Projekt 22728/01

Uferrückbau in gekrümmten Fließstrecken – Planungshilfen für die Untere Isar

Projektträger

Technische Universität München Lehrstuhl und Versuchsanstalt für Wasserbau und Wasserwirtschaft
Arcisstr. 21
80333 München
Telefon: 089/289-23160

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Renaturierung von einst regulierten begradigten Flüssen und der Rückbau von starren Uferbefestigungen sind derzeit an vielen voralpinen Flüssen diskutierte Maßnahmen. Zum einen wird hierdurch das Gewässer ökologisch aufgewertet und Strukturvielfalt und Dynamik zugelassen. Zum anderen soll die Sohlerosion, ein Problem der meisten voralpinen Flüsse, verhindert oder zumindest gebremst werden. Die anhaltende Sohlerosion führt zu fallenden Grundwasserständen und führt zum Austrocknen ökologisch wertvoller Auenbereiche. Uferrückbaumaßnahmen müssen gut geplant sein, da weite Bereiche der Talräume von Infrastruktur, Bebauung oder auch wertvollen ökologischen Strukturen (z. B. Altgewässer) beansprucht werden. Es fehlt jedoch an Planungswerkzeugen und Erfahrungen, um solche Maßnahmen planbar zu machen. Ziel des eingereichten Antrages ist es, für den Isarmündungsbereich mit Hilfe von physikalischen und numerischen Modellen den Uferrückbau, die ökologische Aufwertung des Flussab-schnittes und damit auch den Schutz für die wertvollen Auenbereiche zu ermöglichen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie bisherigen Untersuchungen zeigen, dass gerade die Wasserspiegellage am Ende einer Aufweitungsstrecke die Breiten- und Sohlentwicklung beeinflusst. Um hier eine Art Steuerungsmöglichkeit zu haben, mit der auch nachträglich eventuellen Fehlentwicklungen entgegen gewirkt werden kann, bieten sich V-Rampen an. Dieser Rampentyp verspricht den wesentlichen Vorteil, dass gerade bei Niedrigwasser keine nennenswerte Beeinflussung der Durchgängigkeit und des Fließgewässercharakters vorliegt. In der ersten Projekthälfte werden deshalb mit physikalischen Modellen weitergehende Untersuchungen zur Ausbildung von V-Rampen durchgeführt. In der zweiten Hälfte wird mit der Wasserwirtschaftsverwaltung eine Dokumentation bereits durchgeführter Rückbaumaßnahmen erstellt. Vorhandene Praxiserfahrungen sollen so in das Projekt mit einfließen. Danach wird das Untersuchungsgebiet Isarmündung zusammen mit den Behörden in mögliche Entwicklungs- und Kontrollstrecken unterteilt. Mit Hilfe numerischer Modellierung sollen nun die Entwicklungsstrecken auf Laufverlagerungen untersucht werden und gegebenenfalls eine Anpassung der Kontrollstrecken mit den V-Rampen erfolgen.


Ergebnisse und Diskussion

Der erste Block des Vorhabens weiterführende Untersuchungen zu V-Rampen konnte in der geplanten Weise durchgeführt werden. Dank dem großen Interesse der Wasserwirtschaftsverwaltung Bayern und Baden-Württemberg an den V-Rampen wurden bezüglich der Anwendung einer V-Rampe an der Iller weitere Untersuchungen am Institut durchgeführt. Hieraus ergaben sich für beide Projekte, der Untersuchung zur Illerrampe bei Fkm 13,8, welche lediglich auf diese eine Rampe zugeschnitten war, und die auf einen etwas allgemein gültigeren Anwendungsbereich ausgelegten Untersuchungen des DBU-Projekts, positive Nebeneffekte. Für die Ermittlung der Aufstaubeziehungen der V-Rampen sowie für die bauliche Durchbildung konnten Bemessungsansätze sowohl für die Geometrie, als auch für die zu verwendenden Steingrößen aufgestellt werden. Für die Gewährleistung der Energieumwandlung konnte ein Konzept auf Basis einer speziell ausgebildeten Tosmuldenform aufgezeigt werden, welches an physikalischen Mo-dellversuchen bestätigt wurde.
Mit der V-Rampe steht nun ein sohlstabilisierendes Querbauwerk zur Verfügung, welches die Durchgängigkeit und den Fließgewässercharakter eines Flusses weit weniger beeinträchtigt als herkömmliche Querbauwerke.
Am Anfang der zweiten Projekthälfte wurde eine Felderhebung bereits durchgeführter Rückbaustrecken durchgeführt. Der Aufwand für die Zusammenstellung und Auswertung der verschiedenen Strecken war allerdings vom Arbeitszeitraum her etwas zu knapp kalkuliert. Die Auswertung könnte noch wesentlich erschöpfender erfolgen. Es lassen sich allerdings zwischen den einzelnen Maßnahmen durchaus wertvolle Parallelen erkennen und verschiedene Einflussfaktoren beschreiben, welche bei Rückbaumaßnahmen zu berücksichtigen sind. Diese Erkenntnisse helfen vor allem die numerischen Simulationsergebnisse, welche nur stark vereinfachte Abschätzungen darstellten, zu interpretieren und daraus Aussagen für die Umsetzung zu formulieren. In der zweiten Projekthälfte wurde als weiteres Werkzeug ein zeitsparendes 1D2D-Verfahren entwickelt, um die eigendynamische Entwicklung gerade von langen Flussabschnitten abzuschätzen. Vergleiche mit physikalischen Modellversuchen zeigten in geraden Abschnitten gute Übereinstimmungen. Mit Hilfe dieses 1D2D-Modells wurden schließlich Betrachtungen an der 10 km langen Gesamtstrecke durchgeführt. Ein 2D-Modell kam dagegen aufgrund der höheren Güte der Simulationsergebnisse für Detailbetrachtungen an zwei kurzen Abschnitten zum Einsatz.
Als Sanierungskonzept wurde letztendlich eine Kombination aus V-Rampen und Uferrückbaustrecken aufgezeigt, welches die Sohle stützt, in den Uferrückbaubereichen die Dynamik und Strukturvielfalt fördert und den Fließgewässercharakter und die Durchgängigkeit weit weniger beeinflusst als die diskutierte Lösung mittels Sohlstufen bzw. herkömmliche Rampen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Eine Veröffentlichung über die Erkenntnisse der V-Rampen erfolgt Mitte 2007 im Rahmen einer Dissertation. Eine erste Anwendung der V-Rampe ist an der Iller vorgesehen.
Eine Veröffentlichung über die Möglichkeiten der Simulation von Aufweitungsstrecken, Anwendungsfällen und praktischen Beispielen aus der Felderhebung wird Ende 2007 im Rahmen einer Dissertation erfolgen. Eine kurze Vorstellung des Projekts erfolgte auf der DWA-Bundestagung 2006 in Osnabrück.


Fazit

Die Zielsetzung, Planungshilfen für eine ökologisch verträgliche Sanierung der Unteren Isar zu liefern, wurde erreicht. Die Kombination von V-Rampen mit Uferrückbaumaßnahmen wird als mögliches Sanierungskonzept vorgeschlagen. Es konnten erste Empfehlungen bezüglich der V-Rampengeometrie und Durchbildung gegeben werden. Ebenfalls wurden morphologische Entwicklungstendenzen und Zusammenhänge in den Aufweitungsabschnitten aufgezeigt.
Bei der Vorgehensweise hat sich vor allem die Kombination von physikalischen Modellversuchen, von Naturbeobachtungen und von numerischen Abschätzungen bewährt. Für die numerischen Betrachtungen der Gesamtstrecke waren vor allem die ursprünglich nicht vorgesehenen Abschätzungen mit Hilfe der 1D2D-Simulation hilfreich. In Hinblick auf eine Umsetzung sind allerdings weitere Detailuntersuchungen nötig, so ist z. B. die Energieumwandlung einer V-Rampe eine Maßanfertigung, welche im Modellversuch zu untersuchen ist. Auch die genauen Auswirkungen der Bauwerke auf die Abflusssituation im Vorland konnten in dieser ersten Konzeptfindungsphase nicht genau untersucht werden und sollten Gegenstand einer möglichen Detailplanung sein.