Temporärer Hochwasserschutz 21.06.2016, 07:26 Uhr

Eine textile Membran gegen die Flut

Wenn wie in diesem nassen Frühling Bäche zu Wassermonstern mutieren, sind Konzepte gefragt, diese Monster einzudämmen. Es gilt, im Ernstfall schnell reagieren zu können und den bestehenden Hochwasserschutz vorübergehend zu ergänzen. Wissenschaftler der TU Chemnitz haben jetzt eine textile Membran entwickelt, die das Wasser wirksam aufhält und die Kräfte ableitet.

Helfer befreien am 04. Juni 2016 ein vom Hochwasser betroffenes Haus in Simbach am Inn (Bayern) mit Eimern vom Schlamm. Die Flutwelle verursachte mehr als eine Milliarde Euro Schaden. Chemnitzer Forscher<strong> </strong>haben jetzt eine textile Membran entwickelt, die das Wasser wirksam aufhält und die Kräfte ableitet.

Helfer befreien am 04. Juni 2016 ein vom Hochwasser betroffenes Haus in Simbach am Inn (Bayern) mit Eimern vom Schlamm. Die Flutwelle verursachte mehr als eine Milliarde Euro Schaden. Chemnitzer Forscher haben jetzt eine textile Membran entwickelt, die das Wasser wirksam aufhält und die Kräfte ableitet.

Foto: Andreas Gebert/dpa

Was da Ende Mai 2016 über weite Teile Baden-Württemberg an Regen runterkam, galt unter Wetterexperten wie Roland Roth von der Wetterwarte Süd in Bad Schussenried als „Jahrhundertereignis“. 100 Liter Regen pro Quadratmeter innerhalb weniger Stunden machte aus eher kleinen Bächen und Flüssen plötzlich reißende Wassermassen. Das „Jahrhundertereignis“ zerstörte nicht nur Häuser, es gab auch mehrere Tote. So konnte sich in Weißbach bei Heilbronn ein 62-jähriger Mann nicht mehr aus dem rasch voll laufenden Keller eines Mehrfamilienhauses retten.

Jahrhundertereignisse werden zunehmen

Es kann als recht gesichert gelten, dass solche Jahrhundertereignisse in naher und in ferner Zukunft häufiger vorkommen. Denn eine durch den Klimawandel wärmere Erdatmosphäre kann eine größere Menge an Feuchtigkeit aufnehmen. Und diese kann dann bei Unwettern extrem schnell als Starkregen niederprasseln. Die als Hochwasserschutz angelegten permanenten Dammanlagen sind mit diesen extremen Wassermassen oft vollkommen überfordert.

Wissenschaftler des Forschungsbereiches Leichtbau im Bauwesen der Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung der Technischen Universität Chemnitz haben auf die Herausforderung reagiert. Gemeinsam mit Partnern haben sie ein temporäres System entwickelt, das schnell und mit geringem Personalaufwand installiert werden kann. Zudem kostet das System nicht viel Geld, ist leicht zu lagern und beinahe unverwüstlich.

Zwei Personen reichen für Aufbau aus

Das System besteht aus einem Fundament, welches am Ufer der zu schützenden stehenden oder fließenden Gewässer am Boden installiert wird. Dazu kommen Stützen und eine textile Membran. Das Fundament hat die Form einer Rinne, in der die Membran eingelagert ist. Die Stützen decken das Ganze ab.

Stellenangebote im Bereich Energie & Umwelt

Energie & Umwelt Jobs
Freie Universität Berlin-Firmenlogo
Referatsleiter*in (m/w/d) für die Betriebstechnik und die bauliche Unterhaltung (Ingenieur*in für Aufgaben des technischen Betriebes) Freie Universität Berlin
BG ETEM-Firmenlogo
Aufsichtsperson gemäß des § 18 SGB VII (m/w/d) für ein Aufsichtsgebiet in der Region Dinkelsbühl, Aalen, Schwäbisch-Hall in den Branchenkompetenzen Elektrotechnische Industrie und Feinmechanik BG ETEM
Nürnberg Zum Job 
Hochschule Esslingen - University of Applied Sciences-Firmenlogo
Professor:in (W2) für das Lehrgebiet "Automatisierungssysteme in Gebäude-, Energie- und Umwelttechnik" Hochschule Esslingen - University of Applied Sciences
Esslingen am Neckar Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Teamleitung Verkehrssicherheit (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Hannover Zum Job 
Broadcast Solutions GmbH-Firmenlogo
Elektroingenieur* in Vollzeit (m/w/d) Broadcast Solutions GmbH
Stadtreinigung Hamburg Anstalt des öffentlichen Rechts-Firmenlogo
Sachgebietsleitung (m/w/d) Deponietechnik Stadtreinigung Hamburg Anstalt des öffentlichen Rechts
Hamburg Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Ingenieur Immissionsschutz (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Hohen Neuendorf Zum Job 
Regierungspräsidium Freiburg-Firmenlogo
Bachelor / Diplom (FH) Landespflege, Landschaftsplanung oder vergleichbar (planungsorientierte Ausrichtung) Regierungspräsidium Freiburg
Bad Säckingen, Donaueschingen, Singen Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Abfallexperte Bau/Stoffstrommanager (m/w/d) Die Autobahn GmbH des Bundes
Stuttgart Zum Job 
Bundesamt für Strahlenschutz-Firmenlogo
Ingenieur*in (m/w/d) Liegenschafts- und Gebäudemanagement Bundesamt für Strahlenschutz
Oberschleißheim (bei München), Salzgitter, Berlin Zum Job 
HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst-Firmenlogo
Gebäudeenergieberater*in HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst
Hildesheim Zum Job 
ONTRAS Gastransport GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Maschinen- und Anlagentechnik (m/w/d) ONTRAS Gastransport GmbH
Leipzig Zum Job 
MAX-DELBRÜCK-CENTRUM FÜR MOLEKULARE MEDIZIN-Firmenlogo
Ingenieur*in (Gebäude- u. Energietechnik) für das Helmholtz Kompetenznetzwerk Klimagerecht Bauen MAX-DELBRÜCK-CENTRUM FÜR MOLEKULARE MEDIZIN
Technische Werke Emmerich am Rhein GmbH-Firmenlogo
Projektingenieur*in Kanalplanung / -bau Technische Werke Emmerich am Rhein GmbH
Emmerich am Rhein Zum Job 
Kreis Coesfeld-Firmenlogo
Ingenieurin/Ingenieur (m/w/d) im Bereich betrieblicher Umweltschutz Kreis Coesfeld
Coesfeld Zum Job 
Landkreis Grafschaft Bentheim-Firmenlogo
Ingenieur*in in den Bereichen Landschaftsplanung und Naturschutz Landkreis Grafschaft Bentheim
Nordhorn Zum Job 
Landkreis Grafschaft Bentheim-Firmenlogo
Projektingenieur*in für die Bearbeitung des HORIZON Förderprojektes "SpongeWorks" Landkreis Grafschaft Bentheim
Nordhorn Zum Job 
NORDEX GROUP-Firmenlogo
BOP (Balance of Plant) Electrical Engineer (m/w/d) NORDEX GROUP
Hamburg Zum Job 
Westfalen Weser Netz GmbH-Firmenlogo
Leitung Gastechnik (m/w/d) Westfalen Weser Netz GmbH
Herford, Paderborn, Bad Oeynhausen Zum Job 
Westfalen Weser Netz GmbH-Firmenlogo
Leitung Netzzugang (m/w/d) Westfalen Weser Netz GmbH
Paderborn Zum Job 
Das Hochwasserschutzsystem mit temporär aufbaubarer Stauwand wurde umfangreichen Tests unterzogen. 

Das Hochwasserschutzsystem mit temporär aufbaubarer Stauwand wurde umfangreichen Tests unterzogen.

Quelle: Rajko Berger/TU Chemnitz

“Die leichtbaugerechte Ausführung lässt den Aufbau selbst mehrerer hundert Meter Hochwasserschutz problemlos durch zwei Personen zu“, betont Dr. Sandra Gelbrich, die den Forschungsbereich Leichtbau im Bauwesen leitet. Das Besondere an dem temporären Hochwasserschutz der Chemnitzer Forscher: Die flexible, aber wenig dehnbare Membran aus mit Textilien verstärktem PVC formt sich unter dem anstehenden Wasserdruck ziemlich definiert aus.

System vermeidet Biegemomente

Die Membran ist so ausgestaltet, dass sie ausschließlich mit Zugspannungen reagiert. „Bei vielen bekannten temporären Stauwandsystemen resultieren aus dem Wasserdruck hohe Biegemomente, die insbesondere auf Stützen und Fundamente einwirken. Entsprechend groß ist der konstruktive und materielle Aufwand dieser Anlagen. Der konstruktive Vorteil des neuen Systems liegt in der Vermeidung dieser Biegemomente“ sagt Gelbrich. Die einwirkenden Kräfte werden über die Membranverankerung im Fundament und über die Membranverstärkungen in den Stützen abgeleitet.

Membran trotzt Stauhöhen bis 1,5 Meter

Selbst wenn Treibgut gegen das Schutzsystem prallt, wirken nahezu ausschließlich Normalkräfte in den Stützen. „Diese können somit extrem schlank und leicht ausgeführt werden“, erklärt Gelbrich. Trotzdem hält die Konstruktion Stauhöhen bis 1,5 m aus. Sie trotzt Treibgut bis zu einem Anprallgewicht von 400 kg. Das haben die Chemnitzer Forscher bei einem Aufprallwinkel von 90 Grad zur Fließrichtung und einer Geschwindigkeit von vier Metern pro Sekunde getestet.

Das in Chemnitz entwickelte und gründlich getestete Hochwasserschutz-System genügt den Anforderungen, die der Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft und Kulturbau (BWK) in seinem „Merkblatt – Mobile Hochwasserschutzsysteme“ festhält. Partner der Forscher waren die Berliner Spezialisten für textile Architektur 3dtex GmbH, der Planen- und Folienprofi Karsten Daedler aus Trittau bei Hamburg und das Chemnitzer Ingenieurbüro Schulze & Rank.

Und Siemens hat in Amsterdam ein Überwachungs- und Frühwarnsystem für Deiche getestet. Es liefert permanent Informationen über den Zustand des Deichs – auch auf das Tablet oder Smartphone des Verantwortlichen vor Ort.

 

Ein Beitrag von:

  • Detlef Stoller

    Detlef Stoller ist Diplom-Photoingenieur. Er ist Fachjournalist für Umweltfragen und schreibt für verschiedene Printmagazine, Online-Medien und TV-Formate.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.