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Projektbeispiele

Wir vom Ingenieurbüro Beck stehen für professionelle und maßgeschneiderte Lösungen – auf höchstem Niveau. In den vergangenen Jahren haben wir viele spannende und anspruchsvolle Projekte erfolgreich realisiert. Eine Auswahl finden Sie hier.

Sollten Sie Fragen zu einem der Projekte haben – oder an weiteren Details interessiert sein – sprechen Sie uns gerne an!

Bedarfsplanung

Kanalnetzanzeige für Bickenbach

Entspricht das Kanalnetz dem aktuellen Stand und den Regeln der Technik? Mit dieser Fragestellung ist das Ingenieurbüro Reinhard Beck vom Aggerverband beauftragt worden, eine Kanalnetzanzeige für das mehrere hundert Hektar große Gebiet Bickenbach zu erstellen. "Man beginnt, indem man zunächst abgrenzt, was überhaupt alles in das Einzugsgebiet gehört", sagt Projektleiter Olaf Schlag. Nach der Aufteilung in die verschiedenen Entwässerungsarten (Mischverfahren bzw. Trennverfahren) und Nutzungsarten (Wohnen, Gewerbe, Erweiterungen) folgt die Ermittlung der befestigten Fläche. Die Daten dazu stammen aus Überfliegungen und werden mittels GIS-Analyse mit dem Gebiet verschnitten. Mit der Zeit wird das zunächst einfache Modell immer komplexer - Daten wie Einwohner und unterschiedliche Abflüsse werden integriert, ebenso werden Mischwasserentlastungsanlagen wie Regenüberlaufbecken, Regenüberlaufe und Regenrückhaltebecken eingerechnet. "Insgesamt ging es um ein kanalisiertes Einzugsgebiet (AE,k) mit einer Größe von 612 Hektar und 21 Mischwasserentlastungsanlagen. Das ganze System haben wir anhand von 31 Messstellen mit einem Fremdwassertool kalibriert und dabei sehr gute Ergebnisse erzielt", sagt Schlag. Erst durch die anschließende Simulation, die Beregnung, bekommen die Ingenieure verlässliche Aussagen darüber, wie viel Prozent des Niederschlags aus Mischwasser-Anlagen tatsächlich in vorhandene Gewässer eingeleitet werden. Ein Abgleich mit den zulässigen Zielgrößen gibt am Ende Aufschluss, inwiefern das Kanalnetz ordnungsgemäß funktioniert. "Wir konnten nachweisen, wo gezielt Fremdwassersanierungen notwendig sind, damit alles den anerkannten Regeln der Technik entspricht", sagt Schlag. "Trotzdem zeigt so eine Analyse natürlich auch immer auf, wo es Verbesserungspotenzial gibt und was man ändern kann, um das System weiter zu optimieren." Die Erstberechnung erfolgte für AFS. Die Schmutzfrachtberechnung wurde nach dem DWA-A 128 nachgewiesen. Zukünftige Nachweise erfolgen mit dem DWA-A 102.

Niederschlag-Abfluss-Modell Sülz

Eines der größten Projekte mit Blick auf hydrologische Berechnungen ist die Erstellung eines Niederschlag-Abfluss-Modells im Einzugsgebiet der Sülz gewesen. Hier, im Nebenfluss der Agger, kommt es seit Jahren immer wieder zu starken Überschwemmungen. Im Januar 2011 drohten im Unterlauf des Gewässers sogar die Deiche zu überströmen. Um die bestehende Situation und die Auswirkungen von künftigen Erweiterungsgebieten beurteilen zu können, wurde das Ingenieurbüro Reinhard Beck vom Aggerverband beauftragt, ein NA-Modell für das System aufzustellen und entsprechende hydrologische Untersuchungen durchzuführen. "Eine Besonderheit war auf jeden Fall das große Einzugsgebiet von mehr als 245 km² sowie die Tatsache, dass wir extrem viele vorhandene Datensätze übernehmen, anpassen und in unser Modell mit aufnehmen mussten", sagt Volker Gursch, der das Projekt für das Ingenieurbüro geleitet hat. Die Herausforderung dabei war der hohe Detaillierungsgrad im Modell wie die zahlreichen zum Teil sehr kleinen Einleitungsstellen, die abgebildet werden sollten. Weiterer Knackpunkt: die Kalibrierung des Modells. Denn das große Einzugsgebiet wird in der Realität ungleichmäßig überregnet. "Die Kunst bestand darin, aus den zur Verfügung stehenden Niederschlagsaufzeichnungen diesen Effekt möglichst gut zu modellieren." Immer wieder wurde mit Korrelationsanalysen geprüft, ob die Modellannahmen wirklich stimmen. Auch unterschiedliche Landnutzungen und Bodenkarten flossen in das Modell ein. "Erst als alle Modelleinstellungen gepasst haben und hinreichend geprüft worden sind, sind wir in die Langzeitsimulation gegangen", sagt Gursch. Indem ausschließlich hydrologisch unabhängige Ereignisse betrachtet wurden und für jedes Jahr der höchste Wert herausgesucht wurde, konnte schließlich eine Statistik für HQ100 erstellt werden - also das Hochwasser, das nur alle 100 Jahre auftritt. "Diese von uns ermittelten Daten bilden nun die Grundlage, um damit das hydraulische Modell zu füttern und weitere wichtige Berechnungen durchzuführen."

Logistikzentrum in Dieburg

Wie können der Neubau sowie das Gelände eines rund 16 Hektar großen Logistikzentrums optimal entwässert werden? Mit dieser Frage ist das Ingenieurbüro Reinhard Beck beauftragt worden, eine entsprechende Studie durchzuführen und die entwässerungstechnische Erschließung sowie die Verlegung und leitbildgerechte Gestaltung des dort vorhandenen Bachs zu planen. Besonders dabei waren die begrenzten Höhenverhältnisse, die dazu führten, dass ein Großteil des Regenwasserabflusses über Rinnen und Mulden zu den Behandlungs,- Retentions- und Versickerungsanlagen geführt "Allein die Halle hat eine Größe von mehr als acht Hektar", sagt Projektleiter Martin Schwefringhaus. "Außerdem befand sich mitten im Baufeld ein Fließgewässer, das wir nicht einfach so verrohren konnten." Hier entwickelte das Ingenieurbüro ein Konzept, wie das Gewässer aus dem Baufeld verlagert werden konnte. Heute dient es außerdem dazu, das Regenwasser abzuleiten, welches gereinigt und stark gedrosselt über ein Mulden-Rigolen-System sowie einem Regenrückhaltebecken ins Gewässer gelangt. Darüber hinaus ermöglicht das Gerinne mit geringer Einschnitttiefe in Verbindung mit einer großzügig gestalteten Aue einen weitergehenden Hochwasserschutz für die unterhalb liegenden landwirtschaftlich genutzten Flächen. Entstanden ist das komplette Konzept in gerade einmal fünf Wochen, in Zusammenarbeit und Abstimmung mit den jeweiligen Fachbehörden. "Wichtig ist, dass es sich hier um ein genehmigungsfähiges Konzept handelt, in das Betreiber, Auftraggeber sowie sämtliche Behörden einbezogen worden sind", sagt Schwefringhaus. Durch die Betrachtung aller Randbedingungen (ökonomisch, ökologisch, wasserwirtschaftlich sowie die Betrachtungen der Emissionen und Immissionen) ist so in kurzer Zeit die Grundlage für die Genehmigungsplanung als nächste Stufe geschaffen worden.

Überflutungsüberprüfung im urbanen Raum

Starkregen haben in den vergangenen Jahren besonders in Großstädten vermehrt zu Schäden geführt. Sie stellen für alle Akteure eine Herausforderung dar – so auch für die Technischen Betriebe Solingen. Von ihnen bekam das Ingenieurbüro Reinhard Beck den Auftrag, Überflutungsgebiete im Bereich des Krausener Bachtals zu identifizieren. Dafür bauten die Ingenieure drei Kanalnetzmodelle auf, welche die insgesamt rund 250 Hektar des Mittelgebirgstal abdeckten. "Zunächst haben wir ein hydrodynamisches Kanalnetzmodell ohne Berücksichtigung eines Geländemodells aufgestellt. Die Haltungsflächen wurden dabei mit einem Modellregen belastet", sagt Ingenieur Manuel Simon. Um den Abfluss des austretenden Volumens auf der Oberfläche zu berücksichtigen, wurde in einer zweiten Variante mit dem Programm GeoCPM ein gekoppeltes Kanalnetz-Oberflächen-Abflussmodell aufgestellt. Grundlage dafür waren Laserscandaten, wobei Durchlässe und Unterführungen, die bei der Erhebung nicht erfasst werden können, zum Teil manuell in das Geländemodell eingebracht wurden. "Danach haben wir das Oberflächenmodell mit dem hydrodynamischen Kanalnetzmodell verknüpft", sagt Simon. Niederschlagswasser, das über die Schächte austritt, kann so auf dem Oberflächenmodell abfließen und fließt möglicherweise an anderen Stellen wieder dem Kanalnetz zu oder verbleibt in Geländesenken. Da der Niederschlag über die Haltungsflächen jedoch erst dem Kanalnetz zugeführt wird und anschließend über Schächte auf die Oberfläche gelangt, werden rechnerisch noch einige nicht plausible Überstauschächte ermittelt. In einer dritten Variante wurde daher die Geländeoberfläche des Modells flächig beregnet. "Das Wasser gelangt also nicht über fiktive Haltungsflächen zunächst in das Kanalnetz, sondern trifft auf das Geländemodell und fließt über Schächte oder Straßeneinläufe in die Kanalisation oder verbleibt auf der Oberfläche." Erst durch die Einbeziehung und Kopplung aller Varianten lassen sich so am Ende Aussagen über die Auswirkungen von Starkregenereignissen für das Gebiet treffen.

BWK-M7 Nachweis Leppe

Für das Einzugsgebiet der Leppe hat das Ingenieurbüro Reinhard Beck einen BWK-M7 Nachweis geführt. Der hydrologische Nachweis wurde mit NASIM und der stoffliche Nachweis mit VERENA geführt.

Überflutungsprüfung Gräfrath

Dass Starkregenereignisse durch den Klimawandel zunehmen und intensiver werden, steht mittlerweile außer Frage. Auch Solingen wurde bereits von einigen Ereignissen getroffen. Im Stadtteil Solingen Gräfrath hat es in der Vergangenheit mehrere Starkregenereignisse mit Überflutungen gegeben. Die Altstadt von Gräftrath liegt in einer Senke, die durch den Straßendamm der Wuppertaler Straße (B 224) abgeschlossen ist. Diese Senke füllt sich bei starken Regen. Bei einem Starkregenereignis 1999 kam zu hohen Wasserständen im historischen Ortskern und zu weiteren Überflutungsschäden an den zulaufenden Straßen. Um Maßnahmen für den Überflutungsschutz zu bewerten, hat das Ingenieurbüro Beck ein bi-direktional gekoppeltes Kanalnetz- und Oberflächenmodell erstellt. Dieses beinhaltet neben der Mischwasserkanalisation auch die Bachverrohrungen der Itter und des Heiderbaches, die unter der Altstadt verlaufen. Zunächst wird der Ist-Zustand modelliert und anhand des 1999er-Ereignisses validiert. Danach wurden konzeptionell erarbeitete Schutzmaßnahmen in das Modell eingepflegt und deren Wirksamkeit rechentechnisch für verschiedene Starkregenereignisse nachgewiesen. Modelltechnisch untersucht wurden Rückhaltungen und Einleitungen in die Bachverrohrungen, sowie Kombinationen aus den Einzelmaßnahmen. Durch die Maßnahmen lassen sich die Wasserstände im Überflutungsschwerpunkt erheblich reduzieren.

Zukunft Bau - Starkregeneinflüsse auf die bauliche Infrastruktur

Da häufige Auftreten von extremen Wetterlagen wie Starkregen, Stürmen, Hitze- und Trockenperioden ist laut deutscher Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) eine Folge des Klimawandels. Ein Problem ist, dass die gewachsenen Strukturen deutscher Städte diese Entwicklung kaum berücksichtigt. Um Starkregen zu binden, zu versickern, zu nutzen oder zu verdunsten, wird besonderes Augenmerk auf die im Stadtgebiet verfügbaren Flächen zu setzen sein. Eine Rückbesinnung zu einem natürlicheren Wasserhaushalt in der Stadt bedeutet, dass vermehrt Wasser in der Fläche oder speziellen Speichern zurückgehalten wird, um es zu nutzen, zu versickern, oder zu verdunsten. Das Konzept der Schwammstadt ist vornehmlich für eine langfristige und übergeordnete Stadtplanung relevant, da die Maßnahmen in der Regel öffentliche Flächen betreffen. Umso notwendiger wird es aber dann, diese Konzepte auch auf die kleinstmögliche Einheit in der Stadt, die Liegenschaft, herunter zu brechen. Um die Möglichkeiten einer Schwammliegenschaft und den Nutzen der einzelnen Maßnahmen greifbarer zu machen, wurde für eine Beispielliegenschaft ein gekoppeltes Kanalnetz-/Oberflächenmodell aufgebaut. In diesem können die Wirkungen von Speicherbecken, Retentionsdächern, Mulden aber auch Versickerung visualisiert und bilanziert werden. Mögliche Maßnahmen, wurden in der Broschüre des BBSR vorgestellt, die das Ingenieurbüro Beck im Rahmen eines Forschungsprojekts erstellt hat.



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