Retten, was zu retten ist – Einsatz von Pumpen bei Hochwasser

Die TV-Bilder häufen sich: Berichte über Hochwasserereignisse sind mittlerweile ein fester Bestandteil der Fernsehnachrichten. In den vergangenen Jahren litten vor allem Asien und Amerika unter schwersten Überflutungen, zahlreiche Todesopfer waren zu beklagen. In diesem Jahr traf es beispielsweise Frankreich und Süddeutschland. Zu verhindern sind Hochwasser nicht. Ein intelligenter Schutz kann seine Auswirkungen aber eindämmen und einen vorbeugenden Schutz bieten, der enorme Kosten spart. Pumpen leisten hierzu einen immer größeren Beitrag.

Menschen und Industrien gefährdet

Hochwasser und Überflutungen gefährden Menschenleben, Gebäude und Industrien. Die Verluste sind enorm hoch. Wie sehr eine Fabrik betroffen sein kann, beschrieb das deutsche Umweltbundesamt mit einigen Beispielen: Durch den Auftrieb von Behältern und Treibgut reißen Rohrleitungen ab. Ein Auftrieb und äußerer Druck verformt Behälter und Tanks, Treibgut verursacht ein Leckschlagen der Tanks. Außerdem reißen Kabel zur Energieversorgung und Chemikalienlager werden überspült. Schließlich fallen Trafostation und Kläranlagen aus.

Starkregen-Ereignisse, Hochwasser und Überflutungen können gar dazu führen, dass gelagerte Rohstoffe Umwelt und Menschen gefährden. Auch der hochwertigen Anlagentechnik drohen enorme Schäden.

Gewappnet gegen Hochwasser

Horrorszenarien, die jedes Unternehmen fürchtet. Der Chempark Leverkusen handelte. Er erweiterte seinen Hochwasserschutz durch den Neubau von ortsfesten und mobilen Schutzwänden sowie durch ein Hochwasserpumpwerk auf ein 200-jährliches Bemessungshochwasser.

Das Oberflächenwasser sowie das Kühlwasser werden bei normalem Wasserstand des Rheins über Freispiegelleitungen in den Rhein abgelassen, erläutert das Umweltbundesamt. Bei Hochwasser werden diese Leitungen am Chempark jedoch verschlossen. „In diesem Fall werden das Oberflächenwasser sowie das Kühlwasser über leistungsstarke Pumpen aus dem Kanal angehoben und dann auf einem wesentlich höheren Niveau in den Rhein gefördert“, erläutert das deutsche Umweltbundesamt.

„Pumpen sollen gewährleisten, dass ein Rückstau im Kanalsystem nicht zu einer Überflutung innerhalb des Werkes beispielsweise durch Kühlwasser führen kann“, sagt Michael Nassenstein, Pressesprecher von Currenta, zuständig für den Chempark Leverkusen. Apparate und Lagerbehälter sind, sofern erforderlich, gegen Aufschwimmen gesichert oder können durch gezielte Flutung gesichert werden. „Sollte trotz der aufgeführten Maßnahmen eine Gefährdung des Chempark durch Überflutung bestehen, so können die Produktionsanlagen kurzfristig heruntergefahren werden.“ Das Gefährdungspotential ist aber gering: Die Schutzmechanismen erlauben es den 50 Betrieben – mit rund 27.700 Mitarbeitern – im Chempark Leverkusen, ihre Produktion weiterzuführen. Ein Schutz mit Vorbildcharakter.

Weltweite Nachfrage steigt

Die sich zuspitzende Hochwassersituation hat daher Folgen für Pumpenhersteller und -händler. „Die Nachfrage nach Pumpen wächst weltweit – Klimawandel und Flächenversiegelung sind international ein Problem“, betont Dirk Schmitz, Leiter Kommunikation & PR beim Pumpenhersteller Grundfos. Und ein Ende ist nicht abzusehen. Eine Studie des Gesamtverbands der Deutschen Versicherungswirtschaft (GDV) geht davon aus, dass in den nächsten Jahrzehnten Wetterextreme immer häufiger und heftiger auftreten. Für Rhein, Elbe, Weser, Ems und Donau prognostiziert die Studie eine Verdoppelung bis Verdreifachung der Schäden an Gebäuden und der Infrastruktur.

Bereits jetzt gilt: „Hochwasser ist weltweit die am schnellsten zunehmende Ursache von Umweltkatastrophen, während gleichzeitig 50 Prozent der Weltbevölkerung in Überschwemmungsdeltas lebt“, erklärt Schmitz. Das bedeute, „dass der Bedarf an Hochwasserschutz und damit an Pumpensystemen ebenfalls erheblich steigen wird.“

Stationäre und mobile Pumpen

Für den effektiven Schutz gibt es aber nicht die eine Pumpe: Das Pumpenangebot wird auf die unterschiedlichen Abnehmer zugeschnitten: Während Unternehmen und Kommunen meist auf stationäre Lösungen zur Prophylaxe setzen, benötigen Hausbesitzer neben fest installierten Hebeanlagen vor allem auch mobile Pumpen zur Kellerentwässerung. Mobile Pumpen sollen dabei so leicht wie eben möglich sein.

Die sich zuspitzende Hochwasser-Problematik trifft nicht nur europäische Länder – wie in diesem Jahr Frankreich und Süddeutschland – sie verursacht weltweit zum Teil noch dramatischere Katastrophen. Bei Überschwemmungen vor drei Jahren in China wurden 85 Todesopfer beklagt und 2014 auf dem Balkan über 30.

Und was sind die Ursachen für diese zunehmende weltweite Hochwasser-Bedrohung? Verantwortlich ist eine Kombination aus verschiedenen Gründen. So führt der Klimawandel zu häufigen Perioden mit hohen Niederschlägen. Je nach Region werden natürliche Rückhalteräume zerstört, Flüsse begradigt und Bäche kanalisiert. Eine wachsende Flächenversiegelung führt zu einem direkten Abfluss von Niederschlägen in die Flüsse, erläutern die Stadtentwässerungsbetriebe Köln. Auch ein Waldsterben forciert die Überschwemmungsgefahr, da intakte Waldflächen Niederschläge wie ein Schwamm aufnehmen.

Gefahr durch Starkregen und Sturzfluten

„Führt ein Fluss Hochwasser, steigt auch das Grundhochwasser in der Umgebung an“, erklären die Stadtentwässerungsbetriebe. Der gleiche Effekt entstehe bei lang anhaltenden Nässeperioden. Normalerweise fließt das Grundwasser durch Hohlräume unter der Erdoberfläche zum Fluss hin ab. Den gestiegenen Grundwasserpegel können Fluss und Uferbereich während eines Hochwassers aber nicht mehr aufnehmen. „Das Grundwasser staut sich deshalb und sucht sich einen alternativen Weg: Es drängt nach oben. Das Resultat ist ein sogenanntes Grundhochwasser.“ Ein Grundhochwasser komme meist verzögert, oft noch nach dem Ablaufen des eigentlichen Hochwassers. „Die Überflutungen können dabei Gebiete fern von Gewässern treffen“, so die Stadtentwässerungsbetriebe weiter.

Ungemach droht auch vermehrt durch Starkregen und Sturzfluten. Bei Starkregen fällt innerhalb weniger Minuten oder Stunden die Niederschlagsmenge eines ganzen durchschnittlichen Monats. Der Boden hat nicht genug Zeit, das zusätzliche Wasser aufzunehmen. Noch schlimmer entfaltet sich die Überschwemmung bei einer vorhergehenden Trockenperiode. „Statt zu versickern, fließt das Wasser dann großflächig über den harten Boden“, betonen die Stadtentwässerungsbetriebe Köln.

Investitionen „unter Hochdruck“

Steigende Hochwassergefahren führen zu großer Betriebsamkeit bei Regierungen und Stadtverwaltungen. So hat die deutsche Umweltministerkonferenz nach den verheerenden Hochwassern im Juni 2013 im Elbe- und Donaugebiet die Erarbeitung eines Nationalen Hochwasserschutzprogramms unter Koordinierung des Bundes beschlossen. „Unter Hochdruck“, so das Bundesumweltministerium, wurde eine Liste mit prioritären, überregional wirksamen Hochwasserschutzmaßnahmen erarbeitet und schließlich beschlossen. „Das Nationale Hochwasserschutzprogramm sieht Deichrückverlegungen, Projekte zur gesteuerten Hochwasserrückhaltung (z.B. Flutpolder) sowie Maßnahmen zur Beseitigung von Schwachstellen vor“, berichtet das Bundesumweltministerium. Die vorläufig ermittelte Gesamtsumme der erforderlichen Haushaltsmittel für alle Maßnahmen beträgt rund 5,4 Milliarden Euro.

Weil in den Hochwasserschutz investiert wird, werden zunehmend auch Pumpen nachgefragt. Pumpen, an die allerdings besondere Ansprüche gestellt werden: Für den Hochwasserschutz werden Pumpen eingesetzt, die einen hohen Förderstrom und eine geringe Förderhöhe liefern können. „Eine hohe Zuverlässigkeit ist besonders wichtig, damit die Pumpen im Bedarfsfall auch nach langem Stillstand wieder anlaufen“, erläutert Dirk Schmitz, Leiter Kommunikation & PR bei Grundfos. Die Axialkreiselpumpen des Unternehmens für den Hochwasserschutz sind mit der Turbulence-Optimiser-Technologie ausgerüstet. Sie diene der Reduzierung von Verwirbelungen im Spalt zwischen dem Pumpengehäuse und dem Aufstellungsrohr, „mit der der Wirkungsgrad zusätzlich um bis zu zwei Prozent gesteigert werden kann.“ Auch sollte für Pumpen die Förderung von Feststoffen, sandhaltigem Schmutzwasser, Ölen und Faserstoffen unproblematisch sein.

Pumpsysteme und Schleusentore

Und wie könnte beispielsweise ein Schutz aussehen? Droht ein Rückfluss, der zu größeren Überschwemmungen in Regionen führen kann, für die auf den ersten Blick kein Risiko besteht, kann der Bau großer Schleusentore in Verbindung mit kompakten Pumpen schützen. Die Schleusentore würden mit leistungsstarken Motoren ausgerüstet und stünden im Normalzustand offen. Steigt der Wasserstand, schließt das Schleusentor und verhindert damit einen Gegenfluss stromaufwärts. „Die an den Schleusentoren installierten Pumpen verhindern das Steigen des Wasserstands im sekundären Wasserlauf über den Wasserstand des Oberwassers der Schleuse“, erläutert Schmitz. Sinke der Wasserstand im Unterwasser der Schleuse auf normale Höhe, würde sich das Schleusentor wieder öffnen.

Die Konstruktion eines solchen Schutzes will wohlüberlegt sein. Nur die frühe Beteiligung des Unternehmens in der Planungsphase der Hochwasserschutzeinrichtung stellt sicher, dass alle maßgeblichen Faktoren bei der Auslegung berücksichtigt werden. „Dazu gehören zum Beispiel die Gestaltung der Pumpstationen und der Rückhaltebecken, die Pumpenauswahl, die Berücksichtigung zukünftiger Anforderungen sowie ein kritischer Blick auf die Lebenszykluskosten“, zählt Schmitz auf.

Pumpenbranche wird gebraucht

An dem umfangreichen Angebot ist erkennbar, dass Grundfos im Geschäftsfeld ‚Flood Control‘ ein hohes kommerzielles Potential sieht. Ein Potential, das auch andere Hersteller und Händler in spezielle Pumpen für den Hochwasserschutz investieren lässt. Aus gutem Grund: So sind die Feuerwehren als Rettungsanker für Mensch, Tier und Gebäude bei Überschwemmungen unterwegs. Sie wurden daher gerade in den vergangenen Jahren vermehrt mit Pumpen ausgestattet. Nach dem Hochwasser von 2013 wurden aus Spendenmitteln 46 Hochwasserpumpen im deutschen Landkreis Landshut erworben. Eine Investition, die sich in diesem Jahr bewährte. Denn abermals kämpfte der bayerische Landkreis mit den Fluten, war aber nun besser gewappnet gegen die Auswirkungen des Hochwassers.

Die Pumpenbranche wird also dringend gebraucht – in Zukunft noch weit mehr als heute.

Zu sehen sind neueste Entwicklungen aus dem Bereich der Industriearmaturen auf der Valve World Expo, die vom 29. November bis 1. Dezember 2016 in den Hallen 3 bis 5 des Düsseldorfer Messegelände stattfindet sowie auf dem Pump Summit, der vom 29. bis 30. November 2016 in der Halle 7.0 durchgeführt wird.