Flood protection at Zurich main station: physical model experiments

Florian Hinkelammert, Volker Weitbrecht and Robert M. Boes

Essential parts of downtown Zurich are located on the alluvial fan of the Sihl River. Due to high sediment loads and considerable amounts of driftwood during extreme flood events, the potential damage for a PMF is estimated at about 5 billion CHF. The main bottleneck concerning the discharge capacity is located at Zurich's main railway station, where the Sihl River crosses the station in an intermediate floor through five culverts. For the successful design of flood control measures, reliable data on the discharge capacity with the influence of driftwood and sediment transport are essential. To this end, VAW of ETH Zurich performed physical model investigations at a scale of 1:30. In parallel, a numerical 2D-model was operated. The experiments showed that the consideration of backwater effects triggered by the confluence of Sihl River and Limmat River 400 m downstream of Zurich main station is crucial. Therefore, the discharge of the Limmat River has to be considered for the specification of the discharge capacity of the five culverts. Grosse Bereiche der Stadt Zürich liegen auf dem Schwemmkegel des Voralpenflusses Sihl und sind stark hochwassergefährdet. Aufgrund der starken Verbauung wird das Schadenspotential bei EHQ auf bis zu 5 Milliarden Franken geschätzt. Die massgebende Schlüsselstelle für die Abflusskapazität der Sihl im Stadtgebiet ist die Position der Gleishalle des Hauptbahnhofs Zürich, welche von der Sihl in einem Zwischengeschoss in fünf Durchlässen durchquert wird. Diese Situation begünstigt Verklausungen durch Schwemmholz und anderes Treibgut und kann zu einer Reduktion der Abflusskapazität bei Materialablagerungen in den Durchlässen führen. Der Ausbau des Hochwasserschutzes im Stadtgebiet bedingt eine möglichst exakte Kenntnis der Abflusskapazität der Sihldurchlässe. Hybride Untersuchungen der Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie (VAW) der ETH Zürich mittels eines physikalischen Modells im Massstab 1:30 sowie einem hydronumerischen 2D-Modell zeigten, dass der Einfluss des 400 m flussab gelegenen Zusammenflusses von Sihl und Limmat massgebenden Abfluss auf die Wasserspiegellagen in den Sihldurchlässen hat. Angaben zur Abflusskapazität der Sihl können daher nur in Zusammenhang mit dem jeweiligen Limmat- Abfluss eindeutig interpretiert werden.

2016/1 296-305