Wasserbauliche Modellversuche zur Sanierung des Hochwasserrückhaltebeckens (HRB) Mettmanner Bach/Goldberger Teich in Mettmann
Am Forschungsinstitut Wasser und Umwelt (fwu) wurde nach fünfmonatiger Bauzeit am 02.12.2008 das wasserbauliche Modell eines Hochwasserrückhaltebeckens (HRB) in Betrieb genommen. In diesem Modell werden in den nächsten Monaten im Auftrag des Bergisch-Rheinischen Wasserverbandes (BRW) hydraulische Untersuchungen durchgeführt und die hydraulische Funktionstüchtigkeit des HRB überprüft.
Wasserbauliche Modellversuche werden immer dann eingesetzt, wenn numerisch-mathematische Berechnungen keine verlässlichen Aussagen über die Strömungszustände unter komplexen Rahmenbedingungen liefern können. So ist im Zuge der Sanierung des HRB Goldberger Teich in Mettmann gemäß Planungsgenehmigung ein hydraulischer Modellversuch erforderlich. Mit ihm soll die hydraulische Funktionstüchtigkeit des Stau- und Ablaufbauwerkes (Hochwasserentlastung, Drosselbauwerk, Tosstrecke, usw.) überprüft und ggf. optimiert werden. Die Anlagensicherheit ist für die Zuflüsse Q = 11,75 m³/s und 18,00 m³/s nachzuweisen, d.h. für Durchflüsse, die im statistischen Mittel einmal in 500 bzw. 5000 Jahren auftreten können.
Im Hintergrund der gefüllte Stauraum des HRB, vorne sieht man das Absperrbauwerk mit Hochwasserentlastungsorganen
Um die Strömungszustände realitätsnah abbilden zu können, wurde das Modell des geplanten HRB auf einer Fläche von 60 m² im Maßstab von 1:10 errichtet. Die technischen Daten des Modellbauwerkes sind beeindruckend: Die Wasserfläche des Hochwasserrückhaltebeckens umfasst im Modell etwa 13 m², das Stauvolumen im Hochwasserfall liegt bei etwa 6,7 m³. Der größte Höhenunterschied (Fallhöhe) liegt im Modell bei etwa 75 cm. Ingesamt wurden für den Aufbau des neuen Modells etwa 85 Tonnen Material bewegt.
Ein Großteil des Modellaufbaus wurde von studentischen Hilfskräften durchgeführt; dabei waren vielseitige Tätigkeiten gefordert. Das Spektrum reichte vom Abbruch des Vormodells mit Hammer und Brechstange, über die Vermessung des Baufeldes, bis zum Einschalen bzw. Betonieren von filigranen Strukturen des Auslassbauwerkes. Insgesamt wurden bei dem Modellaufbau mehr als 1000 Arbeitsstunden geleistet. Bei den nun startenden Modellversuchen sind die studentischen Hilfskräfte in die anspruchsvollen Messungen und Auswertungen eingebunden. Damit ist auch eine praxisnahe Lehre im Fachbereich Bauingenieurwesen gewährleistet.
Überblick über das Modell vom Unterlauf des Mettmanner Baches gesehen, in der Bildmitte erkennt man das Hochwasserentlastungsgerinne
Die Durchführung der wasserbaulichen Modellversuche ist zeitlich eng begrenzt, denn das nächste Modell folgt alsbald nach Beendigung. Wenn voraussichtlich Mitte diesen Jahres die letzten Messwerte aufgenommen sein werden und die Optimierung abgeschlossen ist, werden die Abbrucharbeiten beginnen.