versuchsfelder 2 und 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer und diagonal verlegt) 7.5.2015 Abschnittsweiser Rückschnitt (VF 3) VF 2VF 3 Zunächst guter Wiederaustrieb Schwächung der Weiden durch langen Überstau und nachfolgende NW-Periode mit großer Hitze
  14. 14. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 14 2.7.2015 Anfang Mai 2015- Nur z.T. gute Regenerierung - Abschnittsweiser Rückschnitt (V 3) besser als großflächiger (VF 2) (weniger Erosion durch Strömung) 19.7.2016 Großflächiger Rückschnitt (VF 2) Versuchsfelder 2 und 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer und diagonal verlegt) VF 2 VF 2 VF 2 10.11.2015 Abgestorbene Weiden/ Bodenerosion im mittleren Böschungsbereich
  15. 15. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 15 3.3.2011 Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Vor der Baumaßnahme
  16. 16. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 16 1.12.2011 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer Unmittelbar nach Einbau
  17. 17. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 17 23.5.2012 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer 6 Monate nach Einbau
  18. 18. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 18 26.7.2012 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer 8 Monate nach Einbau
  19. 19. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 19 31.10.2012 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) 11 Monate nach Einbau
  20. 20. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 20 22.7.2013 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer 1 Jahr und 8 Monate nach Einbau
  21. 21. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 21 19.9.2014 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer 2 Jahre und 10 Monate nach Einbau
  22. 22. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 22 20.2.2015 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer 3 Jahre und 3 Monate nach Einbau
  23. 23. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 23 9.7.2015 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer 3 Jahre und 8 Monate nach Einbau, 5 Monate nach Rückschnitt
  24. 24. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 24 31.8.2016 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer 4 Jahre und 9 Monate nach Einbau, 1½ Jahre nach Rückschnitt
  25. 25. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 25 6.7.2017 Zeitliche Entwicklung der Weidenspreitlagen Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Regelmäßig Panoramafotos vom gegenüberliegenden Ufer 5 Jahre und 8 Monate nach Einbau, 2½ Jahre nach Rückschnitt
  26. 26. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 26 2012 Wurzelaufgrabungen 2012 und 2017 (In Zusammenarbeit mit der Leibniz-Universität Hannover) Versuchsfeld 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer verlegt) Extra Vortrag
  27. 27. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 27 - Flächiges Anwachsen der Weiden wichtig für langfristigen Uferschutz - Bodenkontakt wichtig – Querriegel und Pflöcke in engem Raster - Nicht zu dünne Weidenäste – flächendeckende Verlegung - Fichtenreisig nicht als Erosionsschutz geeignet - Unterhaltung ist wichtig! Weidensprosse müssen biegsam bleiben – Hochwasserschutz! - Prinzipiell gut für Binnenwasserstraßen geeignet! - Empfohlene Anwendung an Böschungen mit 1:3 und flacher und wenn kein Flächengewicht erforderlich ist. Versuchsfelder 2 und 3: Ersatz der Steinschüttung durch Weidenspreitlagen (quer und diagonal verlegt) Fazit aus technischer Sicht: Kennblatt „Weidenspreitlagen“ unter http://ufersicherung.baw.de/de Erfahrungen und Erkenntnisse aus der Versuchsstrecke
  28. 28. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 28 Filtermatte Pflanzmatte Befestigt mit Holzpflöcken und Querriegeln Testen verschiedener Filtermatten (Kunststoffvlies, Kokosgewebe, Schafwollvlies) Versuchsfeld 7: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Pflanzmatten Pflanzen müssen Uferschutz gewährleisten! (kein Flächengewicht) Schlank-Segge, Sumpf-Segge, Sumpf-Schwertlilie, Rohr-Glanzgras, Rohrschwingel, Weißes Straußgras, Quecke, … (20 Pflanzen pro m2 vorgezogen auf Kokosgewebe) 11/2011 (MW-1,50 m)
  29. 29. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 29 Filtermatte Pflanzmatte Befestigt mit Holzpflöcken und Querriegeln Testen verschiedener Filtermatten (Kunststoffvlies, Kokosgewebe, Schafwollvlies) Versuchsfeld 7: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Pflanzmatten Pflanzen müssen Uferschutz gewährleisten! (kein Flächengewicht) Schlank-Segge, Sumpf-Segge, Sumpf-Schwertlilie, Rohr-Glanzgras, Rohrschwingel, Weißes Straußgras, Quecke, … (20 Pflanzen pro m2 vorgezogen auf Kokosgewebe) 11/2011 (MW-1,50 m) Max. hydraulische Belastungen: Berechnet nach GBB, 2010 zA = 0,4 m Hu, Heck = 0,6 m vmax = 1,6 m/s Flächengewicht erforderlich: derf. = 10 cm
  30. 30. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 30 5/2012 Infolge der ersten Hochwasser bei Überstau (Auftrieb) und gleichzeitig Wellen und Strömungen: - Holzpflöcke/Querriegel gelockert und herausgezogen (nicht tief genug im Boden) – Keine ausreichenden Befestigungen! - Kein flächiger Bodenkontakt erreichbar mit den überwiegend punktuellen Befestigungen! - Bei Überstau Heben und Senken der Matten zwischen den Befestigungen. Kein Anwachsen möglich! - Kokosgewebe schnell zerstört! Schafwollmatte schnell aufgelöst! Nur Kunststoffgeotextil stabil! - Erosionsschutz nur noch durch Kunststoffgeotextil! - Lokale Rutschungen – Keine Auflast! Sehr kritisches Anfangsstadium in häufig eingestauten Bereichen! - Zunächst Nachschlagen der Pflöcke - Sanierung mit Wasserbausteinen! Langer Einstau 7/2013 (~MW) Zustand nach 10-wöchigem Einstau 2013 Versuchsfeld 7: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Pflanzmatten Maßnahmen:
  31. 31. www.baw.de | www.bafg.de 8.9.2016 Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 31 2013: Sanierung mit einer Steinlage im häufig eingestauten unteren Bereich Wachstum aus alten Pflanzmatten durch stabile Lage unter der Wasserbausteinschicht 7/2014 (MW-50cm) Versuchsfeld 7: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Pflanzmatten
  32. 32. www.baw.de | www.bafg.de 8.9.2016 Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 32 2013: Sanierung mit einer Steinlage im häufig eingestauten unteren Bereich Wachstum aus alten Pflanzmatten durch stabile Lage unter der Wasserbausteinschicht 7/2014 (MW-50cm) 7/2017 (MW-50cm) Versuchsfeld 7: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Pflanzmatten
  33. 33. www.baw.de | www.bafg.de 8.9.2016 Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 33 2013: Sanierung mit einer Steinlage im häufig eingestauten unteren Bereich Wachstum aus alten Pflanzmatten durch stabile Lage unter der Wasserbausteinschicht Anwendungsgrenzen für Pflanzmatten in dieser Form ermittelt! Alternative Bauweise: Pflanzmatten mit einer Steinlage! 7/2014 (MW-50cm) 7/2017 (MW-50cm) Versuchsfeld 7: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Pflanzmatten Gute Entwicklung im oberen, selten eingestauten Böschungsbereich
  34. 34. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 34 Wurzelaufgrabungen 2017 (Masterarbeit Leibniz-Uni Hannover) Einfluss Geotextil? 05/2017 Versuchsfeld 7: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Pflanzmatten Extra Vortrag
  35. 35. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 35 - Flächiges Anwachsen der vorkultivierten Pflanzen wichtig für langfristigen Uferschutz - Hier getestete punktuelle Befestigungen in häufig und lange eingestauten Böschungsbereichen nicht geeignet (Stabilität durch Anwendung mit einer Steinlage) - Kokosmatten und Schafwollvlies nicht geeignet, bauen sich zu schnell ab - Temporäre, biologische abbaubare Filtermatten optimal - in der Entwicklung - Prinzipiell für Binnenwasserstraßen geeignet! - Empfohlene Anwendung nur in selten eingestauten Bereichen, an Böschungen mit 1:3 und flacher und wenn kein Flächengewicht erforderlich ist Versuchsfeld 7: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Pflanzmatten Fazit aus technischer Sicht: Kennblatt „Vorkultivierte Pflanzmatten“ unter http://ufersicherung.baw.de/de Erfahrungen und Erkenntnisse aus der Versuchsstrecke
  36. 36. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 36 Nach Einbau 12/2011 Versuchsfeld 7a: Ersatz der Steinschüttung durch Kokosgewebe über Nassansaat (Gräser und Kräuter) Nur im seltener eingestauten oberen Böschungsbereich (oberhalb M + 1,70 m) Mit Kokosmatte kein filterstabiler Aufbau! Nur punktuelle Befestigungen! Keine Querriegel!
  37. 37. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 37 Nach 1. Hochwasser 2011/12 (kurz nach Einbau!) Überspannte Hohlräume Ursachen: - Kokosgewebe sehr grobmaschig, nicht filterstabil - Ausschließlich punktuelle Befestigungen, keine Querriegel - Noch keine Wurzeln - Kein Flächengewicht Bei Überstau (Auftrieb) und gleich- zeitigen schiffsinduzierten Belastungen - Oberflächennahes Abgleiten - Hydrodynamische Bodenverlagerungen - Erosion (Bodenaustrag) Versuchsfeld 7a: Ersatz der Steinschüttung durch Kokosgewebe über Nassansaat Problem Anfangsstadium!
  38. 38. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 38 Großflächige Sanierungen mit zusätzlichen Befestigungen im April 2012 Versuchsfeld 7a: Ersatz der Steinschüttung durch Kokosgewebe über Nassansaat
  39. 39. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 39 Oktober 2013 Weitgehend stabil, da seltener eingestaut! Relativ gute Pflanzenentwicklung! Aber weiterhin lokale Schadstellen! April 2014 Versuchsfeld 7a: Ersatz der Steinschüttung durch Kokosgewebe über Nassansaat
  40. 40. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 40 Hochwasser Juli 2016 (Wasserstand ca. 2 m über MW) April 2017 Sanierung mit Wasserbausteinen (einlagig) Anfang 2017 - nach Zunahme der Schäden Großflächige ungeschützte Böschungsbereiche 19.7.2016 Versuchsfeld 7a: Ersatz der Steinschüttung durch Kokosgewebe über Nassansaat Kokosgewebe über Nassansaat technisch nicht im Einflussbereich von Wellen und Strömungen geeignet!
  41. 41. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 41 Kornfilter Kombinierte Bauweise aus biologischen und technischen Komponenten (Flächengewicht) Gute Stabilität von Anfang an durch Eigengewicht! Keine zusätzlichen Befestigungen erforderlich! Oktober 2011 Schlank-Segge, Rohr-Schwingel, Rohr-Glanzgras weitere Arten der Röhrichtzone 30 cm Versuchsfeld 5a: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Röhrichtgabionen Nach Einbau (CP45/125)
  42. 42. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 42 Kornfilter Kombinierte Bauweise aus biologischen und technischen Komponenten (Flächengewicht) Gute Stabilität von Anfang an durch Eigengewicht! Keine zusätzlichen Befestigungen erforderlich! Oktober 2011 Schlank-Segge, Rohr-Schwingel, Rohr-Glanzgras weitere Arten der Röhrichtzone 30 cm Versuchsfeld 5a: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Röhrichtgabionen Nach Einbau Max. hydraulische Belastungen: Berechnet nach GBB, 2010 zA = 0,6 m Hu, Heck = 0,9 m vmax = 2,0 m/s Flächengewicht erforderlich derf. = 30 cm (Neigung 1 : 2,5) (CP45/125)
  43. 43. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 43 Anfangsstadium: Zunächst sehr gute Entwicklung! Versuchsfeld 5a: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Röhrichtgabionen 2012: Erste Schädigungen nach mehreren Überstauereignissen Anfänglich Erholung der Pflanzen 1 2
  44. 44. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 44 Anfangsstadium: Zunächst sehr gute Entwicklung! Versuchsfeld 5a: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Röhrichtgabionen Weitere massive Schädigungen durch Hochwasser 2013 (10 Wochen Einstau) Nur noch bestimmte Pflanzenarten stabil! 15.7.2013 Problematisch für die Pflanzen: Längerer Überstau und gleichzeitige hydraulische Belastung!
  45. 45. www.baw.de | www.bafg.de - Ausfall der meisten Pflanzenarten (z.B. Rohrglanzgras) - Zerstörung Kokosgewebe - Zunehmender Austrag von Boden - Schottersteine rutschen hangabwärts 7.4.2016 Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 45 8.9.2016 Nur bestimmte Arten (Großseggen: Schlank- Segge) ausreichend stabil und überstauungsresistent! Versuchsfeld 5a: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Röhrichtgabionen 2016
  46. 46. www.baw.de | www.bafg.de - Ausfall der meisten Pflanzenarten (z.B. Rohrglanzgras) - Zerstörung Kokosgewebe - Zunehmender Austrag von Boden - Schottersteine rutschen hangabwärts 7.4.2016 Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 46 8.9.2016 Nur bestimmte Arten (Großseggen: Schlank- Segge) ausreichend stabil und überstauungsresistent! Versuchsfeld 5a: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Röhrichtgabionen 26.10.2016 Sanierung! 2016
  47. 47. www.baw.de | www.bafg.de - Ausfall der meisten Pflanzenarten (z.B. Rohrglanzgras) - Zerstörung Kokosgewebe - Zunehmender Austrag von Boden - Schottersteine rutschen hangabwärts 7.4.2016 Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 47 8.9.2016 Nur bestimmte Arten (Großseggen: Schlank- Segge) ausreichend stabil und überstauungsresistent! Versuchsfeld 5a: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Röhrichtgabionen 26.10.2016 Sanierung! 6.7.2017 Geeignete Pflanzenarten für Rhein im Naturversuch ermittelt! 2016
  48. 48. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 48 - Gute Stabilität durch Flächengewicht! Weniger kritisches Anfangsstadium! - Langfristige Stabilität der Gabionen abhängig von Pflanzenvitalität - Geeignete Auswahl hinsichtlich Überstau und hydraulischer Belastung! - Prinzipiell für Binnenwasserstraßen geeignet! - Empfohlene Anwendung an Böschungen mit 1:3 und flacher - Mehr Anwendungsmöglichkeiten an Wasserstraßen mit geringen Wasserspiegelschwankungen und geringen schiffsinduzierten Belastungen (mehr Pflanzenarten geeignet) Erfolgreiches Beispiel: UHW, km 35,7 (Ketzin) Versuchsfeld 5a: Ersatz der Steinschüttung durch vorkultivierte Röhrichtgabionen Fazit aus technischer Sicht: Kennblatt „Vegetationsgabionen“ unter http://ufersicherung.baw.de/de Erfahrungen und Erkenntnisse aus der Versuchsstrecke UHW
  49. 49. www.baw.de | www.bafg.de Oktober 2011 Pflanzmatten Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 49 Versuchsfeld 5b: Ersatz der Steinschüttung durch Steinmatratzen (zum Teil mit Pflanzmatten) Steinmatratzen Gute Stabilität von Anfang an durch Eigengewicht und filterstabile Verlegung! Keine zusätzlichen Befestigungen erforderlich!
  50. 50. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 50 Versuchsfeld 5b: Ersatz der Steinschüttung durch Steinmatratzen (zum Teil mit Pflanzmatten) Steinmatratzen Gute Stabilität von Anfang an durch Eigengewicht und filterstabile Verlegung! Keine zusätzlichen Befestigungen erforderlich! 15.4.2014 26.4.2018 15.7.2013 Vorkultivierte Pflanzmatten auf Steinmatratzen nicht erfolgreich! (Problematik wie bei Pflanzmatten auf Boden) Entfernung August 2013 Steinmatratzen stabil! Natürliche Sukzession
  51. 51. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 51 Versuchsfeld 9: Rückbau der Steinschüttung, Verzicht auf Böschungssicherung 14.12.2011 Zwei Reihen Weiden-Setzstangen zwischen Böschungsoberkante und Betriebsweg Max. hydraulische Belastungen: Berechnet nach GBB, 2010 zA = 0,2 m Hu, Heck = 0,3 m (gemessen 0,13 m) vmax = 1,3 m/s Kein Flächengewicht erforderlich derf. = 0 cm Erosion zu erwarten! Oberflächenerosion? D50, Boden ≈ 0,2 … 0,6 mm D50, erford. = 50 mm (GBBSoft+) D50, Boden << D50, erford.
  52. 52. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 52 14.12.2011 Versuchsfeld 9: Rückbau der Steinschüttung, Verzicht auf Böschungssicherung „Ausfachungsbuhne“ (Steinschüttung mit Baumstämmen) als unterstromiger Abschluss der Versuchsstrecke 9.1.2012 (Foto: WSA) Weidensetzstangen Erstes Hochwasser unmittelbar nach Einbau Weidensetzstangen
  53. 53. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 53 2011 Ende 2012 Versuchsfeld 9: Rückbau der Steinschüttung, Verzicht auf Böschungssicherung Zeitliche Entwicklung
  54. 54. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 54 Ende 2012 15.7.2013 Versuchsfeld 9: Rückbau der Steinschüttung, Verzicht auf Böschungssicherung Zeitliche Entwicklung Ende 2012
  55. 55. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 55 15.7.2013 Versuchsfeld 9: Rückbau der Steinschüttung, Verzicht auf Böschungssicherung 07/2013 15.7.2013 Zeitliche Entwicklung
  56. 56. www.baw.de | www.bafg.de Versuchsfeld 9: Rückbau der Steinschüttung, Verzicht auf Böschungssicherung Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 56 2018 2016: Sicherung des Kilometerschildes durch Wasserbausteine Zunehmende Erosion, Freispülen der wasserseitigen Setzstangen, zum Teil bis zur Unterkante
  57. 57. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 57 23.4.2015 Versuchsfeld 9: Rückbau der Steinschüttung, Verzicht auf Böschungssicherung Studenten der FH Erfurt Kein Schutz des Betriebsweges durch Wurzeln der 2011 eingebauten Weidensetzstangen! Wurzelaufgrabungen in Zusammenarbeit mit der FH Erfurt
  58. 58. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 58 - Erosion findet statt - wie erwartet! Wird weiter fortschreiten! - Steine im Untergrund begrenzen Erosion - Ohne Uferschutz kein stabiles Ufer! (VF 9 geringste Belastung) - Weidensetzstangen begrenzen zunehmende Erosion nicht! Keine geeignete Maßnahme zum Schutz des Betriebsweges - Zunehmend flache Böschungen freuen Erholungssuchende und Angler …. Versuchsfeld 9: Rückbau der Steinschüttung, Verzicht auf Böschungssicherung 7.11.2017 Fazit aus technischer Sicht:
  59. 59. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 59 VF 1: Begrünte Steinschüttung mit Setzstangen und Faschinen VF 4: Steinschüttung, strukturell aufgewertet VF 6: Steinschüttung, mit Alginat zur Begrünung VF 8: Steinschüttung und Pflaster, Steinwall zur Förderung der Röhrichte Steinschüttung übernimmt weiterhin Uferschutzfunktion Verschiedene Maßnahmen zur ökologische Aufwertungen Uferschutz gegeben Versuchsfelder 1, 4, 6 und 8: Uferschutz durch Verbleib der Steinschüttung oder Pflasterung Maßnahme nicht stabilMaßnahme stabil Uferschutz gegeben
  60. 60. www.baw.de | www.bafg.de Technische Bewertung der technisch-biologischen Maßnahmen hinsichtlich Gewährleistung Uferschutz | Petra Fleischer 18.06.2018 Seite 60 Fazit Technisch-biologische Ufersicherungen an Wasserstraßen prinzipiell anwendbar Anfangszustand – kritischer Zustand (keine Wurzeln) – Gutes Anwachsen der Pflanzen maßgebend für langfristigen Uferschutz! Richtige Pflanzen, ausreichende Befestigungen! Gewährleistung Bodenkontakt! Ggf. temporär zusätzliche Maßnahmen erforderlich! Monitoring wird weiter geführt (in größeren Zeitabständen) Nicht alle Maßnahmen überall – Anwendungsgrenzen im Naturversuch unter extremen Bedingungen ermittelt Abschlussbericht mit allen Ergebnisse Ende 2018 Uferschutzmaßnahmen mit technischen Bestandteilen robuster, rein pflanzliche Maßnahmen empfindlicher (besonders im Anfangszustand) und weniger belastbar
  61. 61. Bundesanstalt für Wasserbau 76187 Karlsruhe www.baw.de Bundesanstalt für Gewässerkunde 56068 Koblenz www.bafg.de Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Mehr Informationen unter http://ufersicherung.baw.de/de Alle nicht gekennzeichneten Fotos: © BAW

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