Für einen individuellen Ausdruck passen Sie bitte die Einstellungen in der Druckvorschau Ihres Browsers an. Regelwerk

1 Zweck und Geltungsbereich

Ölsperren sollen die Ausbreitung und Verdriftung von Mineralölen und Mineralölprodukten begrenzen und deren möglichst schadlose Sammlung und Beseitigung ermöglichen. Hierzu müssen sie bestimmte Bedingungen hinsichtlich Funktionsweise, Materialeigenschaften und Handhabbarkeit erfüllen, die sich an einheitlichen und konkreten Mindestnormen orientieren. Die dafür formulierten "Anforderungen" geben den mit der Beschaffung, Prüfung und Anwendung von Ölsperren befaßten Stellen Verfahrensregeln an die Hand, nach denen sie die Eignung einer Sperre beurteilen können.

Die "Anforderungen" beziehen sich auf vorgefertigte, schwimmende Ölsperren, die auf Binnengewässern im Klimagebiet Mitteleuropas eingesetzt werden.

2 Arten von schwimmenden Ölsperren

Schwimmende Ölsperren für Binnengewässer lassen sich nach ihrer technischen Ausführung wie folgt unterteilen:

2.1 Tauchwandsperren

Die Stabilität der Schwimmlage erhalten Tauchwandsperren durch Eigenauftrieb, durch spezielle Luftkammern oder durch zusätzlich angebrachte Schwimmkörper sowie durch Eigengewicht oder zusätzlich angebrachte Gewichtselemente.

Zu unterscheiden sind:

• miteinander zu verbindende, starre Sperrensegmente,
• nicht gelenkig miteinander zu verbindende, starre Sperrensegmente,
• miteinander zu verbindende, flexible Sperrensegmente.

Bei letzteren unterscheidet man:

• Schläuche mit Kielflosse, die mit Luft, Luftschaum oder leichten Kunststoffen gefüllt sind und miteinander verbunden werden können,
• Sperrwände (Schürzen) mit Auftriebs- und Gewichtselementen.

2.2 Sonderformen

Sonderformen sind ölaufsaugende Sperren, die unter Verwendung von Ölbindern gefertigt sein können. Bei Einsatz von ölaufsaugenden Sperren müssen vorab die Möglichkeiten der Beseitigung der Rückstände (Deponie, Verbrennen usw.) geklärt werden.

3 Werkstoffe

Als Werkstoffe zum Herstellen von Ölsperren und den dazugehörigen Verbindungselementen finden vor allem Kunststoffe, Metalle und Holz Verwendung. Die Werkstoffe müssen den unter 5.2 gestellten Anforderungen genügen.

4 Einsatz von Ölsperren

4.1 Begriffe

Die Bilder 1, 2 und 3 verdeutlichen die Definitionen.

4.2 Einsatzarten

Ölsperren können für folgende Einsatzmöglichkeiten bereitgehalten werden:

• Soforteinsatz an beliebigen sowie vorbereiteten Stellen mit transportablen Anlagen oder an der Einsatzstelle auf dem Ufer gelagerten Anlagen und
• Dauereinsatz an vorbereiteten Stellen mit stationären, schwimmenden Anlagen.

Grundsätzlich sind vier technische Einsatzarten möglich, an der Wasseroberfläche driftende Öllachen zu bekämpfen und zwar mittels:

• Stausperren (Bild 4a), die das Öl an seiner Fortbewegung in eine Vorzugsrichtung hindern und bei niedrigen Fließgeschwindigkeiten auf stauen,
• Sammelsperren (Bild 4b), die das mit der Strömung treibende Öl mit einer vorgegebenen Relativgeschwindigkeit mit der geschleppten Sperre an eine andere Stelle transportieren,
• Leit- oder Lenksperren (Bild 4c), die das Öl in eine vorher festgelegte Richtung abweichend von der natürlichen Transportrichtung umlenken und
• Trogsperren (Bild 4d), die mit der Strömung mitschwimmen und das Öl an einer bestimmten Stelle bei praktisch gleicher Geschwindigkeit eingrenzen und konzentrieren.

4.3 Einsatzbereiche

Einsatzarten, konstruktive Ausbildung und Stau- bzw. Rückhaltevermögen schwimmender Ölsperren richten sich nach der Art der Gewässer, die von den unterschiedlichen geometrischen, hydraulischen und meteorologischen Bedingungen mitgeprägt werden.

4.3.1 Stehende und sehr langsam fließende Gewässer (v_F < 0,1 m/s)

Bei stehenden und sehr langsam fließenden Gewässern mit Fließgeschwindigkeiten v_F < 0,1 m/s (Seen, Häfen, Kanäle, Stauhaltungen usw.) haben Wind und Wellen größeren Einfluß auf das Verhalten von aufgestauten Öllachen als die Strömung. Es fehlt z.B. die die Schwimmlage stabilisierende Strömungskraft auf die Sperrenschürze, so daß die auf den Freibord wirkenden Windkräfte Sperren kippen können. Zu beachten ist jedoch, daß in solchen Strömungsbereichen Sperren durch den Wind selbst verdriftet und entgegen der Strömungsrichtung bewegt werden können.

Aufgabe der Sperre ist hier primär, einer Ausbreitung des Öls oder seiner Verdriftung durch Wind entgegenzuwirken. Beim Einsatz von Sperren wird die auf der Wasseroberfläche driftende Öllache gegen die vertikale Sperrwand verfrachtet, an der Fortbewegung gehindert und zurückgestaut (siehe Kapitel 5.3.1). Es genügen daher Tauchtiefen einer Sperre, die der maximal zu erwartenden Ölschichtdicke entsprechen. Für diesen Bereich kommen Sammel- und Trogsperren in Frage.

4.3.2 Schneller fließende Gewässer (0,1 m/s < v_F < 1,5 m/s)

Für das Rückstauverhalten von schwimmenden Ölsperren (mechanischen Barrieren) in einem Fließgewässer ist die senkrecht zur Sperrenline wirkende Fließgeschwindigkeitskomponente v_A von ausschlaggebender Bedeutung. Diese ist nur dann mit der Fließgeschwindigkeit v_F des Gewässers identisch, wenn die Sperrenlinie senkrecht zur Fließrichtung verläuft (Anstellwinkel β = 90°). In allen anderen Fällen ist die Anströmgeschwindigkeit v_A eine Funktion der örtlichen Fließgeschwindigkeit v_F und des jeweiligen Anstellwinkels β des Sperrensegments zur Fließrichtung.

4.3.2.1 Anströmgeschwindigkeit 0,1 m/s < v_A < 0,35 m/s

Mit wachsender Fließgeschwindigkeit bzw. Anströmgeschwindigkeit wird die Öllache mit dem strömenden Wasser zur Sperre verfrachtet. Aufgabe der Sperre ist es nun, das Öl zurückzuhalten. In diesem Bereich können alle vier Einsatzarten von Sperren genutzt werden.

4.3.2.2 Anströmgeschwindigkeit v_A > 0,35 m/s

Ab einer Anströmgeschwindigkeit von v_A 0,35 m/s im Staubereich der Sperre nimmt das Rückhaltevermögen schwimmender Ölsperren rasch ab, und die Sperren werden bei falsch gewähltem Anstellwinkel vom Öl unterlaufen. Um auch bei dieser Geschwindigkeit ein wirksames Zurückhalten und Sammeln von Öl zu ermöglichen, muß die Sperre schräg zur Fließrichtung ausgebracht werden (Leitsperre). Dadurch kann das Öl in jene Gewässerbereiche umgeleitet werden, wo die Anströmgeschwindigkeit unter die kritische Grenze von v_{a krit} = 0,35 m/s sinkt und das Zurückhalten, Sammeln und Beseitigen wieder möglich wird. Das Rückhaltevermögen kann durch das Hintereinanderlegen mehrerer paralleler Sperren verbessert werden, wobei hier ein ausreichender Abstand zwischen den Sperren (je nach Fließgeschwindigkeit und Anstellwinkel der Sperren) zwischen 6 m und 10 m einzuhalten ist. In diesem Bereich sind also nur noch Leitsperren sinnvoll einsetzbar.

4.3.3 Sehr schnell fließende Gewässer (v_F> 1,5 m/s)

Ab einer Fließ- bzw. Anströmgeschwindigkeit von v_f bzw. v_A = 1,5 m/s ist auch bei dieser Einsatzart selbst bei sehr spitzem Anstellwinkel β ein wirksames Zurückhalten und Sammeln von Öl mittels Ölsperren jeder Art nicht mehr möglich.

4.4 Wellenbeeinflußte Gewässer

Hier sind Ölsperren zu verwenden, die sich durch ihre Konstruktion und Installation der Wellenbewegung anpassen können:

• Ihre Vertikalbewegungen (Tauchung, Stampfen) müssen den Wellen soweit synchron folgen, daß das mit den Wellen an der Sperre nach oben bzw. nach unten bewegte Öl die Sperre weder überspülen noch unterlaufen kann. Das bedeutet, daß die Sperre in der Längsachse ausreichend flexibel sein und über genügende Auftriebsreserve verfügen muß.
• Die Roll-, Stampf- und Gierwinkel sollen 15°, 20° bzw. 30° nicht übersteigen (Bild 5).
• Wird eine Sperre so eingebracht daß die Sperrenachse der einzelnen Sperrensegmente senkrecht zur Wellenfortschrittsrichtung verläuft (Normalfall), werden die Sperrensegmente zu Querschwingungen (Gieren, Translation, Rollen) angeregt. Diese müssen zu den kreisförmigen Flüssigkeitsbewegungen in den Wellen soweit synchron sein, daß keine großen Relativbewegungen zwischen Sperre und Welle entstehen. Solche Relativbewegungen würden sonst zu überkritischen Fließgeschwindigkeiten an der Sperre und zu Ölverlusten durch Unterlaufen führen (Bild 11).
• Durch die Einbringung der Sperrensegmente unter verschiedenen Winkeln zur Wellenfortschrittsrichtung kommt es in dem abgesperrten Bereich zu Refraktionen der Wellen zu einem Zentrum. Das führt innerhalb des abgesperrten Bereichs zu unruhiger Wasseroberfläche und zum Transport des Öl zu diesem Refraktionszentrum (Bild 16).

Außerdem müssen die Ölsperren eine so große Festigkeit besitzen, daß sie die auftretenden Kräfte aufnehmen können. Gerade infolge der Einwirkung von Wellen können sehr große Zugkräfte entstehen.

5 Anforderungen

5.1 Allgemeine Anforderungen/Eigenschaften

Ölsperren müssen eine stabile Lage im Wasser bei Strömungs-, Wind- und Welleneinflüssen aufweisen. Die Schwimmfähigkeit muß über den vorgesehenen Einsatzzeitraum erhalten bleiben.

Die Auftriebsreserve an einem Sperrenkörper sollte das 2,5fache seines Gewichts betragen.

Die hydraulischen Anforderungen gelten sinngemäß auch für andere Gewässerbereiche.

5.2 Werkstoffeigenschaften

Für die Herstellung von Ölsperren sind Werkstoffe zu verwenden, die hinsichtlich der nachstehenden Eigenschaften auf die jeweilige Einsatzart abgestimmt sein müssen:

Druckfestigkeit
Zugfestigkeit
Biegezugfestigkeit
Knickfestigkeit
Scherfestigkeit
Stoßfestigkeit
Schlagfestigkeit
Abriebfestigkeit
Witterungsbeständigkeit
Beständigkeit gegen Mikroorganismen
Beständigkeit gegen Mineralöle und Detergentien
Brandverhalten
Pflegeleichtigkeit (Reinigung)

Für besondere Einsatzzwecke bei Stoffen der Gefahrenklasse A1 sollten sämtliche Ölsperrenteile - insbesondere die Verbindungselemente - aus nicht funkenschlagendem Material bestehen.

Vor allem bei der Verwendung von Kunststoffen sind bestimmte Auswahlkriterien zu berücksichtigen, von denen hier nur die wichtigsten genannt werden sollen. Im Hinblick auf den Einsatz und den Transport der Ölsperren bei niedrigen Temperaturen dürfen nur Kunststoffe mit entsprechenden Tieftemperatureigenschaften verwandt werden, die eine ausreichende Kälteflexibilität und Kältebruchtemperatur aufweisen. Ungeeignet sind deshalb Kunststoffe, deren Temperaturflexibilität und -elastizität durch ein spezielles Einstellen auf Ölbeständigkeit gemindert werden. Zu vermeiden ist die Verwendung von Kunststoffen, deren Resistenzfaktoren durch längeres Einwirken von Öl gemindert werden und deren Festigkeitsniveau bzw. deren Reißfestigkeit durch den Einbau von Flammschutzmitteln herabgesetzt werden. Falls die Kunststoffe Flammschutzmittel enthalten, dürfen diese nicht abdampfen. Abzulehnen sind auch Kunststoffe, deren Zeitstandfestigkeit sich durch längere Lagerung im Gewässer oder auf dem Ufer verringert.

Im Hinblick auf die Widerstandsfestigkeit des Materials für Ölsperren gegenüber schädigender Einwirkung durch Pflanzen und Tiere ist mit besonderer Sorgfalt bei der Auswahl von Textilien und Kunststoffen vorzugehen. Die Materialien sollen so beschaffen sein, daß sie sich unter dem Einfluß der Stoffwechselprodukte von Pflanzen und Tieren nicht zersetzen. Bei Verbleib im Wasser dürfen Algen- und Muschelbewuchs nicht zu nachteiligen Veränderungen der Materialeigenschaften führen.

Alle geforderten Eigenschaften sind vom Hersteller durch entsprechende Zertifikate zu belegen.

Handelt es sich um Sperren, die neben der Sperrwirkung auch gleichzeitig eine ölaufsaugende Wirkung haben sollen und deshalb entweder aus ölaufsaugenden Materialien bestehen oder mit ölaufsaugenden Materialien gefüllt sind, dann sollte für diese Materialien ein Prüfzeugnis gemäß den " Anforderungen an Ölbinder" (jeweils gemäß der gültigen Fassung) vorliegen. Solche ölaufsaugenden Materialien sollten Ölbinder der typen I, II oder VI sein. Hierbei kann es sich vor allem um Granulate, Pulver, Vliese und Würfel handeln.

Die ordnungsgemäße Entsorgung der mit Öl beaufschlagten ölaufsaugenden Sperren muß gesichert sein.

weiter .