Hochwasserschutz: Vermeidung von Schäden durch mobile Schutzsysteme

Eine techno-ökonomische Analyse

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Deutsch164 SeitenErschienen: 2010

Hochwasserereignisse gehören zu den häufigsten und teuersten Naturkatastrophen. Die Hochwasserereignisse des Jahres 2002 verursachten neben ungeheurem menschlichem Leid, Schäden von über 20 Mrd. Euro in ganz Europa. Nur 3,4 Mrd. Euro davon waren versichert. Durch die Klimaänderung und menschliches Handeln kommt es immer häufiger zu Hochwasserereignissen. In den Fünfzigerjahren des vergangenen Jahrhunderts gab es nur sechs große Überschwemmungskatastrophen. In den Neunzigerjahren waren es schon 26. Oft werden wir mit Berichten und TV-Bildern von Hochwasserereignissen aus aller Welt konfrontiert. Sie erinnern uns daran, dass wir Naturereignisse nicht kontrollieren können. Vor allem kurz nach großen Hochwasserkatastrophen, wie beispielsweise das Augusthochwasser 2002, wird der Ruf nach Verbesserung und Ausbau bestehender, bzw. Errichtung neuer Hochwasserschutzanlagen laut. Zu den besonders kritischen Bereichen, die geschützt werden sollen, zählen die dicht besiedelten und genutzten Uferzonen in Innenstädten oder Industriegebieten. Stationäre Hochwasserschutzsysteme wie Deiche oder Mauern benötigen jedoch viel Raum. Zusätzlich kollidieren sie mit anderen Interessen wie Tourismus, Landschaftsbild und Ästhetik während der meist hochwasserfreien Zeit. Die mobilen Hochwasserschutzsysteme bieten eine Lösung dieses Dilemmas an. In dieser Studie werden die bekannten mobilen Hochwasserschutzsysteme näher untersucht und beschrieben. Ein besonderes Augenmerk wird den Systemen des planmäßigen mobilen Hochwasserschutzes gewidmet.ISBN: 978-3-8366-3412-0Verlag: Diplomica Verlag GmbHTags: HochwasserHochwasserschutzSchutzwasserbauMobiler Hochwasserschutzpassive SchutzmaßnahmenEinsatzmöglichkeitenaktive Schutzmaßnahmen23,00 € inkl. gesetzl. MwSt. / ohne DRM

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  • Bitumen ist ein ‘dem Teer ähnliches Dichtungsmaterial, das aus Erdöl gewonnen wird’. Es sind ‘bei der Aufarbeitung geeigneter Erdöle gewonnene schwerflüchtige, dunkelfarbige Gemische verschiedenerorganischer Substanzen, deren elasto-viskoses Verhalten sich mit der Temperatur ändert’. Bitumen ist ein Thermoplast. Bei Raumtemperatur ist er halbfest bis extrem spröde und hart. Mit steigender Temperatur wird Bitumen verformbar, dann zähflüssig und bei ca. 180 °C dünnflüssig. Bei Abkühlung haften Bitumen an den Werkstoffen, die sie in dünnflüssigem Zustand benetzt haben. Die Diffusionszahl von macht das Bitumen praktisch wasserdicht. Bitumen ist auch widerstandsfähig gegenüber Einwirkungen organischer und anorganischer Salze, sowie schwacher Säuren. Einsatzbereiche im Hochwasserschutz: Bitumen wird im Hochwasserschutz als Dichtstoff verwendet. Beispielsweise können Gebäude, vor allem Keller, oder Teile der Hochwasserschutzkonstruktion, die in der Erde verankert sind, mit Bitumen wasserdicht gemacht werden. Aluminium: Eigenschaften: Aluminium (Al) gehört zu den Leichtmetallen. Das spezifische Gewicht von Aluminium beträgt 2,7 g/cm³. Aluminium wird selten in reiner Form verwendet. Öfter zum Einsatz kommt Aluminium in Form von Legierungen. Aluminium ist das häufigste Metall überhaupt. Die Aluminiumverbindungen kommen sehr oft in der Erdrinde vor. Die Gewinnung von Aluminium ist jedoch sehr aufwendig und dadurch auch teuer. Aluminium wird elektrochemisch hergestellt. Um eine Tonne Aluminium herzustellen werden 15.000 kWh Strom, 600 kg Kohle, als Elektroden, und 4.000 kg Bauxit, ein Mineral das Aluminiumoxid enthält, benötigt. Aluminium hat eine vergleichsweise hohe Festigkeit und einen guten Korrosionswiderstand an der Atmosphäre. Der Korrosionswiderstand gegenüber den atmosphärischen Belastungen wird durch die Oxidschicht verursacht. Diese bildet sich sofort an der Oberfläche von Aluminium und regeneriert sich auch sehr schnell nach einer Beschädigung. Durch anodische Oxidation kann diese Oxidschicht künstlich verbessert werden. Elektrisch oxidiertes Aluminium wird auch als Eloxal bezeichnet.Für pH – Werte zwischen 4 und 9 ist die Eloxalschicht ausreichend beständig. Einsatzbereiche im Hochwasserschutz: Aufgrund des Gewichtvorteils gegenüber beispielsweise Stahl, wird Aluminium vor allem im mobilen Hochwasserschutz verwendet. Aus Aluminium, oder besser gesagt aus Aluminiumlegierungen werden Dammbalken, Dammtafeln, Absperrtafeln und Stützen, sowie andere Teile der mobilen Systeme hergestellt. Stahl: Eigenschaften: Stahl ist ‘aus Eisenerz gewonnenes, hartes, hochveredeltes Metall von hoher Festigkeit’. ‘Als Stahl werden Werkstoffe bezeichnet, deren Massenanteil an Eisen größer ist als der jedes anderen Elements und i. Allg. weniger als 2 Massen-% Kohlenstoff enthält.’ ‘Stähle sind […] widerstandsfähige metallische Werkstoffe, die vorwiegend aus Eisen bestehen. Stähle sind hart, geschmeidig, zugfest und zäh’. Das Eigengewicht von Stahl beträgt 7,85 g/cm³, d.h. ca. das Dreifache des spezifischen Gewichts von Aluminium. In Form seiner Verbindungen ist Eisen das zweithäufigste Metall in der Erdkruste. Durch die Verarbeitung im Hochofen wird aus Eisenerz Gusseisen erzeugt. Durch weitere Verarbeitung wird der Kohlenstoffgehalt auf unter 2 % reduziert. Es gibt tausende von Stahlsorten. Jede von Ihnen ist durch die chemische Zusammensetzung und besondere Eigenschaften wie Härte, Zähigkeit, Elastizität und Korrosionsbeständigkeit charakterisiert. Die Eigenschaften können durch den Zusatz von Legierungsmetallen geändert werden. Beispielsweise erhöht Chrom die Härte und Nickel die Zähigkeit. Im Bauwesen werden neben den allgemeinen, unlegierten Baustählen, die wetterfesten, die Feinkornbaustähle, die korrosionsbeständige Stähle, Betonstähle und Spannstähle verwendet. Die wetterfesten Stähle haben einen 0,3-0,5 % Legierungsgehalt von Kupfer. Kupfer verursacht die Bildung einer Deckschicht, die die Korrosion verlangsamt oder ganz verhindert. Feinkornbaustähle sind vollberuhigte Stähle mit hoher Homogenität, Streckgrenze und Zugfestigkeit. Die korrosionsbeständigen Stähle haben einen mindestens 12 % Legierungsanteil von Chrom. Dadurch wird eine passive Oberflächenschicht gebildet, die sich bei Verletzungen erneuert. Betonstähle sind unlegierte Stähle mit sehr guten Schweißeigenschaften. Spannstähle haben eine höhere Festigkeit als die Betonstähle. Die Korrosionsbeständigkeit des Stahls kann zusätzlich durch Überstreichen mit Rostschutzfarben oder Verzinken gewährleistet werden. Beim Verzinken wird auf die Stahlelemente eine dünne Zinkschicht aufgetragen. Einsatzbereiche im Hochwasserschutz: Aufgrund des hohen Eigengewichtes wird Stahl im Hochwasserschutz nur dort eingesetzt, wo besondere Festigkeit der Konstruktion gefordert wird. Vor allem die stark beanspruchten Teile wie Scharniere der Schutztore, Verankerungen und die senkrechten Stützen der mobilen Hochwasserschutzwände werden aus Stahl produziert. Spundwände, die zur Befestigung der Hochwasserschutzdeiche bzw. selbst als Hochwasserschutzwände verwendet werden, bestehen aus Stahl. Kunststoffe: Eigenschaften: Kunststoff wird als ‘makromolekularer Werkstoff für die Herstellung strapazierfähiger Gegenstände’ definiert. Es sind ‘makromolekulare Stoffe, die im Wesentlichen aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff bestehen. Die Vielfalt der Kunststoffe beruht auf der Tatsache, dass Kohlenstoffatome in unterschiedlichster Weise miteinander und mit anderen Elementen Verbindungen eingehen können.’ Chemisch gesehen, bestehen Kunststoffe aus organischen Riesenmolekülen. Kunststoffe lassen sich in drei Gruppen einteilen: Thermoplaste, Duroplaste und Elastomere. Durch Erhitzen werden Thermoplaste weich und verformbar. Sie behalten ihre neue Form nach dem Abkühlen bei. Sie sind bruchsicher. Das Erhitzen von Duroplasten führt zu keiner Formänderung. Bei starkem Erhitzen zersetzen sie sich jedoch. Duroplaste sind neben der Wärmebeständigkeit durch ihre Festigkeit und Nichtverformbarkeit gekennzeichnet. Sie sind jedoch weniger bruchsicher als die Thermoplaste. Elastomere sind gummielastisch. Sie lassen sich bei Kräfteeinwirkung leicht verformen. Sie nehmen jedoch anschließend ihre ursprüngliche Form wieder an. Elastomere haben eine große Dehnfähigkeit und hohe Bruchdehnung. Sie können somit Bewegungen und Dehnungen aufnehmen.