J., 2017: Bäume vernichten kann jeder Narr. Matthes & Seitz, Berlin, 122 S.
STEINER, D., 2011: Die Universität der Wildnis: John Muir und sein Weg zum Naturschutz in den USA, Oekom, München, 402 S.
WULF, A., 2016: Schutz und Natur. JOHN MUIR und HUMBOLDT. Kapitel in: ALEXANDER VON HUMBOLDT und die Erfindung der Natur. Aus dem Englischen von Hainer Kober. Bertelsmann, München, 392–415.
Autor
Prof. Dr. Dirk Dujesiefken
Institut für Baumpflege Hamburg
Brookkehre 60
21029 Hamburg
Tel. (040) 7241310
Bäume auf Deichen und Dämmen – Von den wasserbaulichen Grundlagen bis zum Stand der Wissenschaft
Trees on Dikes and Dams – From Basics of Hydraulic Engineering to the State of the Art
von Holger Schüttrumpf und Babette Scheres
Zusammenfassung
Die möglichen Ursachen für ein Deich- oder Dammversagen sind vielfältig und unterliegen vielen Einflussfaktoren, z. B. der Deichgeometrie, der Meteorologie, dem Deichbaumaterial und der Vegetation. Bäume stellen hierbei aus Sicht der Deichsicherheit eine potenzielle Gefahrenquelle für Bauwerksschäden oder ein Bauwerksversagen dar. Den ökologischen, kulturellen und ästhetischen Funktionen von Bäumen auf Deichen und Dämmen steht ein erhöhtes Versagensrisiko infolge von Baumumsturz, Oberflächen- oder innerer Erosion und Zerstörung von funktionalen Bauwerkselementen (z. B. Abdichtungen) entgegen. Bei Monitoring-, Unterhaltungs- oder Verteidigungsmaßnahmen können Bäume zu Komplikationen führen. In Ausnahmefällen, z. B. mit bestimmten baulichen Maßnahmen (Deichüberdimensionierung, Baumsicherung o. ä.), können Bäume auf Deichen zugelassen und ihre positiven Auswirkungen genutzt werden.
Summary
Possible causes for failures of dikes or dams are diverse and underlie a range of influence factors, e. g. the dike geometry, meteorology, dike material and vegetation. In this matter, trees represent a potential safety hazard for structural damage or failure as found during past floodings and storm surges. The ecological, cultural and aesthetic functions of trees on dikes or dams are in contrast with the increased risk of structural failure due to tree failure, surface or inner erosion and damage of functional elements (e. g. sealings). During monitoring or maintenance measures or in case of flood fighting operations, trees may act as obstacles and lead to complications. In specific cases, e. g. with special structural measures (dike oversizing, tree securing, etc.), trees can be allowed on dikes and positive effects can be attained.
1 Einleitung
Deiche und Dämme schützen weltweit entlang der Küsten und Flüsse umfangreiche Landflächen vor Überflutungen bei erhöhten Wasserständen. Versagen die Deiche jedoch wie bei Sturmflutkatastrophen (z. B. Holland im Jahr 1953 oder Deutschland im Jahr 1962 bzw. 1976) oder Hochwasserkatastrophen (wie z. B. an der Oder im Juli 1997, der Elbe im Sommer 2002 bzw. im Sommer 2013) so können Menschenleben gefährdet sein. Außerdem können die materiellen Verluste (Eigentum, Ernte, Arbeitsplatz, Schaden für die Volkswirtschaft) sehr hoch sein (z. B. SCHÖNFELD & TORNOW 1976). Daher sind Deiche und Dämme aus Sicht des Hochwasserschutzes so zu bemessen, dass sie auch bei extremen Fluten den hohen Belastungen des Wassers widerstehen können. Infolge natürlicher Gegebenheiten oder von Pflanzungen sind streckenweise Bäume auf Deichen und Dämmen zu finden. Während positive Effekte für Mensch und Umwelt infolge der ökologischen Aufwertung durch hölzerne Strukturen zu verzeichnen sind, dürfen die negativen Auswirkungen auf das Schutzbauwerk Deich nicht unberücksichtigt bleiben (SCHÜTTRUMPF & OUMERACI 2002).
2 Deiche und Dämme – wasserbauliche Grundlagen
2.1 Begriffsbestimmung
Deiche sind temporär eingestaute Erdbauwerke zum Schutz des Hinterlandes gegen Überflutung. Sie können in drei verschiedene Deichtypen klassifiziert werden:
Seedeiche: Seedeiche sind, besonders wenn es sich um scharliegende Deiche (ohne Vorland) handelt, bei Sturmflut einer hohen Wellenbelastung ausgesetzt. Die Belastungsdauer ist aufgrund der täglichen Tideschwankungen (Flut und Ebbe) im Vergleich zu den folgenden Deichtypen relativ gering. Daher treten die meisten Deichschäden infolge Wellenbelastung durch Wellendruckschlag und Wellenüberlauf auf.
Strom- oder Ästuardeiche: Strom- bzw. Ästuardeiche befinden sich entlang der Tideflüsse (in Deutschland Elbe, Weser, Ems und Eider). Bei Sturmflut ist der Wasserstand abhängig vom Oberwasserzufluss und vom seeseitig in die Flussmündung eindringenden Meerwassers. Daher kann der Wasserstand höher als bei Seedeichen sein. Die Wellenbelastung ist aufgrund der meist fehlenden Streichlänge und der Abschirmung von Seegang aus der offenen See geringer. Viele Stromdeiche wurden in der Vergangenheit überströmt (z. B. Hamburg 1962, KOLB 1967). Die Stromdeiche sind sowohl auf eine hohe Belastungsdauer infolge lang anhaltender Wasserstände als auch auf Wellenbelastung auszulegen.
Flussdeiche: Flussdeiche befinden sich entlang vieler Flüsse und werden auf den zu erwartenden Hochwasserabfluss bemessen. Da die Hochwasserwelle mehrere Tage bis Wochen andauern kann, sind Sickerströmungen bei der Deichbemessung zu beachten.
Im Gegensatz zu Deichen handelt es sich bei Dämmen um dauerhaft eingestaute Erdbauwerke, z. B. Staudämme. Abbildung 1 zeigt schematisch den Aufbau von zwei typischen Seedeichen (Schardeich, Vorlanddeich). Abbildung 2 zeigt Fotos klassischer See- und Flussdeiche (SCHÜTTRUMPF & OUMERACI 2002).
Abbildung 1: Schematische Darstellung zweier typischer Deichprofile (Quelle: SCHÜTTRUMPF 2002)
Abbildung 2: Typischer Seedeich (links) und Flussdeich (rechts)
Zentrale Aufgabe von Deichen ist die Gewährleistung der Deichsicherheit, die wie folgt definiert ist:
Als Deichsicherheit wird die Eigenschaft eines Deichkörpers mit seinen Sicherungs- und Schutzwerken einschließlich der Deichschutzfunktion des Vorlandes definiert, den angreifenden Kräften aus allen festzulegenden Belastungsgrößen (Seegang, Wasserstände, Schiffswellen etc.) einen ausreichenden Widerstand gegenüberzustellen, und den Deich in seiner festgelegten Konstruktion,
