14-13744.2 Bericht.pdf

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Ingenieurgesellschaft

Dr.-Ing. Michael Beuße

mbH Beratende Ingenieure Büro Tostedt

´ Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH

Bericht Nr. 14 - 13744.2

Projekt: Hochwasserschutzmaßnahmen am

Klosterbach und der Varreler Bäke in der

Gemeinde Stuhr

Auftraggeber: INGENIEUR-DIENST-NORD

Dr. Lange - Dr. Anselm GmbH

Industriestraße 32

28876 Oyten

Auftrag: Ergänzende geotechnische Berechnungen

erteilt am: 13. Januar 2015

vom

4. März 2015

Geschäftsf. Gesellschafter: Elsterbogen 18 Bremer Heerstraße 122 Opitzstraße 17 Wilkensweg 6 Dr.-Ing. Michael Beuße 21255 Tostedt 26135 Oldenburg 28755 Bremen 21149 Hamburg Dipl.-Geol. Jens Schmitz Tel.: 0 41 82 / 28 77 0 Tel.: 0 44 1 / 30 93 801 Tel.: 0 42 1 / 89 81 37 24 Tel.: 0 40 / 70 38 23 56 AG Tostedt HRB 4060 Fax.: 0 41 82 / 28 77 28 Fax.: 0 44 1 / 30 93 802 Fax.: 0 42 1 / 89 81 37 25 Fax.: 0 40 / 70 38 23 57 www.dr-beusse.de tostedt@dr-beusse.de oldenburg@dr-beusse.de bremen@dr-beusse.de hamburg@dr-beusse.de

Kreissparkasse Stade Postbank Dortmund Finanzamt Buchholz in der Nordheide  Ust-ID:DE180892056 BIC-/SWIFT-Code: NOLADE21STK BIC-/SWIFT-Code: PBNKDEFF Verbandsmitgliedschaften: DGGT, BWK, DWA, VSVI, Ingenieurkammer Niedersachsen IBAN: DE87241511160000420422 IBAN: DE024401004603253824655

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Vorangegangene Berichte:

10 - 12501 Neubau eines Hochwasser- Baugrunduntersuchung, -beurteilung schutzdeiches an dem Klos- und geotechnischer Bericht nach DIN terbach / der Varreler Bäke in 4 020 unter Berücksichtigung des Merk- der Gemeinde Stuhr blatts DWA-M 507 sowie Nachweis des Deichkörpers

10 - 12501.2 Neubau eines Hochwasser- Erdstatische Nachweis der Dichtwand schutzdeiches an dem Klos- terbach / der Varreler Bäke in der Gemeinde Stuhr

14 - 13744 Hochwasserschutzplanungen Ergänzende Baugrunduntersuchung, - am Klosterbach / Varreler beurteilung und Gründungsberatung für Bäke in der Gemeinde Stuhr die geänderte Planung und unter Berücksichtigung der neuen Normen

I Inhaltsverzeichnis Seite II Tabellenverzeichnis 3 III Abbildungsverzeichnis 3 1 Vorbemerkungen 4 2 Bearbeitungsunterlagen 5 3 Zulaufberechnung 5 4 Untergrundhydraulisches Netz 9

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II Anlagenverzeichnis

1. 2 Seiten Linien gleicher Wasserstände und Sickerlinie anhand der instationären Berechnung

III Tabellenverzeichnis

Seite Tabelle 3-1: Ergebnisse der Zulaufberechnung bei Gew.-km 5 + 180 6 Tabelle 3-2: Ergebnisse der Zulaufberechnung bei Gew.-km 9 + 300 7

IV Abbildungsverzeichnis Seite Abbildung 3-1: Instationärer Verlauf von Q bei Gew.-km 5 + 180 im Hochwasserfall 7 Abbildung 3-2: Instationärer Verlauf von Q bei Gew.-km 9 + 300 im Hochwasserfall 8

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1 Vorbemerkungen

Im Zuge von Hochwasserschutzmaßnahmen plant der Ochtumverband an den Fluss- läufen des Klosterbachs und der Varreler Bäke in der Gemeinde Stuhr den Neubau einer Deichtrasse, die Errichtung von Hochwasserschutzwänden sowie den Neubau von Entlastungs- und Überführungsbauwerken innerhalb der Deichtrassen.

Die Planungen sowie die Projektierung der Hochwasserschutzmaßnahmen werden durch die IDN, Ingenieur-Dienst-Nord Dr. Lange -Dr. Anselm GmbH, aus Oyten durchgeführt.

Die vorangegangenen, untergrundhydraulischen Berechnungen und geotechnischen Nachweise auf Grundlage der geänderten Planung sind dem Auftraggeber unter der Berichtsnummer 14 - 13744 am 08. Oktober 2014 übergeben worden.

Die Berechnung der anfallenden Wassermengen, die im Hochwasserfall im Deichhin- terland abgeführt werden müssen, ist nicht Bestandteil dieses Auftrages gewesen. Die Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH, Elsterbogen 18 in 21255 Tostedt, wurde daher am 13. Januar 2015 durch die IDN GmbH aus Oyten, im Namen des Ochtumverbands, mit ergänzenden geotechnischen Untersuchungen, insbesondere die Ermittlung der anfallenden Wassermengen auf der Grundlage einer instationären Berechnung, durchzuführen.

Da die geplanten Deichquerschnitte entsprechend der aktuellen Planung ausgeführt werden sollen, wird auf eine erneute Standsicherheitsberechnung verzichtet.

Eine detailliertere Beschreibung der örtlichen Verhältnisse, des Baugrunds oder die Ergebnisse der vorangegangenen Berechnungen sind der Bearbeitungsunterlage a) zu entnehmen.

Der Hergang der Berechnungen und die Ergebnisse werden im nachfolgenden Bericht dargestellt und bewertet.

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2 Bearbeitungsunterlagen

Zur Bearbeitung standen uns folgende Unterlagen zur Verfügung:

a) Bericht Nr. 14 - 13744 vom 08. Oktober 2014, Unterlagen des aufstellenden Büros b) Wasserstandsganglinien (xlsx-Datei), bereitgestellt per Email am 09. Februar 2015 durch Herrn Kahlenberg, IDN GmbH aus Oyten c) DWA-M 507-1: Deiche an Fließgewässern - Teil 1: Planung, Bau und Betrieb, Ausgabe 12/2011, Hrsg. DWA e. V.

3 Zulaufberechnung

Die Ermittlung der zu fassenden Wassermengen im Deichhinterland wurde anhand der instationären, hydraulischen Berechnung aus der Bearbeitungsunterlage b) durchgeführt. Die Berechnung erfolgte dabei auftragsgemäß an den beiden Schnitten aus dem vorangegangenen Gutachten (vgl. Bearbeitungsunterlage a)) bei Gewäs- ser-km 5 + 180 und bei Gewässer-km 9 + 300, die als maßgebend von den drei bis- lang untersuchten Querschnitten bewertet wurden.

Zur Berechnung des Zulaufs sind wir davon ausgegangen, dass die Wassermengen gefasst werden müssen, die infolge der Sickerlinie durch den Deichkörper fließen. Zu fassendes Wasser aus ansteigendem Grundwasser infolge eines Hochwasserfalls wurde vernachlässigt, da sich der Wasserstand dem Grundwasserstand im Deichhin- terland annähert und mittels der vorhandenen Gräben im Deichhinterland sowieso abgeführt werden muss bzw. in der Vergangenheit abgeführt wurde. Die geplante Entwässerung innerhalb des Deichverteidigungsweges liegt über dem Grundwasser.

Anhand der Formel für den ebenen Fall: 𝐤 𝐇𝟐 −𝐡𝟐 𝟎 𝐐 = ∙ [𝐦⁄𝐬] 𝟐 𝐑 erfolgte die iterative Berechnung des Zulaufs anhand der Bearbeitungsunterlage b) für jedes Zeitintervall vom Beginn bis zum Ende der Hochwasserwelle. Der Ansatz eines beidseitigen Zulaufs ist hier nicht gegeben, da lediglich das Wasser aus dem Deichkörper gefasst werden muss.

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In der Formel sind enthalten:

Q = Zulauf [m³/s]

k = k = Wasserdurchlässigkeitsbeiwert [m/s]. Für die Berechnungen wurde der f k-Wert für die Sande im Deich-Stützkörper mit 8,0 ∙ 10-5 m/s angesetzt. Eine f Abminderung infolge der Dichtung ist vernachlässigt worden.

H = Differenz zwischen dem zeitlich bedingten Wasserstand im Hochwasserfall und dem Absenkmaß der Entwässerung im Deichhinterland.

h Abstand zwischen dem fiktiven Horizont und dem geplanten Absenkmaß im 0 Deichhinterland (Für die Berechnungen mit 0,00 m angesetzt).

R „Reichweite“ der Absenkung: R = 1.500 [-] ∙ (H - h ) ∙ √k [m]. 0

Nachfolgend werden die Ergebnisse der Zulaufberechnung dargelegt.

Schnitt bei Gewässer-km 5 + 180:

Anhand der vorangegangenen, untergrundhydraulischen Berechnungen liegt die Entwässerung im Deichhinterland auf einen Höhenkote von 4,14 m ü. NHN.

Die maßgebenden Ergebnisse anhand der instationären Berechnung können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden. Die anfallenden Wassermengen sind in aufgerundeter Form angegeben. Weitere Sicherheiten wurden nicht berücksichtigt.

Tabelle 3-1: Ergebnisse der Zulaufberechnung bei Gew.-km 5 + 180

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In der nachfolgenden Abbildung wird der instationäre Verlauf des zu fassenden Zu- laufs in m³ pro lfd. m Deichtrasse bei Gewässer-km 5 + 180 dargestellt:

Q (m³) pro lfdm

1,20

1,00

0,80

0,60

0,40 Q (m³) pro lfdm 0,20

0,00

Abbildung 3-1: Instationärer Verlauf von Q bei Gew.-km 5 + 180 im Hochwasserfall

Schnitt bei Gewässer-km 9 + 300:

Anhand der vorangegangenen, untergrundhydraulischen Berechnungen liegt die Entwässerung im Deichhinterland auf einen Höhenkote von 7,60 m ü. NHN.

Die maßgebenden Ergebnisse anhand der instationären Berechnung können der nachfolgenden Tabelle entnommen werden. Die anfallenden Wassermengen sind in aufgerundeter Form angegeben. Weitere Sicherheiten wurden nicht berücksichtigt.

Tabelle 3-2: Ergebnisse der Zulaufberechnung bei Gew.-km 9 + 300

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In der nachfolgenden Abbildung wird der instationäre Verlauf des zu fassenden Zulaufs in m³ pro lfd. m Deichtrasse bei Gewässer-km 9 + 300 dargestellt:

Q (m³ / lfdm)

0,70

0,60

0,50

0,40

0,30 Q (m³ / lfdm) 0,20

0,10

0,00

Abbildung 3-2: Instationärer Verlauf von Q bei Gew.-km 9 + 300 im Hochwasserfall

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4 Untergrundhydraulisches Netz

Anhand den vorliegenden, instationären Daten aus der Bearbeitungsunterlage b) konnten die untergrundhydraulischen Berechnungen aus dem vorangegangenen Bericht (vgl. Bearbeitungsunterlage a)) für den instationären Lastfall errechnet werden.

Das aus der instationären Berechnung hervorgegangene Sickerliniennetz bzw. die Linien gleicher Wasserstände liegen diesem Bericht als Grafikausdruck in der Anlage 1 bei.

Die Berechnung erfolgte mit dem Programm GGU-TRANSIENT, Version 6, 2012 (Hrsg. Prof.-Dr. Buß), welches die Berechnung von instationären Grundwasserströ- mungen zulässt1.

Aufgrund der relativ homogenen Baugrundschichtung (enggestufte Sande), das Fehlen einer durchgehenden, bindigen Deckschicht sind nur geringe Abweichungen gegenüber der stationären Berechnung (vgl. Bearbeitungsunterlage a)) im Zuge der zeitabhängigen Berechnung festgestellt worden. Eine Anpassung der Deichquer- schnitte ist daher unseres Erachtens nicht notwendig.

1 Zur grafischen Darstellung und Auswertung muss darüber hinaus das Programm GGU-PLGW, Version 7, 2008 (Hrsg. Prof.-Dr. Buß), angewendet werden.

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Entsprechend den vielfältigen Wechselbeziehungen zwischen Baugrund und Bau- werk ist das Gutachten nur in seiner Gesamtheit verbindlich. Änderungen in den Be- arbeitungsunterlagen und vom Gutachten abweichende Bauausführungen bedürfen deshalb stets der Überprüfung und der Zustimmung des Gutachters.

Baugrundaufschlüsse basieren auch bei Einhaltung der nach den gültigen Vorschrif- ten vorgegebenen Rasterabstände zwangsläufig auf punktförmigen Aufschlüssen, so dass Abweichungen von den vorstehend beschriebenen Verhältnissen zwischen den Ansatzpunkten nicht völlig ausgeschlossen werden können. Die Ingenieurgesell- schaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH behält sich daher eine Überprüfung der Grün- dungssituation im Zuge einer förmlichen Abnahme der Aushub- und Gründungssoh- len (nach DIN 4 020 gefordert), gegebenenfalls auch ergänzende Ausführungshin- weise vor.

Wird im Zuge der Auskofferungsarbeiten ein anderer als im Gutachten dargestellter Aufbau des Untergrunds angetroffen, ist unser Büro unverzüglich zu benachrichtigen und durch den Gutachter eine Bestandsaufnahme vor Ort durchzuführen.

Das Baugrundgutachten gilt für das in Abschnitt 3 angegebene Objekt im Zusam- menhang mit den Projektdaten. Eine Übertragung der Untersuchungsergebnisse auf andere Projekte ist ohne Zustimmung des Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH nicht zulässig.

Für Rückfragen im Zusammenhang mit unseren Untersuchungen und der Erstellung dieses Gutachten stehen wir jederzeit zur Verfügung.

Ingenieurgesellschaft Dr.-Ing. Michael Beuße mbH

Dr.-Ing. Michael Beuße Ing. (B. Eng.) Lars Pahl

Verteiler:

Herr Jörg Kahlenberg, IDN GmbH, Oyten 1-fach digital als pdf 2 -fach in Berichtsform

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[m NN] Instationäre Berechnung anhand von 305 Polygonpunkten 35 9.00

8.75

8.50

8.25 30 8.00

7.75

7.50 25 7.25

7.00

6.75

20 6.50

6.25

6.00

5.75 15 5.50

5.25

5.00 10 4.75

4.50 5.84 m NN 3.0 BHW = 5.34 m NN 4.25 5 4.88 4.00 5.13 4.38 3.75

3.50 3.63 3.25 0 3.88 3.00 4.63 4.13 -20 -10 0 10 20 30 40 [m]

Projekt : Anlage : 1.1 Hochwasserschutzdeiche Klosterbach, Stuhr Bericht : Ingenieurgesellschaft 14-13744.2 Dr.-Ing. Michael Beuße mbH Auftraggeber : Maßstab (L/H) : 1 : 200 Elsterbogen 18 Tel.: 04182 - 28770 21255 Tostedt Fax.: 04182 - 287728 IDN GmbH Datum : www.dr-beusse.de 04.03.2015

Linien gleicher Wasserstände und Sickerlinien Gewässerkilomter 5 +180 5.0 5.0 1 : 3 3.0 1 : 3

kk kk nn SS Boden xx yy eeffff BBeezzeeiicchhnnuunngg [[LL//TT]] [[LL//TT]] [[--]] [[11//LL]] 66..220000 ** 1100--66 66..220000 ** 1100--66 00..2200 11..000000 ** 1100--55 MMuutttteerrbbooddeenn 77..000000 ** 1100--55 77..000000 ** 1100--55 00..2200 11..000000 ** 1100--55 AAuuffffüülllluunngg 55..220000 ** 1100--55 55..220000 ** 1100--55 00..2200 11..000000 ** 1100--55 SSaanndd,, sscchhlluuffffiigg 22..000000 ** 1100--1144 22..000000 ** 1100--1144 00..0055 11..000000 ** 1100--55 TToonnddiicchhttuunnggssbbaahhnn 88..000000 ** 1100--55 88..000000 ** 1100--55 00..2200 11..000000 ** 1100--55 SSaanndd 55..000000 ** 1100--33 55..000000 ** 1100--33 00..2200 11..000000 ** 1100--55 DDrräänn-- uunndd FFrroossttsscchhuuttzzsscchhiicchhtt 11..000000 ** 1100--44 11..000000 ** 1100--44 00..2200 11..000000 ** 1100--55 SScchhootttteerrttrraaggsscchhiicchhtt 55..000000 ** 1100--44 55..000000 ** 1100--44 00..2200 11..000000 ** 1100--55 SScchhootttteerrrraasseenn

[Seite 12]

[m NN] Instationäre Berechnung anhand von 292 Polygonpunkten 40 9.00

8.67

8.33 35

8.00

7.67

30 7.33

7.00

6.67 25 6.33

6.00

20 5.67

5.33

5.00 15 4.67

4.33

10 9.32 m NN 3.0 4.00 BHW = 8.82 m NN

8.50 8.17 7.83 3.67

7.50 3.33 7.17 5 3.00

-20 -10 0 10 20 30 40 [m]

Projekt : Anlage : 1.2 Hochwasserschutzdeiche Klosterbach, Stuhr Bericht : Ingenieurgesellschaft 14-13744.2 Dr.-Ing. Michael Beuße mbH Auftraggeber : Maßstab (L/H) : 1 : 200 Elsterbogen 18 Tel.: 04182 - 28770 21255 Tostedt Fax.: 04182 - 287728 IDN GmbH Datum : www.dr-beusse.de 04.03.2015

Linien gleicher Wasserstände und Sickerlinie bei Gewässer-km 9 + 300 5.0 5.0 1 : 3 3.0 1 : 3

kk kk nn SS Boden xx yy eeffff BBeezzeeiicchhnnuunngg [[LL//TT]] [[LL//TT]] [[--]] [[11//LL]] 66..220000 ** 1100--66 66..220000 ** 1100--66 00..2200 11..000000 ** 1100--55 OObbeerrbbooddeenn 55..000000 ** 1100--99 55..000000 ** 1100--99 00..0055 11..000000 ** 1100--55 ""KKlleeii"" ((MMDD)) 88..000000 ** 1100--55 88..000000 ** 1100--55 00..2200 11..000000 ** 1100--55 SSaanndd 55..000000 ** 1100--33 55..000000 ** 1100--33 00..2200 11..000000 ** 1100--55 DDrräänn-- uunndd FFrroossttsscchhuuttzzsscchhiicchhtt 11..000000 ** 1100--44 11..000000 ** 1100--44 00..2200 11..000000 ** 1100--55 SScchhootttteerrttrraaggsscchhiicchhtt 55..000000 ** 1100--44 55..000000 ** 1100--44 00..2200 11..000000 ** 1100--55 SScchhootttteerrrraasseenn 11..000000 ** 1100--88 11..000000 ** 1100--88 00..1100 11..000000 ** 1100--55 TToorrff 55..220000 ** 1100--55 55..220000 ** 1100--55 00..2200 11..000000 ** 1100--55 SSaanndd,, sscchhlluuffffiigg