Mit Sensoren gegen Hochwasser kämpfen
Das Sächsische Textilforschungsinstitut an der TU Chemnitz entwickelt Geotextilien zur Deichüberwachung
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Bild oben: Am Solina-Stausee in Südpolen ist das Monitoringsystem im Sommer 2006 probeweise eingesetzt worden. Die Textilfläche wird im Deich vergraben, wo die eingearbeiteten Sensoren jede Bewegung registrieren und an eine Messstation weiterleiten. Foto: STFI Bild unten: Im Labor des Sächsischen Textilforschungsinstituts testen Elke Thiele und Sebastian Jobst neu entwickelte Geotextilien. An diesem Prüfstand haben sie auch die sensorischen Geokunststoffe, die bereits an den Deichen getestet werden, einer extremen Belastung unterzogen. Foto: Wolfgang Schmidt |
21 Tote, mehr als 25.000 beschädigte und zerstörte Wohngebäude, 750 Kilometer weggeschwemmte Straßen und 540 Kilometer vernichtete Schienen - die Bilanz des "Jahrhunderthochwassers" im August 2002 war allein in Sachsen dramatisch. Um die Auswirkungen von Wetterextremen künftig besser in den Griff zu bekommen, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ein Förderprogramm mit dem Namen "Risikomanagement extremer Hochwasserereignisse", kurz RIMAX, ins Leben gerufen. Zu den bundesweit 35 Gruppen, in denen Fachleute verschiedener Disziplinen arbeiten, gehört auch das Sächsische Textilforschungsinstitut (STFI) an der TU Chemnitz. Unter dem Titel "Sensorbasierte Geotextilien zur Deichertüchtigung" entwickelt es ein Monitoringsystem, das Veränderungen im Deich permanent feststellt und mit genauen Ortsangaben einer Überwachungszentrale meldet.
"Bis heute wird der Zustand von Deichen fast ausschließlich durch Deichläufer geprüft, die eine visuelle oberflächliche Inspektion durchführen. Bei Hochwasser wird dabei zuviel Manpower benötigt, sodass eine rechtzeitige, gezielte Deichunterstützung im Krisenfall oft nicht möglich ist", erklärt Projektleiterin Elke Thiele. Gesucht wurden am STFI Geotextilien, die einen Deich sowohl stützen als auch überwachen können. Geotextilien bestehen in der Regel aus Vliesstoffen oder extrem groben Textilstrukturen. In solche Geotextilien werden nun Sensoren eingearbeitet - gewöhnliche, preisgünstige Glasfasern aus der Telekommunikationstechnik, die eine Überwachung der Deiche auf bis zu zehn Kilometern Länge erlauben. Sie registrieren Ort und Stärke einer Deformation der Textilfläche, die auf einer Deichverformung beruht, und leiten sie an Messstationen weiter. Eine Schadensmeldung lässt sich dabei auf fünf Meter genau zuordnen. In den Messstationen können Schadensorte frühzeitig erkannt werden und auch im Hochwasserfall ist ein schnelles Einschreiten möglich.
"Gefahren können mit geringem Personalaufwand frühzeitig erkannt und abgewehrt werden. Und auch ökonomisch ist der Einsatz sensitiver Geotextilien vorteilhaft, denn die Deichbefestigung und das Monitoringsystem werden in einem Arbeitsschritt in den Deich eingebaut", so Thiele. Die Innovation wurde im Mai 2006 an einem Muldedeich bei Dessau in Sachsen-Anhalt getestet. Weitere Tests führten die Wissenschaftler im August 2006 an zwei Stauseen in Polen sowie im Juli 2007 im Versuchsdeich des Franzius-Instituts für Wasserbau und Küsteningenieurwesen in Hannover durch. "Die Ergebnisse sind vielversprechend. Bis das inzwischen patentierte System in der Praxis eingesetzt werden kann, müssen wir jedoch noch weitere Versuche unternehmen", resümiert Thiele. Die Geotextilien sollen sich schließlich auch im langfristigen Einsatz und unter extremen Witterungsbedingungen bewähren. Deswegen finden im STFI weitere Belastungstests unter Laborbedingungen statt. Auf einem Spezialprüfstand können die Textilien bis zu 24 Tonnen beansprucht werden.
Das STFI arbeitet in dem Projekt zusammen mit dem Franzius-Institut für Wasserbau und Küsteningenieurwesen und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung Berlin sowie mit den Firmen Bauberatung Geokunststoffe mbH und Glötzl Baumesstechnik mbH. Das Programm RIMAX wird noch bis Ende 2008 vom BMBF mit rund 20 Millionen Euro gefördert. Das STFI ist mit weiteren Forschungsprojekten beteiligt in denen es zum einen um eine Deichstabilisierung geht und zum anderen eine selbst dichtende Wassersperre für Fenster und Türen entwickelt und optimiert wird.
Das Sächsische Textilforschungsinstitut im Internet: http://www.stfi.de
Das Förderprogramm "Risikomanagement extremer Hochwasserereignisse" (RIMAX) im Internet: http://www.rimax-hochwasser.de
Weitere Informationen erteilt Elke Thiele, STFI, Telefon 0371 5274-243, E-Mail elke.thiele@stfi.de.
Katharina Thehos
30.01.2008
