Ein- und Auslaufbauwerk
Große Klappe mit Bauch
Das Herz des Polders
Das zentrale Objekt des Polders ist das Ein- und Auslaufbauwerk. Es dient der gesteuerten Flutung des Überschwemmungsraumes, der das im Hochwasserfall hier gezielt eingeleitete Wasser aufnimmt und somit zur Verminderung der Abflussmengen des Rheins beiträgt. Dies verringert die Hochwassergefahr für die stromabwärts liegenden Ortschaften. Auch die anschließende Entleerung des Retentionsraumes erfolgt durch diesen Durchlass. Die der Konstruktion der Ein- und Auslaufbauwerke zugrunde liegenden Abmessungen und Erosionssicherungen wurden anhand von Modellversuchen am Institut für Wasserbau und Kulturtechnik der Universität Karlsruhe ermittelt.
Bei einer Stauhöhe von rund 3,30 Meter über der Einlaufschwelle können durch den Durchlass theoretisch maximal circa 213 Kubikmeter Wasser pro Sekunde fließen. Dies entspricht etwa 30 % der Menge, die bei mittlerer Wasserführung über den (immerhin circa 150 Meter breiten) Rheinfall bei Schaffhausen stürzt!
Vorsorge für den Extremfall
In dem insgesamt circa 162 Hektar großen Gebiet des Polder-Innenraumes steht ein Rückhaltevolumen von maximal circa 4,5 Millionen Kubikmeter zur Verfügung. In Fließrichtung des Rheins hat der Rückhalteraum eine Längenausdehnung von circa 1,6 Kilometer; die Breite quer zum Rhein beträgt etwa zwischen 700 und 1.400 Meter. Die für die Rückhaltung vorgesehene Fläche weist überwiegend Höhen zwischen 81,0 und 82,0 m ü.N.N. auf. Der Rückhalteraum und das Ein- und Auslaufbauwerk sind für ein 200-jährliches Hochwasser ausgelegt, das heißt für ein extremes Hochwasserereignis, wie es durchschnittlich nur alle 200 Jahre an diesem Standort zu erwarten ist. In diesem berechneten Maximalfall mit einem Hochwasserstand von 84,29 m ü.N.N. liegt der Wasserspiegel durchschnittlich circa 2,85 Meter über der Geländeoberfläche des Polders.
Mächtige Bauelemente
Das Einlassbauwerk besteht im Wesentlichen aus einem Wehr mit zwei beweglichen Stauklappen, den aufgrund ihrer Form so genannten "Fischbauchklappen". Diese (an ihrer blauen Farbe erkennbaren) Klappen werden in der Regel geschlossen gehalten und zur Flutung abgesenkt. Die Anlage kann elektronisch oder von Hand gesteuert werden. Der Druck des anströmenden Wassers und das Eigengewicht der Klappen unterstützen bei Handbetrieb die hydraulische Bewegung. Diese riesigen Elemente werden jeweils von einem Torsionsrohr gehalten, welches die enormen Kräfte einer sich neigenden beziehungsweise hebenden Klappe aufzunehmen vermag.
Durch die beweglichen Klappen mit einer Einzelbreite von jeweils 13 Meter kann die Steuerung des Ein- und des Auslaufes optimal dem jeweiligen Hochwasserverlauf angepasst werden.
Ausgeklügeltes System
Bevor der Polder geflutet wird, werden zunächst alle Durchlässe in den Deichen geschlossen, und das Schöpfwerk zur Binnenentwässerung der östlichen Flächen (deren Wasser natürlicherweise in das Innere des Polders abläuft) geht in Betrieb. Zudem wird sichergestellt, dass sich keine Personen im Innenraum des Polders befinden. Der Polder wird aus Sicherheitsgründen weiträumig abgesperrt, auch um den "Hochwassertourismus" in Grenzen zu halten. Das Betreten der Deiche und Bauwerke ist während des Hochwassereinsatzes des Polders verboten.
Für die Befüllung des Polders werden dann die circa 3,30 Meter hohen Fischbauchklappen vollständig gelegt. Nach diesem circa 15 Minuten dauernden Vorgang bleiben sie solange geöffnet, bis sich das Poldergebiet gefüllt und schließlich wieder entleert hat.
Den Klappen folgt zum Inneren des Polders hin ein circa 2 Meter tiefer liegender Kolksee, der als Tosbecken zur Energieumwandlung mit einer circa 1,50 Meter starken Blockschüttung aus schweren Wasserbausteinen dafür sorgt, dass die hier einlaufenden Wassermassen keine nennenswerten Erosionsschäden verursachen. Der Kolksee ist durchgängig von einer Spundwand umschlossen und somit vom Grundwasserleiter abgetrennt. Um die ausreichende Zuströmung vom Rhein zum Ein- und Auslaufbauwerk zu gewährleisten, musste eine circa 50 Zentimeter tiefe Abgrabung im Vorland zwischen dem Bauwerk und dem Altrhein-Arm auf einer Länge von circa 120 Meter und einer Sohlbreite von mindestens 25 Meter vorgenommen werden.
Für den Notfall
Gemäß der Simulation verschiedener Hochwasser-Szenarien beträgt die Füllzeit des Polders Ingelheim selbst bei einem extremen Hochwasser, wie es statistisch gesehen nur alle 200 Jahre eintritt, lediglich circa 8 Stunden. Dann wird die Polder-Fläche durchschnittlich 2,85 Meter hoch eingestaut; die maximale Einstauhöhe beträgt dann im tiefsten Bereich bis zu 5,50 Meter. Insgesamt dauert die Betriebsphase des Polders in diesem maximalen Flutungsfall circa 65 Tage, wovon circa 13 Tage für die Entleerung angesetzt werden. Nach diesen 13 Tagen liegt der Wasserstand im Polder unter 81,0 m ü NN, das heißt unter der Schwellenhöhe des Ein- und Auslaufbauwerks. Auf Grund der Topografie können nicht alle Flächen komplett oberirdisch entwässern, so dass einige tiefer gelegene Bereiche dann immer noch mit Wasser eingestaut sind. Die Versickerungs- und Verdunstungsrate wird mit einem Zentimeter pro Tag angenommen. Je nach Witterungslage und Entwicklung der Rheinwasserstände können die berechneten Zeiten allerdings erheblich variieren.