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Strae und Autobahn 6.2014

Vermeidung von Bschungsschden durch Erosion | Landschaftsbau | FACHBEITRGE

1 Einleitung

Im Erd- und Verkehrswegebau entstehenregelmig und groflchig steile Ein-schnitts- oder Aufschttungsbschungenmit Neigungen, die hufig zwischen 1:2und 1:1,5 liegen. Derartig geneigte Fl-chen sind naturgem stark erosionsge-fhrdet. Bodenerosion entsteht vor allemdurch die niederschlagsbedingte Ablsungund den hangabwrts gerichteten Trans-port von Bodenpartikeln und Bodenaggre-gaten. Folgen der Erosion sind besondershufig lineare Schden wie Rillen- undRinnenerosion, die sich ohne Gegenma-nahmen rasch zu schwerer Graben- undTunnelerosion ausweiten knnen (Bilder 1und 2). Zu den schweren Erosionsschdenzhlen auch flchenhafte Ereignisse wieHangrutsche und Rutschungen von Bo-denandeckungen (Bild 3). Erosion an Ver-kehrswegen zerstrt oder beeintrchtigtnicht nur materielle Gter, sie gefhrdetunter Umstnden auch die Unversehrtheitder Verkehrsteilnehmer. Mit zunehmender Neigung und Hangln-ge steigt die Erosionsgefahr an. Schluffrei-che Bden (L, Llehm) und wenig ko-hsive Sande sind besonders erosionsan-fllig. Uferbereiche von stehenden undflieenden Gewssern (auch Entwsse-rungsgrben) sind der Erosion durch Wel-lenschlag und Strmung gleichfalls in be-sonderem Mae ausgesetzt. Tonreiche B-den dagegen sind durch ihre Aggregatsta-

bilitt erosionsresistenter; Gleiches gilt frskelettreiche (steinige) Substrate durchden hohen Anteil an schweren, durchWasser kaum absplbaren Bestandteilen.Auch wenig oder nicht bindige Sande sindwegen ihrer guten Wasseraufnahmefhig-keit weniger erosionsgefhrdet (Blume1990, Scheffer & Schachtschabel 1998).Aufgrund des erhhten Gewitter- undStarkregenaufkommens gelten in Mittel-europa die Sommermonate als besonders

erosionsrelevantes und risikoreiches Zeit-fenster. Aber auch im Winter droht aufunbewachsenen oder sprlich begrntenund ungesicherten Bschungen verstrktErosion durch Regen und Frost-Tau-Zyk-len (Tabelle 1). Unter Beachtung einiger relativ einfachumzusetzender Vorgaben im Bauablaufknnen Tiefbaubauunternehmen und Be-grnungsfirmen die Gefahr von B-schungsschden durch Erosion deutlich

Verfasseranschrift:M. A. (Geogr.)S. Bloemer, Niederlassungsleiter, wissenschaftliche Beratung,Bender GmbH & Co. KG,Niederlassung Dsseldorf,Henkelstr. 282,40599 Dsseldorf,bloemer@rekultivierungen.de

Vermeidung von Bschungsschden durchErosion im Erd- und Verkehrswegebau Ein Leitfaden fr Planer und ausfhrendeUnternehmen Stephan Bloemer

Neu hergestellte Bschungen im Erd- und Verkehrswegebau sind besonders erosionsgefhrdet. Erosion verur-sacht hufig schwere und kostspielige Schden an Bschungen. Der Gefahr von Erosionsschden kann jedochschon bei der Projektplanung wirksam begegnet werden. Beachten auch die ausfhrenden Tiefbaufirmen unddie ingenieurbiologisch ttigen Begrnungsunternehmen einige grundlegende Aspekte, kann Erosion weitge-hend vermieden oder zumindest stark reduziert werden.

Newly constructed slopes in civil engineering are particularly endangered by soil erosion. Erosion may causesevere and expensive damage to slopes and embankments. The risk of erosion can be minimized already during project planning. Considering some constitutive aspects, contractors in civil engineering, revegetationand bioengineering should be able to prevent or to largely reduce soil erosion.

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Bild 1: Rillenerosion auf einer steilen Auf-schttungsbschung im Straenbau (Fotos 113 und 15: Fa. Bender)

Bild 2: Grabenerosionmit der Verfrachtunggrerer Bodenmassenzur Strae am Hangfu

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FACHBEITRGE | Landschaftsbau | Vermeidung von Bschungsschden durch Erosion

Die Geschwindigkeit des abflieendenWassers und damit dessen erosive Kraftsteigen mit zunehmender Reliefenergie,also mit wachsender Bschungsneigungund -lnge. Flacher gestaltetes Gelndeund geringere Hanglngen oder durchBermen unterbrochene bzw. terrassierteBschungen reduzieren die Geschwindig-keit und die Menge des Oberflchenab-flusses und damit die Gefahr von Erosi-onsschden. Leider nimmt der Flchenbe-darf mit abnehmender Hangneigungund/oder einer Terrassierung zu, sodassdiese erosionsvermindernden Manahmenlngst nicht berall realisiert werden kn-

reduzieren. Aber schon in der Planungs-phase einer jeden Baumanahme solltenseitens der ausschreibenden Institutionenprventive Manahmen gegen Erosion er-griffen werden.

2 Erdbauliche Manahmen

2.1 Bschungsneigung und Hanglnge reduzieren

Auf geneigten Flchen entsteht durch Nie-derschlge ein Oberflchenabfluss, wenn dieNiederschlagsmenge die Infiltrationsrate also die je Zeiteinheit in den Boden versik-kernde Wassermenge bersteigt. Auf

durchlssigen Bden mit hohen Infiltrati-onsraten und somit hoher Wasserleitfhig-keit (z. B. Sande, skelettreiche Substrate) bil-det sich weniger Oberflchenab-fluss als aufweniger durchlssigen Bden (z. B. bindige,lehm- und tonreiche Bden). Oberflchen-abfluss wirkt als Transportmedium fr Bo-denpartikel und damit als wesentlicher Fak-tor fr Bodenerosion. Da sich der Abflusshufig auf einzelne lineare Schwerpunkte(Vertiefungen, Mulden, Furchen) konzen-triert, kann er hier Krfte wie ein Fliege-wsser entwickeln und Aggregate und Bo-denteile bis zu Steingre transportieren(Scheffer & Schachtschabel 1998).

Tabelle 1: Die wichtigsten Daten zu Ursachen und Wirkungen der Erosion sowie Gegenmanahmen.

Abgnge angedeckter Bodenmassen und Erdrut-sche unter Schwerkrafteinfluss, verursacht durchWasserzufuhr, Schneelast, Temperaturwechsel; be-gnstigt durch hhere Tonanteile, glatte, verdich-tete und stauende liegende Bodenlagen sowiemangelhafte und flache Durchwurzelung.

Verursacht durch sommerliche Starkregen aufausgetrocknete Bodenoberflche; eindringendesWasser schliet Luft ein, die zu hohem Druckkomprimiert wird und zur Aggregatzerstrungfhrt.

Zerteilung von Bodenaggregaten durch kinetischeEnergie der Regentropfen; Bodenpartikel werdenabgelst.

Zerfall zu leicht ablsbaren, kleinsten Bodenteil-chen durch hohen Anteil einwertiger Kationen(Na+, K+) am Ionenbelag und in der Bodenlsung

Verringerung der Infiltrierbarkeit des Bodens, da-durch Verstrkung des erosiv wirksamen Oberfl-chenabflusses

Lockerung kleiner und grerer Bodenteilchen bisSteingre durch Scherkrfte des abflieendenWassers; Rillen-, Rinnen- und Graben (Gully-)ero-sion, Zerstrung des Bschungsprofils

Lockerung der Bodenaggregate, erhhter Oberfl-chenanfluss durch noch gefrorenes Bodenwasser

olischer Korntransport durch Saltation (sprung-weiser Transport von Sandkrnern oder Bodenag-gregaten) und Reptation (rollende oder kriechendeBewegung von Sandkrnern oder Bodenaggrega-ten auf der Bodenoberflche infolge des Aufprallsvon springenden Sandkrnern). Groe und flchi-ge Massenverlagerungen.

Verzicht auf Oberbodenandeckung oder Vermeidung vonBodenverdichtungen und glattem Abziehen von Bschun-gen vor Oberbodenauftrag (Oberflche vor Oberboden-andeckung aufrauen); Bodenandeckungen mit Faschinen sichern; rasche und fachgerechte Begrnung.

Bodenverdichtung und glattes Abziehen von Bschungenvermeiden; Kalkung; Austrocknung reduzieren und verz-gern mit Erosionsschutzmatten und Mulchdecken; Nass-ansaat nur mit Bodenkleber, Mulch und aggregatbildendenZuschlagstoffen (Alginate, Tonminerale); rasche Vegetati-onsbedeckung sicherstellen.

Direkten Kontakt Regentropfen/Bodenoberflche vermei-den durch Abdeckung des Bodens (Erosionsschutzmatten,Strohmulchlagen); Nassansaat nur mit Bodenkleber, Mulchund aggregatbildenden Zuschlagstoffen (Alginate, Tonmi-nerale); rasche Vegetationsbedeckung sicherstellen.

Kalkung; Einbringen aggregatbildender Zuschlagstoffe(Alginate, Tonminerale).

Bodenverdichtung und glattes Abziehen von Bschungenvermeiden; Kalkung; Erosionsschutzmatten und Mulch-ecken; Nassansaat nur mit Bodenkleber und Mulch. Poren schaffende Bodenlebewesen (Regenwrmer) frderndurch Mulch und organische Dngung; rasche Vegetati-onsbedeckung sicherstellen.

Bschungsneigung und Hanglnge reduzieren; hangsenk-rechte Reliefstrukturen vermeiden; Abfluss von Wasserber die Bschung vermeiden; Bodenverdichtung undglattes Abziehen von Bschungen vermeiden; Rauigkeitder Oberflche erhhen; Kalkung; Erosionsschutzmattenund -gewebe; Mulchdecken; Nassansaat nur mit Boden-kleber, Mulch und aggregatbildenden Zuschlagstoffen (Alginate, Tonminerale); Poren schaffende Bodenlebewe-sen (Regenwrmer) frdern durch Mulch und organischeDngung; rasche Vegetationsbedeckung sicherstellen.

wie 6)

Windgeschwindigkeit durch Manahmen im Vorland re-duzieren durch Hecken, Baumreihen, Raine; Kalkung; Ab-deckung mit Erosionsschutzmatten und -geweben; Nass-ansaat nur mit Bodenkleber, Mulch und aggregatbildendenZuschlagstoffen (Alginate, Tonminerale); rasche Vegetati-onsbedeckung sicherstellen.

*nach Scheffer & Schachtschabel 1998

Massenversatz, Erdrutschungen

Luftsprengung und Ablsungvon Bodenpartikeln durch rasches Befeuchten

Ablsung von Bodenpartikelndurch Niederschlge (Regen- und Spritztropfen)

Dispergierung zu primren Bodenteilchen

Bildung verschlmmter Oberfl-chen durch Poren verstopfendeFeinteile [verursacht durch 1)und 2)]

Ablsung und Transport vonBodenpartikeln durch Oberfl-chenabfluss

Frost-Tau-Zyklen

olischer Einfluss (Wind)

Prozesse und Ursachen der Erosion* Wirkung/Erosionsform* Wichtgste Manahmen zum Erosionsschutz

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Vermeidung von Bschungsschden durch Erosion | Landschaftsbau | FACHBEITRGE

hufig stark verzgert und unvollstndig,und groflchige Ausflle sind nicht aus-zuschlieen. Eine lckige und flachgrn-dig wurzelnde Vegetation bietet keinenausreichenden Schutz vor Schden durchErosion