Hydraulische Auslegung eines Trennbauwerks mit schießender Anströmung

Starkniederschläge führen vermehrt in urbanen Regionen zu gravierenden Hochwasserschäden. Trennbauwerke, die einen Großteil des Abflusses über eine Entlastungsleitung ableiten, können gerade in dicht besiedelten Gebieten eine Lösung darstellen. Eine schießende Anströmung, komplexe dreidimensionale Strömungszustände im Einlaufbereich sowie die Berücksichtigung der Verluste und potenzielle Verlegung der Rechenanlage durch Treibgut erfordern für das beschriebene Projekt physikalische Modellversuche zur Bestimmung des Abführungsvermögens.

In den vergangenen Jahren haben Starkregenereignisse und daraus resultierende Hochwasserabflüsse im Mehlemer Bach sowohl in Bonn-Mehlem als auch auf dem Gebiet der Gemeinde Wachtberg zu teilweise gravierenden Schäden geführt. Hier sind insbesondere sowohl ein Unwetter am 3. Juli 2010, bei dem in der Spitze 54,1 m³/s in Bonn Mehlem abflossen, als auch ein vergleichbares Ereignis 3 Jahre später am 20. Juni 2013 mit großflächigen Überflutungs- und auch Erosionsschäden zu nennen. Die Ursache lag in Extremniederschlägen in der Gemeinde Wachtberg (03.06.2010: 130 mm in 2 h), welche das bis dato maximal gemessene Niederschlagsereignis (93 mm in 2 h) weit überschritten.

Diese beiden Extremereignisse innerhalb von 3 Jahren führten dazu, dass das Tiefbauamt der Stadt Bonn und die Gemeinde Wachtberg eine Hochwasserpartnerschaft vereinbarten. Ziel dieser Partnerschaft war es, den Hochwasserschutz im Einzugsgebiet des Mehlemer Baches zu verbessern und so die Anlieger künftig besser vor Überflutungen zu schützen.

Der Mehlemer Bach hat eine Einzugsgebietsfläche von 18,3 km² und erstreckt sich von Werthoven und Oedingen im Süd-Osten bis zur Gemeinde Bonn-Mehlem, wo er in den Rhein fließt. Er ist durch einen sehr naturnahen Oberlauf sowie einen stark urban geprägten Unterlauf gekennzeichnet.

Innerhalb einer Studie zur Verbesserung der Hochwassersituation wurde ein Schutzkonzept entwickelt, welches die Anlieger zukünftig besser vor solchen Extremereignissen schützen soll. Das erarbeitete Schutzkonzept sieht ein Trennbauwerk am Mehlemer Bach auf Höhe der Bachemer Straße vor. Vom Mehlemer Bach abgeschlagenes Wasser wird über eine Entlastungsleitung mit einer Länge von 1 066 m direkt dem Rhein zugeführt (Bild 1). Die Entlastungsleitung ist für eine Leistungsfähigkeit von 39 m³/s ausgelegt und wird, abgesehen von einem 305 m langen offen Bauabschnitt im Drachensteinpark, im Rohrvortrieb erstellt. Der Abfluss ins Unterwasser des Mehlemer Baches wird durch den Durchlass an der Bachemer Straße auf 15 m³/s begrenzt, um zukünftig Hochwasserschäden unterhalb des Durchlasses zu vermeiden. Mit diesem Konzept sollen zukünftig die Anlieger bis zu einem Abfluss von ca. 53 m³/s (entspricht einem HQ1 000) vor Hochwasser geschützt werden.



Copyright: © Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Quelle: Wasserwirtschaft - Heft 04 (April 2020)
Seiten: 8
Preis inkl. MwSt.: € 10,90
Autor: Mario Axler
Matthias Franke
Prof. Dr.-Ing. Ekkehard Heinemann
Prof. Dr.-Ing. Christian Jokiel
Roman Martzinek

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