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Innovative Deichbaulösung verbessert Hochwasserschutz

Der Klimawandel bewirkt verschiedenste Wetterphänomene, wie etwa vermehrt und stärker auftretende Hochwasserereignisse. Um gefährdete Bereiche zu schützen, werden künftig zusätzliche und stärkere Deichanlagen nötig sein. Die topocare GmbH aus Gütersloh hat nun eine Maschinenbaulösung entwickelt, mit der Deichanlagen nicht nur stabiler, sondern auch nachhaltiger und ökonomisch sinnvoller gebaut werden können. Dabei kommen Geotextilschläuche und eine neuartige Deichbaumaschine zum Einsatz. Durch einen geringeren Geräte-, Material- und Flächenbedarf ist diese Lösung gleichzeitig kosteneffizienter und erzielt einen positiven Klimaschutzeffekt.

Nicht überall können Gebiete zum Schutz vor Hochwassern renaturiert werden. Dies kann zeitliche, finanzielle oder räumliche Gründe haben. Daher werden auch weiterhin Deichanlagen benötigt, die – langfristig ebenso wie in Akutsituationen – einen wirksamen Schutz bieten. Zugleich sollten sie nachhaltig, ressourcenschonend und so naturnah wie möglich konstruiert und betrieben werden.

Deiche aus erdverfüllten Geotextilschläuchen

Die topocare GmbH setzt als Kernelemente für ihre Deiche erdverfüllte Geotextilschläuche (sogenannte topotubes) und eine neuartige Verlegemaschine, den topomover, ein. Die Geotextilschläuche mit einem Durchmesser von 50 bis 100 cm sind zu Pyramiden stapelbar und bilden so den Kern eines Deichs. Die Vorteile gegenüber bisherigen Deichbaumethoden sind vielfältig: Die Schläuche können mit allen vor Ort verfügbaren Bodenmaterialien befüllt werden – nichts muss extra herangeschafft werden. Sie können nicht durchspült oder durch Überspülung abgetragen werden und sind auch auf schwierigen Untergründen einsetzbar. Sie benötigen für einen effektiven Hochwasserschutz eine geringere Fläche sowie eine geringere Höhe. Dadurch kann der Material- und Flächenbedarf um bis zu 45 Prozent gegenüber herkömmlichen Deichen reduziert werden. Die Geotextilschläuche können jedoch nicht nur als Bauelemente in Deichen und Dämmen eingesetzt werden, sondern beispielsweise auch für Regenrückhaltebecken und in der Landgewinnung.

Fortschrittsmotor Klimaschutz:

  • Innovative Maschinenbaulösung aus NRW
  • Nachhaltigere Lösung wird ökonomisch sinnvoll
  • Schadensvermeidung zu geringeren Kosten
  • Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

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Foto: topocare GmbH

Um einen optimalen Schutzaufbau gewährleisten zu können, werden mithilfe einer Drohne unzählige Fotos von dem durch Überschwemmung akut bedrohten Gebiet geschossen und automatisch zu einer 3D-Karte zusammengefügt. Das Verfahren nennt sich Fotogrammmetrie und ermöglicht es den Entwicklern, ein klares Bild der Landschaft auf ihren Computern entstehen zu lassen - während sie selbst in Sicherheit sind.



Innovative Verlegemaschine bringt wirtschaftlichen Nutzen

Bei der zentralen Innovation der topocare GmbH handelt es sich um eine Deichbaumaschine zur Vor-Ort-Füllung und -Verlegung der Schläuche, den topomover. Sie wurde in einem vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten ZIM-Kooperationsprojekt (ZIM – Zentrales Kooperationsprojekt Mittelstand, ein bundesweites Förderprogramm für mittelständische Unternehmen und mit diesen zusammenarbeitende wirtschaftsnahe Forschungseinrichtungen) entwickelt. Die Maschine verlegt ca. 150 Meter pro Stunde bei einem Schlauchdurchmesser von einem Meter. Sie kann Schläuche bis zu zwei Meter tief und drei Meter hoch verlegen. Erst in Kombination mit dieser passgenauen Verlegung sind die nachhaltigen Geotextilschläuche auch wirtschaftlich sinnvoll.

Intensive und erfolgreiche Praxistests

Um die Vorteile und Grenzen des neuen Systems zu erforschen, werden die Geotextilschläuche unter verschiedenen Bedingungen getestet. Für diesen Zweck gibt es allgemeine Teststrecken, zum Beispiel an der Hochschule Ostwestfalen-Lippe. Darüber hinaus werden Großversuche an Flussbögen oder Unterwassertests durchgeführt. Die Schläuche werden dabei unter anderem auf ihre Tauglichkeit als Wellenbrecher oder zur Schaffung von Flachwasserzonen geprüft. Bisher erwiesen sich die topotubes unter den unterschiedlichen Realbedingungen als erfolgreich.

Autonome Deichbauroboter

Darüber hinaus erforscht die topocare GmbH zusammen mit der Fachhochschule der Wirtschaft (FHDW) Paderborn im Forschungsprojekt TAMMOS (Teilautonome Maschinen und Logistik für den mobilen Hochwasserschutz, gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung) neue Möglichkeiten, wie eine Hochwasserbarriere mobil aufgebaut werden kann. Die Projektpartner entwickeln derzeit einen Roboter, den sogenannten topoRobo, der selbstständig in Risikogebiete fahren und einen Schutz mit Hilfe von sandgefüllten Geotextilschläuchen aufbauen kann. Daneben werden kleine Logistikeinheiten (topoAnt) entwickelt, die der Verlegemaschine kontinuierlich Sand zuliefern. Für den Einsatz dieser Geräte wird das Einsatzgebiet im Vorfeld über Drohnen erfasst und in eine 3D-Karte überführt. So lassen sich etwa in Akutsituationen auch dort Notdeiche verlegen, wo Menschen sich nicht mehr bewegen dürfen.

Video: topocare TV



Foto: topocare GmbH

„In diesem Forschungsprojekt konnten wir sehr gut unsere Fähigkeiten demonstrieren. Bis der Hochwasserschutz in der Realität autonom funktionieren wird, kann es noch dauern. Aber bereits jetzt lassen sich viele Teilergebnisse nutzen: So ist die Simulation von Hochwasserschutzmaßnahmen (Logistik und Aufbau) für viele Kommunen interessant. Auch wird es die Maschine zunächst manuell ermöglichen sich schnell zu schützen.“

Roland Draier, Geschäftsführer topocare GmbH



Partner und Förderer


Partner: Förderer:
  • Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

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