Straßen und Wege auf den Bergrücken
Verkehrsinfrastruktur als Teil des Wassereinzugsgebiets
Eine Straße oder ein Pfad entlang eines Bergkamms beeinflusst nicht nur die Bewegung von Menschen und Fahrzeugen. Er verändert auch die natürliche Verteilung von Wasser, Wind, Schnee, Boden und Vegetation zwischen benachbarten Hängen.
Auch eine Schmalspurbahn kann zu einem künstlichen Kanal werden, der:
fängt Wasser ab;
lenkt es entlang des Bergrückens;
leitet Oberflächenabfluss von einem Becken in ein anderes um;
beschleunigt die Erosion;
zerstört Sättel;
bildet den Beginn einer Schlucht;
unterbricht die Lieferung von Federn;
wird zu einem Weg für die Ausbreitung von Feuer;
erleichtert das Eindringen invasiver Arten.
Das Hauptprinzip:
Die Höhenstraße sollte nicht zu einem neuen Wassereinzugsgebiet, Damm oder Kanal werden.
Ziel ist es, den Zugang zu ermöglichen, ohne die natürlichen Abläufe des Gebirgssystems zu stören.
1. Die besondere Gefahr von Höhenstraßen
Auf einem normalen Hang fließt das Wasser überwiegend abwärts.
Auf dem Gipfel ist die Situation komplexer: Das Wasser kann gleichzeitig auf mehrere Einzugsgebiete verteilt werden.
Wenn eine Straße die Oberflächenhöhe verändert, einen Damm oder einen Einschnitt erzeugt, kann dies folgende Auswirkungen haben:
Wasser auf einer Seite halten;
Sammle es in einem Straßengraben;
Laufe Hunderte von Metern entlang des Bergrückens;
den gesamten Fluss in einen einzigen Punkt leiten;
Das Wasser auf einen anderen Hang umleiten.
Infolgedessen kann es vorkommen, dass ein kleiner Straßenüberlauf Wasser aus einem Gebiet aufnimmt, das normalerweise nie in diese Richtung entwässern würde.
2. Haupttypen von Gratrouten
2.1. Der Pfad entlang der Wasserscheide
Ein solcher Pfad ist aufgrund seiner Schmalheit und des Fehlens tiefer Spurrillen in der Regel relativ sicher.
Hauptrisiken:
Bodenverdichtung;
Zerstörung von Moos und Bodenkruste;
Brunftzeit;
Beschleunigung der Strömung während eines Starkregens;
Die Strecke wird verbreitert, um verschmutzte Gebiete zu umfahren.
Für Wanderwege ist ein Bergrücken oft einer steilen Hangquerung vorzuziehen, allerdings nur, wenn ein gutes Lastenmanagement gewährleistet ist.
2.2. Die Straße verläuft etwas unterhalb des Bergrückens.
Diese Straßenart fängt das Oberflächenwasser vom Hang ab.
Er kann als langer horizontaler Graben dienen und Wasser aus dem oberen Bereich sammeln.
Risiken:
Sättigung der Straßeneinschnitte;
Einsturz des oberen Hangs;
Dammerosion;
konzentrierte Wasserfreisetzung;
Entstehung eines Erdrutsches unterhalb der Straße.
2.3. Der Weg durch den Sattel
Ein Sattel ist oft eine natürliche Übergangszone zwischen Becken.
Der Straßendamm hier könnte:
den natürlichen Fluss blockieren;
einen temporären Wasserspeicher erstellen;
verursachen Überlauf durch die Leinwand;
Durchbruch bei einem Wolkenbruch;
das Wasser abrupt auf den angrenzenden Hang umleiten.
Für Sättel sind separate hydrologische Berechnungen erforderlich.
2.4. Serpentinenförmiger Zugang zum Bergrücken
Die kurvenreiche Straße kreuzt immer wieder den Hangentwässerungsgraben.
Jede Wendung kann Folgendes bedeuten:
Wasseransammlungszone;
Durchbruchspunkt;
Ort des Erdrutsches;
der Beginn des Erosionskanals.
Interne Gräben sind besonders gefährlich, wenn sie kontinuierlich Wasser zur unteren Flussbiegung leiten.
2.5. Technologische Straße
Verwendungszweck:
Wiederaufforstung;
Konstruktion;
Überwachung;
Sensorwartung;
Brandschutzmaßnahmen.
Das Hauptproblem bei provisorischen Straßen besteht darin, dass sie nach Abschluss der Arbeiten oft nicht repariert werden.
Solche Straßen müssen so geplant werden, dass sie später wieder geschlossen, aufgelockert und wieder in ihren natürlichen Zustand zurückversetzt werden können.
3. Einfluss des Wassereinzugsgebiets
Jede Straße unterteilt die Oberfläche in neue Mikro-Einzugsgebiete.
Es kann eine von vier unerwünschten Funktionen ausführen:
Barriere
Der Damm verhindert die natürliche Bewegung des Wassers.
Abfangjäger
Der innere Graben sammelt Wasser vom oberen Hang.
Kanal
Spurrillen und Gräben transportieren Wasser entlang der Straße.
Konzentrierte Freisetzung
Das gesamte gesammelte Wasser wird durch ein einziges Rohr oder eine Öffnung im Damm abgeleitet.
Die gefährlichste Kombination ist die, wenn alle vier Funktionen in einem Straßensystem vereint sind.
4. Grundlegende Gestaltungsprinzipien
4.1 Minimalintervention
Die Straße sollte so schmal sein, wie es ihre Funktion zulässt.
Sollte reduziert werden:
Breite der Leinwand;
Ausgrabungstiefe;
Dammhöhe;
Volumen des abgetragenen Bodens;
Anzahl der Schnittpunkte natürlicher Wasserläufe;
Verdichtungsbereich.
4.2. Aufrechterhaltung der natürlichen Wasserverteilung
Das Wasser sollte die Straße an ungefähr denselben Stellen und in derselben Richtung überqueren wie vor dem Bau.
Ohne spezielle Berechnungen ist es unmöglich, viele kleine Wasserströme zu einem großen Abfluss zusammenzufassen.
4.3. Häufige Streuung
Es ist besser, viele kleine Probleme zu lösen als ein großes.
Dies ermöglicht Folgendes:
das Volumen jedes Stroms verringern;
Geschwindigkeit reduzieren;
gleichmäßige Feuchtigkeitsverteilung aufrechterhalten;
die Entstehung einer Schlucht vermeiden;
Schäden am unteren Hang verringern.
4.4. Selbstentladung
Die Leinwand sollte Wasser in kurzen Abständen abperlen lassen.
Die Straße sollte kein Wasser in den Fahrspuren zurückhalten oder es über weite Strecken transportieren.
4.5. Sicheres Versagen
Selbst wenn ein Rohr verstopft oder ein Graben einstürzt, muss das Wasser einen sicheren Abfluss haben.
Es ist notwendig, im Voraus Folgendes festzulegen:
wo der Überlauf auftreten wird;
Wird es den Damm wegspülen?
Wird das Wasser auf das Gebäude zufließen?
Wird die Strömung auf einen instabilen Hang treffen?
Ist der untere Bereich wasserbeständig?
5. Querschnitt der Straße
5.1. Äußere Böschung
Die Plane ist leicht nach außen geneigt, damit das Wasser schnell von der Straße weg auf den Hang abfließen kann.
Vorteile:
fehlender langer innerer Graben;
gleichmäßige Dispersion;
geringere Wasseransammlung;
Verringerung des Risikos einer Strömungskonzentration.
Eine Außenböschung ist nicht für alle Hangarten geeignet. An sehr steilen oder instabilen Hängen kann unkontrollierter Wasserabfluss zu Erosion führen.
5.2. Innere Neigung
Das Wasser wird in Richtung des inneren Grabens geleitet.
Für dieses Profil werden folgende Voraussetzungen benötigt:
häufige Wasserabflüsse;
Stallgraben;
Schutz vor Verstopfung;
regelmäßige Wartung;
sichere Abwurfstellen.
Ein langer innerer Graben ohne häufige Abflüsse ist extrem gefährlich.
5.3. Konvexes Profil
Die Straßenmitte liegt etwas höher als die Straßenränder.
Das Wasser wird in beide Richtungen abgeleitet.
Diese Option kann genau auf der Linie eines breiten Bergrückens genutzt werden, wenn beide Hänge stabil sind und eine gleichmäßige Wasserverteilung akzeptabel ist.
6. Entwässerungselemente
Querentwässerungssysteme
Kleine Kreuzelemente leiten das Wasser vom Segeltuch ab.
Ihre Aufgabe ist es nicht, den Verkehrsfluss zu verlangsamen, sondern ihn so schnell wie möglich von der Straße zu entfernen.
Überlaufschächte
Niedrige diagonale Schächte leiten das Wasser nach außen.
Sie eignen sich für:
Waldwege;
temporäre Routen;
Straßen mit niedriger Geschwindigkeit;
geschlossene technologische Wege.
Offene Tabletts
Sie kommen dort zum Einsatz, wo Rohre häufig verstopfen können.
Vorteile:
sichtbarer Zustand;
einfache Reinigung;
die Fähigkeit, Steine und Äste zu überwinden.
Durchlässe
Rohre benötigen Pflege.
Hauptrisiken:
Verstopfung;
unzureichender Durchmesser;
Erosion des Eingangs;
Auslasserosion;
Unterspülung des Damms;
Überlauf auf der anderen Straßenseite.
Bei gefährlichen, temporären Flussbetten ist eine Brücke oder eine breite, offene Überquerung vorzuziehen.
Strömungsdiffusoren
Am Auslass darf das Wasser nicht auf ungeschützten Boden treffen.
Gebraucht:
Steinschüttung;
Stufentablett;
Pflanzenfilter;
breiter Grasstreifen;
kleiner Verteilerbehälter;
mehrere voneinander abweichende Themen.
7. Überquerung von Flussbetten
Jeder permanente oder temporäre Kanal wird als eigenständiges Objekt betrachtet.
Vor der Überfahrt muss Folgendes geklärt werden:
Einzugsgebiet;
Spitzenverbrauch;
Sedimentvolumen;
Größe der zu transportierenden Steine;
Wahrscheinlichkeit eines Baumstaus;
Spuren alter Überschwemmungen;
Breite des natürlichen Überlaufs;
Möglichkeit eines Schlammstroms.
Das Hauptprinzip:
Die Straße muss das Flussbett queren, nicht aber das Flussbett zwingen, der Straße zu gehorchen.
8. Brücken, Rohre und Furten
Brücke
Bevorzugt dort:
Es gibt einen permanenten Wasserlauf;
Große Vorkommen sind möglich;
Es besteht die Gefahr von Baumstau;
Das Flussbett verändert sich aktiv;
Es werden schwere Überschwemmungen erwartet.
Die Brücke muss genügend Platz lassen, nicht nur für Wasser, sondern auch für Steine, Äste und Geröll.
Rohr
Akzeptabel in einem kleinen, stabilen Einzugsgebiet.
Man kann sich nicht allein auf den normalen Wasserdurchfluss verlassen. Verstopfungen und extreme Szenarien müssen berücksichtigt werden.
Befestigte Furt
Kann bei kleinen saisonalen Verkehrsströmen mit geringer Verkehrsintensität eingesetzt werden.
Er muss:
die natürliche Form des Flussbetts nachbilden;
Es sollte kein Schwellenwert festgelegt werden;
Erosion widerstehen;
Wasser über die Straße abfließen lassen;
Bei Überschwemmungen für den Verkehr gesperrt.
9. Straßen bei extremen Regenfällen
Für jeden Standort werden mindestens vier Szenarien betrachtet:
Starkregen auf trockenem Boden;
Starkregen auf nassem Boden;
wiederholter Starkregen auf durchnässtem Boden;
Starkregen mit Wind, umstürzende Bäume und Erdrutsche.
Bei einem Extremereignis kann Folgendes eintreten:
Überlaufen der Gräben;
Verstopfung von Rohren;
Überlaufen bis ins Innere der Leinwand;
Zerstörung des Damms;
Bildung eines neuen Kanals;
Schlammstrom;
den Fluchtweg blockieren.
Wichtige Straßen müssen über Ausweichrouten oder sichere Wartebereiche verfügen.
10. Einfluss des Windes
Auf den Bergrücken wirkt der Wind direkt auf die Straßeninfrastruktur ein.
Er kann:
Feinen Boden ausblasen;
die Straße mit Schnee bedecken;
transportieren Sand und Staub;
Bäume fällen;
Lichtzäune zerstören;
Sichtweite verringern;
mehr Zuckerguss;
Wasser auf eine Straßenseite bringen.
Daher kann die Straßenentwässerung nicht allein anhand des vertikalen Niederschlags beurteilt werden. Schräg einfallender Regen kann zu ungleichmäßigen Belastungen von Hängen und Gräben führen.
11. Schnee und Eis
Die Kammstraße kann zu einem Schneesammelplatz werden.
Es gerät besonders schnell außer Kontrolle:
tiefe Vertiefungen;
Bereiche hinter dichtem Gebüsch;
Sättel;
windabgewandte Seiten von Dämmen;
Bereiche hinter massiven Zäunen.
Das Schneeräumungskonzept muss Folgendes berücksichtigen:
Winterwindrichtungen;
Schneewächtenzonen;
Ansammlungsstellen;
Frühjahrsschmelze;
Regen auf Schnee;
Wiedergefrieren von Wasser.
Das Schmelzwasser sollte nicht unkontrolliert unter dem Straßenaufbau abfließen.
12. Hänge und Dämme
Oberer Hang der Ausgrabung
Risiken:
Dusche;
Unterspülung;
Sättigung;
Steinschlag;
Bodenkriechen.
Notwendig:
die Höhe des Hangs verringern;
natürliche Vegetation erhalten;
Sorgen Sie für ein sicheres Abfangen des darüber liegenden Wassers;
einzelne Bereiche sichern;
Entfernen Sie regelmäßig lose Steine.
Untere Böschung des Damms
Risiken:
Punktuelle Wasserentnahme;
Erosion des Untergrunds;
Erdrutsch;
Entstehung einer Schlucht;
schwache Hangüberlastung.
Dämme dürfen nicht ohne vorherige Prüfung über organischen, wassergesättigten oder erdrutschgefährdeten Böden errichtet werden.
13. Arbeiten mit Aushubmaterial
Der nach dem Bau übrig gebliebene Aushub kann nicht einfach den Hang hinuntergekippt werden.
Müllcontainer können:
kleine Kanäle blockieren;
überlasten Sie den Hang;
durch Regen zerstört werden;
sich in einen Schlammstrom verwandeln;
entlauben.
Extrahiertes Material:
wird in stabilen Abschnitten des Damms verwendet;
wird exportiert;
befindet sich auf speziell vorbereiteten Standorten;
stabilisiert;
wird grün;
vor Oberflächenabfluss geschützt.
14. Wege
Ein Fußweg kann auch zu einem Kanal werden.
Besonders gefährlich sind:
geradlinige Anstiege entlang der Hanglinie;
tiefe Furchen;
Gebiete mit ständigem Schlammumgehung;
ungesicherte Fahrradwege;
Reitwege;
Kontraktionen zwischen den Zügen.
Es ist besser, wenn der Pfad:
weist eine leichte Querneigung auf;
ändert die Richtung sanft;
leitet regelmäßig Wasser ab;
Dringt nicht durch nasse Taschen;
in den am stärksten belasteten Bereichen verstärkt;
hat klare Grenzen.
15. Treppen und Stufen
Stufen sind auf kurzen, steilen Abschnitten nützlich, können aber das Wasser konzentrieren.
Sie müssen:
Den seitlichen Abfluss auslassen;
eine stabile Grundlage haben;
Es sollte kein langer Graben entstehen;
gesichert werden;
Das Wasser darf nicht senkrecht nach unten gerichtet werden.
Auf natürlichen Wegen sind seltene, breite Stufen mit dazwischenliegenden, verstreuten Flächen vorzuziehen.
16. Rad- und Reitwege
Sie erzeugen eine höhere Belastung als ein typischer Wanderweg.
Folgendes muss berücksichtigt werden:
Breite;
Bremsbereiche;
Oberflächenzerstörung;
Spurtiefe;
Nutzungssaison;
Bodenfeuchtigkeit;
Hindernisvermeidung.
Die Strecken sollten vorübergehend gesperrt werden:
nach starken Regenfällen;
während der Schneeschmelze;
wenn der Boden vollständig gesättigt ist;
nach dem Brand;
zu Beginn der Erosionsschäden.
17. Einschränkung der Bewegungsfreiheit
Auf gefährdeten Bergrücken werden folgende Mittel eingesetzt:
saisonale Schließung;
Verbot von schweren Maschinen;
Geschwindigkeitsbegrenzung;
Ein Weg;
Zutrittskontrollsystem;
Verkehrsverbot nach starken Regenfällen;
Physische Blockierung unbefugter Ausgänge;
Touristische Routen.
Die Einschränkung des Zugangs ist Teil des Wiederherstellungsprozesses, keine administrative Formalität.
18. Temporäre Baustellenstraßen
Eine temporäre Straße muss einen vollständigen Lebenszyklus durchlaufen:
Design;
minimale Konstruktion;
Verwendung;
regelmäßige Wartung;
Schließen;
Demontage von Entwässerungsanlagen, wenn diese die Natur beeinträchtigen;
Restaurierung des Reliefs;
Dekompression;
Rückkehr der Vegetation;
Überwachung nach Regenfällen.
Eine verlassene Straße einfach so stehen zu lassen, bedeutet, ein dauerhaftes Erosionsobjekt zu hinterlassen.
19. Schließung alter Straßen
Nicht genutzte Straßen müssen nicht nur für den Verkehr gesperrt werden.
Durchgeführt:
Wiederherstellung natürlicher Wasserläufe;
Entstehung von Querrissen;
Beseitigung gefährlicher Rohrleitungen;
Web-Dekomprimierung;
Hangstabilisierung;
teilweise Rückführung des Aushubmaterials;
Holz und Steine verlegen;
Aussaat einheimischer Gräser;
Sträucher pflanzen;
Überwachung.
An steilen Abschnitten kann das vollständige Auflockern des Fahrbahnunterbaus gefährlich sein. Die Arbeiten werden abschnittsweise durchgeführt.
20. Feuerfunktion von Straßen
Die Höhenstraße kann folgenden Zwecken dienen:
feuerbeständiger Zugang;
Beobachtungslinie;
Evakuierungsroute;
Ort der Geräteüberholung;
Teilweise Brandschutzstreifen.
Aber sie kann auch:
den Zugang für Brandstifter erleichtern;
Funken versprühen;
die Einführung invasiver Gräser fördern;
Richte das Feuer mit dem Wind entlang des Bergrückens.
Daher wird die Rolle des Brandschutzes zusammen mit den Umweltschäden bewertet.
21. Ökologische Übergänge
Straßen sollten ökologische Korridore nicht vollständig abschneiden.
Folgendes wird bereitgestellt:
Bereiche ohne Zäune;
Durchgänge für Kleintiere;
sichere Überquerungen;
Erhaltung der Strauchverbindungen;
Einschränkung der nächtlichen Beleuchtung;
Geschwindigkeitsreduzierung;
saisonale Beschränkungen während der Brutzeit.
22. Straßenüberwachung
Nach der Fertigstellung werden folgende Bereiche kontrolliert:
Zustand der Leinwand;
Spurtiefe;
Grabenarbeiten;
Zustand der Rohre;
Überlaufpunkte;
Unschärfe auflösen;
Hangbewegung;
das Auftreten von Rissen;
Zustand der Vegetation;
Schneefall;
Baumreste;
Ausbreitung invasiver Arten.
Es werden obligatorische Inspektionen durchgeführt:
vor der Regenzeit;
nach jedem Starkregen;
nach einem starken Wind;
dann schmilzt der Schnee;
nach dem Brand;
nach einem Erdbeben oder Erdrutsch.
23. Digitaler Straßenpass
Jede Route ist im digitalen Zwilling des Gebirges enthalten.
Der Reisepass enthält:
Termin;
Kategorie;
Breite;
Art der Beschichtung;
Längs- und Querneigung;
sich überschneidende Wassereinzugsgebiete;
Wasserabflussstellen;
Rohre und Brücken;
Risikozonen;
Hänge;
saisonale Beschränkungen;
Reparaturhistorie;
Fotografien;
Prüfungsergebnisse;
Notfallplan;
verantwortlicher Bediener.
24. Indikatoren für den ordnungsgemäßen Betrieb
Eine Straße gilt als hydrologisch stabil, wenn:
Auf der Leinwand bilden sich keine langen Ströme;
Das Wasser wird regelmäßig und sicher verteilt;
Die Abflüsse bilden keine Erosionsrinnen;
Im Normalfall verstopfen die Rohre nicht;
Überflutungen zerstören den Damm nicht;
Es findet kein Wasseraustausch zwischen den Becken statt;
Die unteren Hänge erhalten keinen konzentrierten Oberflächenabfluss;
Die Erdrutschaktivität nimmt nicht zu;
Die Vegetation in der Umgebung wird wiederhergestellt;
Die Straße bleibt auch nach starken Regenfällen befahrbar.
25. Was man nicht tun sollte
Auf den Bergrücken ist Folgendes verboten:
eine lange Straße ohne hydrologisches Modell bauen;
einen Graben entlang der Straße über eine lange Strecke ausheben;
den gesamten Fluss in einen einzigen Punkt leiten;
Verwenden Sie kleine Rohre in Schlammkanälen;
natürliche Vertiefungen auffüllen;
Errichten Sie hohe Dämme in Sätteln ohne Überlauf;
Boden am unteren Hang lagern;
Behelfsstraßen werden nicht wiederhergestellt;
kontinuierliche Bewegung auf gesättigtem Boden ermöglichen;
Wasser von der Straße direkt in Erdrutschgebiete leiten;
Betrachten Sie die Straße als ein vom Wassereinzugsgebiet getrenntes Objekt.
26. Entwurfssequenz
Schritt 1. Den Bedarf ermitteln
Es wird geprüft, ob die Straße wirklich notwendig ist und ob sie durch einen Fußweg, eine Seilbahn, eine Drohne oder einen periodischen Zugang ersetzt werden kann.
Schritt 2. Kartierung des Wassereinzugsgebiets
Natürliche Wasserläufe und Risikozonen werden ermittelt.
Phase 3. Auswahl einer Route
Bevorzugt wird eine Route mit möglichst wenigen Flussquerungen und unwegsamen Hängen.
Phase 4. Hydrologische Berechnung
Normale und extreme Abflussmengen werden ermittelt.
Schritt 5. Entwurf eines sicheren Überlaufs
Das Verhalten des Systems im Falle von Verstopfung und Zerstörung wird getestet.
Phase 6. Bauarbeiten an einer kleinen Front
Nur die Bereiche, die schnell stabilisiert werden können, werden freigegeben.
Phase 7. Wiederherstellung beschädigter Oberflächen
Boden, Vegetation und Erosionsschutz werden umgehend wiederhergestellt.
Phase 8. Beobachtung
Die Leistungsfähigkeit der Straße wird nach realen Regenfällen und Winden getestet.
Das letzte Prinzip
Die Straße auf dem Bergrücken ist mehr als nur eine Route. Sie ist ein künstliches Element der Wasserscheide.
Sie muss:
die natürliche Wasserverteilung aufrechterhalten;
Oberflächenwasser nicht über lange Strecken sammeln;
regelmäßige Sicherheitsfreigaben;
ungewöhnlichen Starkregen standhalten;
Die Zufuhr der Quellen darf nicht gestört werden;
keine Erdrutsche und Schluchten verursachen;
Schnee, Wind und Feuer berücksichtigen;
werden nach Gebrauch wiederhergestellt.
Eine gut ausgebaute Bergstraße verändert den Wasserlauf kaum. Eine schlechte Straße hingegen verwandelt leichten Niederschlag in einen konzentrierten, zerstörerischen Strom.