Die Grenz-Strecke der Salzach wurde gegen Ende des 19. Jahrhunderts reguliert. Seither gräbt sich der Fluss immer tiefer in den Untergrund ein. Das führte seitdem zu Vertiefung der Fluss-Sohle in den Untergrund aus Kies. In einigen Bereichen fließt der Fluss heute bis zu 4 Meter tiefer als vor 100 Jahren. Es wird erwartet, dass sich der Fluss weiter eingräbt. Daher soll die Sohle mit sogenannten wasserbaulichen Maßnahmen stabilisiert werden.
Der Untergrund des Flusses hat eine besondere Eigenschaft. Unter dem Kies liegt viel feineres Material, das vom Fluss leicht und in großen Mengen weggespült werden kann. Das ist beim 100-jährlichen Hoch-Wasser im Jahr 2002 tatsächlich passiert.
Im Modell-Versuch haben wir uns angesehen, ob man mit sogenannten Sohl-Rollierungs-Streifen die Fluss-Sohle stabilisieren kann, damit sich der Fluss nicht noch tiefer eingräbt. Diese Sohl-Rollierungs-Streifen sind zwischen 0,8 und 3,0 Kilometer lang.
Unser Modell-Versuch soll neue Leitlinien erstellen, wie man diese Rollierungs-Streifen auch für andere Vorhaben verwenden kann.
Auftrag-Geber: Amt der Salzburger Landes-Regierung
Die Versuche sollen folgenden Fragen beantworten:
- Wie sollen die Sohl-Rollierungs-Streifen gebaut werden?
- Bleiben die Sohl-Rollierungs-Streifen bei Hochwasser stabil?
- Wie müssen die Übergänge zur Fluss-Sohle im Ober-Wasser und Unter-Wasser aussehen?
- Wie beeinflussen die Sohl-Rollierungs-Streifen die Gestalt des Fluss-Laufs?
Wenn ein Rollierungs-Streifen 0,5 Meter dick und zwischen 100 und 170 Meter breit ist, braucht man für jeden Kilometer zwischen 50.000 und 85.000 Kubik-Meter Material. Das ist sehr viel. Damit der Bau nicht zu teuer wird muss man darauf achten, dass man nicht zu teures Material verwendet.
Die Versuche wurden in 2 Teilen durchgeführt. Zuerst wurden allgemeine Richtlinien für die Stabilisierung der Fluss-Sohle ermittelt. Dazu bauten wir ein sogenanntes Schnitt-Modell in der neigbaren Rinne des Instituts. Diese Rinne war 54 Zentimeter breit. Im zweiten Teil bauten wir ein großes Voll-Modell. Dieses Modell war 5 Meter Breit und 40 Meter lang. Als Maß-Stab wurde 1 zu 50 verwendet. Das heißt, 50 Zentimeter in der Natur waren im Modell-Versuch 1 Zentimeter.
Schnitt-Modell:
In diesem Modell haben wir 4 verschiedene Varianten untersucht
Eine einzige Lage Steine auf der Fluss-Sohle (Rollierung): Ein einzelner Stein wäre in der Natur zwischen 3 und 22 kg schwer. Die Fluss-Sohle hatte eine Neigung von 0,15 Prozent. Diese Variante war zu schwach. Man müsste so viele Steine verwenden, dass immer mindestens 2 Steine übereinander liegen.
Deck-Schicht-Vergröberung: Auf die Fluss-Sohle wurde eine dicke Schicht aus Steinen aufgebracht. Diese Steine waren nur etwas gröber als die Fluss-Sohle selbst. Diese Methode war besser als die erste. Man braucht aber leider mehr Material dafür.
Offenes Deck-Werk mit 40 Prozent Belegungs-Dichte und Gefälle von 0,15 Prozent: Es werden einzelne große Steine auf die Fluss-Sohle aufgelegt. Zwischen den Steinen bleiben Bereiche der Fluss-Sohle frei. Die Steine sind gerade so groß, dass sie bei Hochwasser nicht weggespült werden. Da ein Teil der Sohle frei bleibt, ist weniger Material notwendig. Die Verlegung der einzelnen Steine macht aber mehr Arbeit.
Bild links: Rollierung
Bild Mitte: gröbere Deck-Schicht (Deck-Schicht-Vergröberung)
Bild rechts: offenes Deck-Werk
Schwellen-Strecke zu Beginn (auf Bild oben) und nach Bemessungs-Abfluss (auf Bild unten)
Schwellen treten über die Ufer.
Flache, aufgelöste Rampe mit einem Gefälle von 1 Prozent. Das war die vierte von uns untersuchte Variante. Die Rampen besteht aus einzelnen Quer-Riegeln. Der Abstand der Riegel beträgt zwischen 10 und 15 Meter. Die Riegel bestehen aus Steinen, die zwischen 2,5 und 5 Tonnen schwer sind. Zwischen den Quer-Riegeln liegen die sogenannten Becken. Die Steine in diesen Becken sind ungefähr 300 bis 600 Kilogramm schwer. Durch das größere Gefälle des Bauwerks braucht man viel weniger Material. Deshalb wurde diese Variante in einem Voll-Modell weiter untersucht.
Riegel-Rampe im Voll-Modell (man schaut von oben)
Eine andere untersuchte Riegel-Rampe mit Lücken in den Riegeln war nicht erfolgreich.
Riegel-Rampe mit unterbrochenen Riegeln als Vergleich.
Was wir hier gelernt haben, kann man auch bei anderen Flüssen verwenden. Die entwickelte Lösung erfüllt die Bedingungen der EU-Wasserrahmen-Richtlinie.