LGA Institut für Umweltgeologie und Altlasten GmbH

Abflussmodellierung – Wertvolles Prognosewerkzeug für künftige Starkregenereignisse

Verfasst am 12. Juni 2023.

Wiederholte Starkniederschläge in den Jahren 2017 und 2019 führten in der Gemeinde Kauerndorf zu Murgängen, die die Bundesstraße B289 verschütteten. Als Vorsorgemaßnahme zur Verhinderung weiterer Murgänge wurde daher die Errichtung eines Erosionsschutzbauwerkes geplant, welches das Einzugsgebiet künftiger Starkniederschläge verkleinern sollte. Wir wurden beauftragt, die Wirksamkeit des geplanten Bauwerks prognostisch zu prüfen. Dazu wurden Abflussmodellierungen generiert, die auf dem Digitalen Höhenmodell (DGM) mit 1-m-Auflösung basieren.

Konkret werden bei der Berechnung eines Abflussmodells zunächst abflusslose Senken im DGM eliminiert (= gefüllt). Diese werden in der Realität durchflossen und würden ohne Korrektur (= Füllung) das Modell verfälschen. Anschließend wird anhand der Neigung die Fließrichtung jeder Zelle, bzw. jedes Quadratmeters, ermittelt. So wird bestimmt, in welche Nachbarzelle theoretisch ein Wassertropfen in der betrachteten Zelle fließt. Anhand der Fließrichtung wird schließlich der Abfluss je Zelle akkumuliert. Zellen mit einem hohen Abflussakkumulationswert sind Flächen, in denen sich der Oberflächenabfluss konzentriert.

Um die Wirksamkeit des geplanten Erosionsschutzbauwerks zu prüfen, stellte Projektleiter Thomas Struller ein Untersuchungskonzept auf, bei dem in einem ersten Schritt die realen Abflussverhältnisse modelliert und anhand von Geländeerkundungen validiert bzw. kalibriert werden. In einem zweiten Schritt wird die Geländeoberfläche im Modell so manipuliert, dass sie die Geometrie des geplanten Bauwerks abbildet. Die erneute Modellierung der Abflussverhältnisse mit der manipulierten Oberfläche zeigt dann den Abfluss nach Bau des Bauwerks. Aus der Differenz der beiden Modelle lässt sich die Wirksamkeit des Bauwerks ableiten.

Nach Einschätzung von Simon Landgraf, der die Modellierung und Geländeerkundung durchführte, war eine Kalibrierung des Modells nicht erforderlich. Bereits die erste Berechnung stellte Abflusslinien dar, die genau den Berichten von Anwohnern und den Ereignis-Skizzen der Murgänge  entsprachen. Diese hohe Übereinstimmung deckt sich mit der Erfahrung aus anderen Projekten, in denen bereits stattgefundene Sturzbäche und Schlammlawinen metergenau durch die Abflussmodellierung rekonstruiert werden konnten und dadurch retrospektiv die Quelle bzw. Ursache des Ereignisses bestimmt werden konnte.

Modellierter Oberflächenabfluss

Das zweite Modell mit eingearbeitetem Erosionsschutzbauwerk zeigte deutlich, dass die Abflussbildung im Oberhang durch das Bauwerk reduziert werden kann. Es findet in diesem Bereich kaum noch oberflächiger Abfluss statt, was wiederum die Erosionsrinne im Unterhang stark entlastet. Die Wirksamkeit des Erosionsschutzbauwerks konnte somit prognostisch geprüft und belegt werden.

Ergebnis der Abflussmodellierung mit Erosionsschutzbauwerk

Steinschlagschutzzaun und was dann? Über die Notwendigkeit regelmäßiger Bauwerksinspektionen

Verfasst am 20. April 2023.

An Sicherungsbauwerke (SiBW) gegen Stein- und Blockschlag werden hohe Anforderungen bezüglich Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit gestellt. Oft wird vergessen, dass mit dem Bau von Steinschlagschutzzäunen, Vernetzungen, Felsnägeln, Spritzbeton und Co. nicht per se ein Schutz für Jahrzehnte gegeben ist. Zur zuverlässigen Erfüllung ihrer Funktion sind regelmäßige Inspektion und bei Bedarf eine Instandhaltung (Wartung) und Instandsetzung (Reparatur) der SiBW erforderlich.

Bei den Inspektionen wird zwischen Erstaufnahme, Sichtung, Kontrolle, Prüfung und Sonderkontrolle unterschieden. Bei der Erstaufnahme wird das Bauwerk in Augenschein genommen und es werden alle bauwerksrelevanten Daten in einem Formblatt erfasst. Die jährliche Sichtung dient der Überprüfung auf evtl. stattgefundene Ereignisse und/oder größere Schäden (ggfs. mit Auswirkungen auf die Gebrauchstauglichkeit des SiBW). Die Sichtung dient auch dazu, das SiBW auf Bewuchs zu prüfen, der im Folgejahr eine zuverlässige Bauwerksinspektion behindern würde, sodass eine Freistellung rechtzeitig veranlasst werden kann. Sofern nach Einschätzung des Sachverständigen eine Beeinträchtigung der Gebrauchstauglichkeit des SiBW vorliegt oder ein Ereignis gemeldet wird, wird eine Sonderkontrolle des SiBW empfohlen. Die reguläre Kontrolle im 5-Jahresturnus ersetzt im entsprechenden Jahr die Sichtung und umfasst eine handnahe , bauwerksspezifische Inspektion. Die Prüfung im 10-Jahresturnus ersetzt Sichtung bzw. Kontrolle im entsprechenden Jahr. Die Prüfung wird wie die Kontrolle handnah und bauwerksspezifisch durchgeführt. Zusätzlich wird das Umfeld des SiBW auf relevante Veränderungen geprüft, um die fortwährende Geeignetheit und Gebrauchstauglichkeit des SiBW sicherzustellen.

Die Inspektionen der vergangenen Monate zeigen die Sinnhaftigkeit und Notwendigkeit von Erstaufnahmen und regelmäßigen Inspektionen. So wurden auch dieses Jahr wieder zahlreiche „kleinere“ Mängel festgestellt, die von falsch montierten Drahtseilklemmen, fehlenden Bauteilen bis zu unvollständig verfüllten Bohrlöchern mit freiliegenden Ankern reichten und so die Gebrauchstauglichkeit des SiBW negativ beeinflussten. Sofern es sich bei den Mängeln nicht um Fremdeinwirkung handelt (fehlendes Bauteil, Diebstahl, Vandalismus), werden diese erfahrungsgemäß in der Regel kostenneutral durch die Baufirma behoben, vor allem wenn der Mangel innerhalb der Gewährleistungsfrist geltend gemacht wird.

Freiliegender Anker

Andere Mängel wiederum umfassten starke Korrosion an Bauwerken sowie ungeprüfte Bauwerke der Marke Eigenbau an absturzgefährdeten Felspartien oberhalb von Wohnbebauung. Hier können die Mängel zwar nicht mit einfachen Handgriffen behoben werden, jedoch sollte die Inspektion dennoch nicht gescheut werden. Denn letztendlich ist die Zustandsprüfung eines SiBW eng an die Versicherungs- und Haftungsfrage bei Eintritt eines Personen- und Sachschadens geknüpft.

Alte Metallspangen und Felsnägel, Kontrolle mittels Abseilen

Sprechen Sie uns gerne an, wenn:

• Sich auf Ihren Flurstücken SiBW unbekannten Alters und Ursprungs befinden
• Sie Bauherr von SiBW sind und bisher noch keine Inspektionen haben durchführen lassen
• Sie nicht sicher wissen, in welchem Zustand sich Ihre SiBW befinden
• Sie vor der Verjährungsfrist gegenüber Mängelansprüchen (bei Bauwerke gem. VOB/B §13 Abs. 4 vier Jahre nach Bauwerksabnahme) sicherstellen möchten, dass etwaige Mängelansprüche vor Ablauf der Gewährleistung geltend gemacht werden können
• Sie eine tabellarische Erfassung und räumliche Verortung Ihrer SiBW wünschen
• Sie für Ihre langfristige Planung einen Inspektionsplan für Ihre SiBW wünschen
• Sie in sonstiger Weise zu SiBW und Inspektionen beraten werden möchten

Grundsteinlegung für Cube One der UTN (University of Technology Nuremberg)

Verfasst am 21. November 2022.

Seit dem Flächenankauf durch den Freistaat Bayern begleitet die LGA Institut für Umweltgeologie und Altlasten GmbH das Entstehen der UTN – der neuen Technischen Universität Nürnberg.

Am 18.11.2022 hat Ministerpräsident Dr. Markus Söder dann gemeinsam mit dem Wissenschaftsminister Markus Blume, dem Bauminister Christian Bernreiter, dem Gründungspräsidenten an der Technischen Universität Nürnberg, Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Hans Jürgen Prömel, und dem Oberbürgermeister der Stadt Nürnberg, Marcus König, den Grundstein für das erste Gebäude auf dem Campus gelegt – den Cube One.

Die Zeitkapsel mit Fotos des unbebauten Geländes, einem Straßenbahnmodell, einem Gebäudemodell und einen USB-Stick mit Programmiercode wird eingemauert (v. l.: Marcus König, Christian Bernreiter, Markus Söder, Markus Blume und Hans Jürgen Prömel)

Der Grundstein ist gelegt

Die LGA Institut für Umweltgeologie und Altlasten GmbH hat mit der Altlastenerkundung und -sanierung, mit der Begleitung der Baufeldfreimachung und mit der Erarbeitung eines Altlasten- und Baugrundgutachtens (in Zusammenarbeit mit der LGA Baugrund GmbH) zur schnellen Realisierung des Bauvorhabens beigetragen. Selbst die Radon-Konzentrationen im Untergrund wurden von der Untersuchungsstelle der LGA Institut für Umweltgeologie und Altlasten GmbH gemessen und die Radon-Aktivitätskonzentrationen für das zukünftige Gebäude abgeschätzt – unbedenklich.

Auch bei der Strukturplanung und bei der Rahmenplanung für die UTN durfte die LGA Institut für Umweltgeologie und Altlasten GmbH mitwirken. Ihr größtes Anliegen, durch ein intelligentes Bodenmanagement sinnlose Bodenentsorgungen mit gigantischen Emissionen von CO₂ und Verschwendung von Diesel-Kraftstoff zu verhindern, fand Eingang in die Planungen und wurde in einem fortschrittlichen Bodenmanagement-Konzept gemeinsam mit dem Umweltschutzamt der Stadt Nürnberg festgeschrieben. Für den Bau des Cube One mussten deswegen nur wenige hundert Tonnen Boden aus einem Kraftstoffschaden über eine biologische Reinigung entsorgt werden – ein großer Erfolg für die Umwelt!

Neue Mantelverordnung: Einführung der EBV, Anpassung von BBodSchV, DepV und GewAbfV

Verfasst am 04. Oktober 2022

Im Juli 2021 veröffentlichte der Gesetzgeber die neue Mantelverordnung („Verordnung zur Einführung einer Ersatzbaustoff-Verordnung, zur Neufassung der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung und zur Änderung der Deponieverordnung und der Gewerbeabfallverordnung“).

Klassifikation von mineralischen Abfällen

Ersatzbaustoffverordnung (EBV)

Der wichtigste Punkt ist die Einführung der Ersatzbaustoffverordnung (EBV), mit der erstmalig bundeseinheitlich und rechtsverbindlich Anforderungen an die Herstellung und den Einbau mineralischer Ersatzbaustoffe (u. a. Recycling-Baustoffe aus Bau- und Abbruchabfällen, Boden und Baggergut, Gleisschotter) festgelegt werden. Die EBV löst damit unter anderem das LAGA-Merkblatt M20 ab.

Weitergehende Informationen zu den neuen Regelungen erhalten Sie hier.

Damit Sie eine Überblick über die wesentlichen Neuerungen bekommen und sich rechtzeitig vorbereiten können, haben wir eine Broschüre erstellt, die Sie hier herunterladen können:

Broschüre zur Neuen Mantelverordnung

3D-Laserscanner vermisst und visualisiert Felsenkeller in Straßenböschung

Verfasst am 10. Mai 2022.

Die exakte Lage von Felsenkellern oder Höhlen in Relation zur Geländeoberfläche zu bestimmen, bedarf genauste Vermessungstechnik. Kleinste Winkelfehler können das gesamte Modell „verziehen“ und verursachen ab einer gewissen Ganglänge mehrere Meter Lageabweichung, was besonders bei Fragestellungen rund um Bebauung und Verkehrsinfrastruktur eine inakzeptable Ungenauigkeit ist.

3D-Scan von drei Felsenkellern unter einem Gebäude

Bei den kürzlich untersuchten Kellern gilt jedoch Entwarnung. Neben ein paar wenigen Strukturen mit Überwachungsbedarf („Monitoring“) waren die Keller überwiegend in einem guten Zustand. Das Monitoring-Programm dient der Feststellung, ob die überwachten Strukturen im Falle einer Zustandsverschlechterung langfristig saniert bzw. technisch gesichert werden müssen.

Erfolgreiche Teilnahme an verschiedenen Ringversuchen

Verfasst am 07. März 2022.

Die Qualität der Probenahme entscheidet über die Richtigkeit von gutachterlichen Aussagen. Fehler, die hier gemacht werden, können in den nachfolgenden Schritten nicht mehr geheilt werden.

Ringversuch zu Sprengstoffrückständen im Boden Das Umweltbundesamt hatte Ingenieurbüros zu diesem Ringversuch in Kempten eingeladen. Ein durch Sprengstoffe belastetes Grundstück sollte nach den Regeln der „Altlastenkunst“ repräsentativ beprobt werden (Flächenmischprobe Oberboden, Wirkungspfad Boden – Mensch). Aus unserem Haus waren Dr. Kunibert Eberlein und Simon Landgraf vertreten.

Die Ergebnisse der Ringversuche zu Sprengstoffrückständen stehen noch aus. Die Ringversuch zur Probenahme an begehbaren und nicht begehbaren Schürfen werden am 30.06.2022 im Rahmen des Altlastensymposiums der GAB vorgestellt. Die statistische Auswertung der Grundwasserprobenahmen erfolgte durch die Fa. AIR – Analytik Institut Rietzler GmbH unter Verwendung der Ringversuchsauswertesoftware A45 von AQS Baden-Württemberg. Neben der Standardabweichung der Vor-Ort-Parameter wurden die z_u-scores jeweils für die einzelnen Probenehmer für die untersuchten organischen und anorganischen Parameter ermittelt. Die Ergebnisse wurden allen Versuchsteilnehmern in einem Abschlussbericht zur Verfügung gestellt.