BOKU - Universität für Bodenkultur Wien - Forschungsinformationssystem
Gewählte Diplomarbeit / Masterarbeit:
Johannes Bramberger
(2018):
Die ausgeleichende Wirkung von Sperrenstaffelungen.
Diplomarbeit / Masterarbeit - Institut für Alpine Naturgefahren (IAN),
BOKU-Universität für Bodenkultur,
pp 178.
UB BOKU
obvsg
- Abstract:
- Die Hauptfunktion von Sperrenstaffelungen liegt in der Stabilisierung des Bachbetts und dem Vorbeugen von Erosion. Gleichzeitig ermöglichen Staffelungen die Ablagerung von Geschiebe bei Hochwässern. Es verändert sich das Verlandungsgefälle zwischen den Sperren je nach dem Geschiebeanteil im Abfluss und strebt ein Ausgleichsgefälle an. Um diesen Prozess quantifizierbar zu machen bzw. den Trend im Geschiebeauf- und abtrag zu untersuchen, wurden Modellversuche an einer im Maßstab 1:30 ausgeführten Sperrenstaffelung durchgeführt. Die Staffelung wurde in ein Gerinne mit 8 m Länge, 40 cm Breite und einem Gefälle von 18 % eingebaut. Es fanden 34 Modellversuche unter Variation folgender Parameter statt: Sperrenabstand/Höhe, Geschiebezusammensetzung und volumetrische Feststoffkonzentration. Die Oberflächen der Ablagerungen wurden nach jedem Versuch mit einem Laserscanner aufgenommen, um ein digitales Geländemodell zu erstellen, durch das drei Längsschnitte mit einem Abstand von jeweils 10 cm geführt wurden. Die Ergebnisse lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: Das Verlandungsgefälle steigt mit der volumetrischen Feststoffkonzentration linear an, unabhängig von der Geschiebezusammensetzung, dem Sperrenabstand und der absoluten Menge des Wasser-Feststoffgemischs. Dementsprechend speichert die Staffelstrecke bei großem Feststoffandrang Geschiebe und gibt dieses bei geringeren Feststoffkonzentrationen wieder ab. Geschiebemischungen mit weniger Feinanteil, größerem Porenraum und größerem mittleren Korndurchmesser erhöhen das Ausgleichsgefälle und -volumen. Das Verladungsgefälle sinkt mit dem mittleren Korndurchmesser über die Staffelung hinweg. Auch die Kolkabmessungen, die im Zuge von Reinwasserspülungen erhoben wurden, nehmen von oben nach unten hin zu. Größere Sperrenabstände, bei annähernd gleichem Höhen/Abstands-Verhältnis, erhöhen das Geschiebeausgleichsvolumen und bieten durch kleinere Kolkausformungen einen besseren Schutz des Sperrenfundaments. Durch den Bau von Sperrenstaffelungen schafft man Umlagerungsstrecken, innerhalb derer die natürlich ablaufenden Ausgleichsprozesse den Geschiebeandrang dämpfen, ohne dem Gewässersystem diese Feststoffe zu entziehen.
- Beurteilende(r): Hübl Johannes