Untersuchungen der Unterströmung von Hochwasserschutzdämmen an kleinmaßstäblichen Dammmodellen

Abstract

Hochwasserschutzdämme sind Erdbauwerke, die ein schadloses Abfließen der Hochwasserwelle zu gewährleisten haben und somit zum Schutz des Hinterlandes vor Überflutungen dienen. Die katastrophalen Überschwemmungen der letzten Jahre haben jedoch gezeigt, dass die Qualität zahlreicher Dämme nicht dem heutigen Stand der Technik entspricht. Neben dem Überströmen zufolge Extremereignissen stellt vor allem das Erosionsversagen die zweithäufigste Versagensursache eines Hochwasserschutzdammes dar.<br />Im theoretischen Teil dieser Diplomarbeit werden zunächst die wesentlichen Grundlagen im Zusammenhang mit der Planung, dem Bau und der Sanierung von Hochwasserschutzdämmen erläutert, bevor auf die Berechnungsgrundlagen eingegangen wird. Anschließend werden die unterschiedlichen Versagensmechanismen und deren Auslöser im Detail behandelt.<br />Der praktische Teil beinhaltet die Durchführung von bodenphysikalischen Untersuchungen auf Basis einer statistischen Auswertung von Bodenkennwerten, die eine Grundlage für die experimentellen Modellversuche an kleinmaßstäblichen Modelldämmen darstellen. Während eines simulierten Hochwassers werden im Rahmen dieser Versuche die Auswirkungen der Unterströmung auf die Stabilität feinkörniger, gering durchlässiger Aubodenschichten im Bereich des landseitigen Dammfußes untersucht. Dabei werden auch die Sicherungsmaßnahmen mittels Deckschichtentspannung auf deren Wirksamkeit beurteilt und gegenübergestellt.<br />

Flood protection dams are earth structures which have to ensure a safe flood discharge and protect the hinterland aware of floods. In the past the catastrophic floods showed that the quality of many existing dykes does not satisfy the current standards. Especially erosion is one of the most common dyke failures.<br />The theoretical part of this thesis discusses the basic principles of the design, construction and remediation of flood protection dams.<br />Moreover calculation methods will be shown and different failure mechanisms will be described.<br />The practical part includes a statistical evaluation of soil parameters and soil laboratory testing. These results are the main basis for the experimental small scale tests on model dykes. Especially the effect of the ground water flow belove the dyke will be analyzed in scope of these tests. Also the stability of fine grained soil will be observed.<br />Finally, the drainage release measures of the low permeable surface layer will be analyzed and different release systems will be compared.<br />