Hochwasser-Handbuch

Das Hochwasser-Handbuch liefert umfassende Informationen über die Entstehung von Hochwasser, zum Umgang mit hohen Wasserständen und zur Vermeidung von Schäden. Neben den hydrologischen, hydraulischen, grundbautechnischen und baustofftechnologischen Grundlagen beschreiben Planungskapitel die Bauvorsorge, Organisations- und Verhaltensvorsorge und die Maßnahmen während und nach einem Hochwasser. Landschaftspflege, Ermittlung, Auswertung und Versicherung von Hochwasserschäden sowie rechtliche Grundlagen runden das Handbuch ab.

Klappentext
Das Hochwasser-Handbuch liefert Informationen über die Entstehung von Hochwasser, zum Umgang mit hohen Wasserständen und zur Reduzierung von Hochwasserschäden. Dazu werden die Grundlagen aus Hydrologie, Hydraulik, Grundbau und Baustofftechnik und in den Kapiteln zur Planung die bauliche Vorsorge sowie die Organisations- und Verhaltensvorsorge behandelt. Die notwendigen Maßnahmen bei akut aufkommendem Hochwasser sowie während und nach einem Hochwasser werden ausführlich beschrieben. Ergänzend wird die ökologische Gestaltung des Hochwasserschutzes und Landschaftspflege behandelt. Der Ermittlung, Auswertung und Versicherung von Hochwasserschäden widmen sich zwei spezielle Kapitel. Den Abschluss bildet eine Darstellung der rechtlichen Aspekte. Berechnungsbeispiele vertiefen das Verständnis, stellen einen Größenbezug her und versetzen den Anwender in die Lage, kleinere Berechnungen und Plausibilitätskontrollen selbst auszuführen.

Inhalt
1 Einführung in die Thematik.- 2 Hinweise zur Verwendung.- 2.1 Verbesserung des Wasserrückhalts.- 2.2 Überregionales Denken und Handeln.- 2.3 Arten von Hochwasser.- 2.4 Hochwasservorhersage, Vorwarnzeiten.- 2.5 Gewässergröße, Wirtschaftliche Bedeutung.- 2.6 Europäische Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL).- 3 Hydrologische Grundlagen.- 3.1 Hochwasser Naturereignis oder hausgemacht?.- 3.2 Datengrundlagen.- 3.2.1 Einzugsgebiet.- 3.2.2 Niederschlag.- 3.2.2.1 Messnetz.- 3.2.2.2 Gebietsniederschlag.- 3.2.2.3 Niederschlagshöhen.- 3.2.3 Gebietsrückhalt.- 3.2.3.1 Speichermedien.- 3.2.3.2 Abftussbeiwert.- 3.2.4 Hochwasser.- 3.2.4.1 Wasserstände.- 3.2.4.2 Überschwemmungsftächen.- 3.2.4.3 Hochwasserabftüsse.- 3.3 Bestimmung von Hochwasserabftüssen.- 3.3.1 Statistik von Hochwasserabftüssen.- 3.3.1.1 Hochwassertrend.- 3.3.1.2 Hochwasserwahrscheinlichkeit.- 3.3.2 Bestimmung von Hochwasserabftüssen aus Niederschlägen.- 3.3.2.1 Abftussbildung und Abftusskonzentration.- 3.3.2.2 Black-Box-Modellierung.- 3.3.2.3 Flächendetaillierte Modellierungs.- 3.3.3 Ablauf von Hochwasserwellen in Gewässern.- 3.3.3.1 Muskingum-Verfahren.- 3.3.3.2 Kalinin-Miljukov-Verfahren.- 3.3.4 Komplexe Niederschlag-Abfluss-Modelle.- 3.3.5 Regionalisierung.- 3.3.5.1 Hochwasserabflüsse bestimmter Wahrscheinlichkeit.- 3.3.5.2 Höchstabflüsse.- 3.3.5.3 Hochwasserganglinien.- 3.4 Hinweise zur Anwendung.- 3.4.1 Sicherheit und Risiko.- 3.4.2 Hochwasservorhersage.- 3.4.2.1 Vorhersagemethoden.- 3.4.2.2 Akzeptanz der Vorhersage.- 3.4.3 Hochwassermanagement und Hochwasserflächenmanagement.- 4 Hydraulische und wasserbauliche Grundlagen.- 4.1 Physikalische Grundgrößen.- 4.2 Ruhendes Wasser.- 4.2.1 Hydrostatischer Druck.- 4.2.2 Wasserdruckkräfte.- 4.2.2.1 Wasserdruck auf ebene Bodenflächen.- 4.2.2.2 Wasserdruck auf ebene Seitenflächen.- 4.2.2.3 Wasserdruck auf geneigte ebene Seitenflächen.- 4.2.2.4 Wasserdruckkraft auf gekrümmte Seitenflächen.- 4.3 Fließendes Wasser.- 4.3.1 Kontinuitätsgleichung.- 4.3.2 Bernoulli-Gleichung.- 4.3.2.1 Instationäre und stationäre Strömungen.- 4.3.2.2 Ein- und mehrdimensionale Strömungen.- 4.3.2.3 Eindimensionale stationäre Strömungen.- 4.3.2.4 Berücksichtigung der Strömungsverluste.- 4.3.2.5 Radiale Druckgleichung.- 4.3.3 Impulsgleichung.- 4.3.4 Druckkräfte aus Wasserströmungen.- 4.3.4.1 Rohrströmungen.- 4.3.4.2 Gerinneströmungen.- 4.4 Bestimmung des Abflusses.- 4.4.1 Rohrströmungen.- 4.4.1.1 Kontinuierliche Verluste.- 4.4.1.2 Lokale Verluste.- 4.4.2 Gerinneströmungen.- 4.4.2.1 Allgemeines Fließgesetz.- 4.4.2.2 Manning-Strickler-Fließformel.- 4.4.2.3 Hydraulisch günstige Querschnittsformen.- 4.4.2.4 Betrachtungen zur Energiehöhe.- 4.4.2.5 Örtlich konzentrierte (lokale) Verluste.- 4.5 Kontrollbauwerke.- 4.5.1 Ausfluss aus Öffnungen.- 4.5.1.1 Freier Ausfluss.- 4.5.1.2 Ausfluss unter Gegendruck.- 4.5.2 Überströmte Bauwerke.- 4.5.2.1 Vollkommener Überfall.- 4.5.2.2 Unvollkommener Überfall.- 4.5.2.3 Überfallformen.- 4.5.3 Streichwehre.- 4.5.4 Durchlässe, Verrohrungen.- 4.5.4.1 Konstruktive Hinweise.- 4.5.4.2 Hydraulische Bemessung.- 4.6 Feststofftransport und Gewässersohle.- 4.6.1 Feststofftransport.- 4.6.1.1 Transportierte Materialien.- 4.6.1.2 Bewegungsbeginn.- 4.6.1.3 Transportkörper.- 4.6.1.4 Feststofftransportformeln.- 4.6.2 Geschiebetransport und Höhenlage der Gewässersohle.- 4.6.2.1 Eintiefung oder Anhebung?.- 4.6.2.2 Möglichkeiten der Beeinflussung.- 4.6.2.3 Hydraulisch-sedimentologische Bewertung.- 4.6.3 Lokale Kolke.- 4.6.3.1 Kolktypen.- 4.6.3.2 Natürlich vorkommende lokale Kolke.- 4.6.3.3 Kolke an Einengungen.- 4.6.3.4 Kolke an einzelnen Bauwerken.- 4.7 Pumpenanlagen.- 4.7.1 Anlagenbestandteile.- 4.7.2 Pumpenbauarten.- 4.7.2.1 Pumpenaufstellung, Pumpenantrieb.- 4.7.2.2 Kreiselpumpen.- 4.7.2.3 Verdrängerpumpen.- 4.7.3 Charakteristische Kennlinien.- 4.7.3.1 Q-h-Linie, Wirkungsgrad.- 4.7.3.2 Arbeitspunkt.- 4.7.3.3 Betrieb mehrerer Pumpen.- 4.7.3.4 Regulierung von Pumpen.- 4.7.4 Auswahlkriterien.- 4.8 Bestimmung der Wasserspiegellinien.- 4.8.1 Theoretische Grundlagen der Wasserspiegellinienberechnung.- 4.8.1.1 Flachwassergleichungen (FWG).- 4.8.1.2 Nummerische Lösungsverfahren.- 4.8.1.3 1d-stationär-ungleichförmige Verfahren.- 4.8.1.4 Instationäre Verfahren.- 4.8.2 Beispiel für die Anwendung eines 2d-Simulationsmodells.- 4.8.2.1 Grundlagendaten und Diskretisierungsvorgang.- 4.8.2.2 Kurze Beschreibung des 2d- Simulationsmodells FLOODSIM.- 4.8.2.3 Charakteristische Ergebnisse.- 4.8.3 Zukünftige Aspekte.- 5 Geotechnische und hydrogeologische Grundlagen.- 5.1 Die Bodenarten und ihre relevanten Eigenschaften.- 5.2 Einteilung der Bodenarten.- 5.3 Eigenschaften der Böden.- 5.3.1 Dichte, Porenanteil, Wassergehalt, Wichte.- 5.3.2 Lockerste und dichteste Lagerung, Lagerungsdichte.- 5.3.3 Konsistenz.- 5.3.4 Wasserdurchlässigkeit.- 5.3.5 Mechanische Eigenschaften der Böden.- 5.3.6 Bodenklassen.- 5.3.7 Erfahrungswerte der Bodeneigenschaften und Korrelationen.- 5.4 Wasser und Wasserströmungen im Boden.- 5.4.1 Begriffe (OIN 4021).- 5.4.2 Eindringen von Niederschlagswasser in den Boden.- 5.4.3 Passage des Wassers durch den Boden.- 5.4.4 Grundwasserströmung.- 5.4.4.1 Differentialgleichung der Grundwasserströmung.- 5.4.4.2 Strömungsnetze und Randbedingungen.- 5.4.4.3 Wassermengen.- 5.5 Strömungskräfte.- 5.5.1 Wasserdruck und Wasserüberdruck, Sohlenwasserdruck und Auftrieb.- 5.5.2 Ansatz von Wasserdruck und -überdruck bei Standsicherheitsberechnungen.- 5.6 Einwirkungen von Grundwasserströmungen auf die Bodenstruktur.- 5.6.1 Suffosion, Kolmation und Erosion.- 5.6.2 Rückschreitende Erosion.- 5.6.3 Fugenerosion und Kontakterosion.- 5.6.4 Hydraulischer Grundbruch und Bodenaufbruch.- 6 Baustofftechnologische Grundlagen.- 6.1 Beton.- 6.1.1 Feuchtetransport.- 6.1.2 Wasserdurchlässigkeit.- 6.1.3 Rissbildung.- 6.1.3.1 Rissbildung infolge Abfließens der Hydratationswärme.- 6.1.3.2 Austrocknungsschwinden (drying shrinkage).- 6.1.4 Beanspruchungen des Betons.- 6.1.4.1 Frostbeanspruchung.- 6.1.4.2 Beanspruchung durch Witterung.- 6.1.5 Anforderungen an den Beton entsprechend der Regelwerke.- 6.2 Bitumen und Asphalt.- 6.2.1 Bitumen.- 6.2.1.1 Härte von Bitumen.- 6.2.1.2 Verformungsverhalten.- 6.2.2 Asphalt.- 6.2.2.1 Gussasphalt.- 6.2.2.2 Asphaltbeton.- 6.2.3 Bitumenbahnen.- 6.3 Mauer- und Putzmörtel.- 6.3.1 Mauermörtel.- 6.3.2 Putzmörtel.- 6.4 Natursteinmauerwerk.- 6.5 Aluminium.- 6.5.1 Eigenschaften.- 6.5.2 Verarbeitung.- 6.6 Stahl.- 6.7…

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