Überflutungsrisiko Pulheim Sitzung des Umwelt- und Planungsausschusses der Stadt Pulheim, 24. April...

Überflutungsrisiko Pulheim Sitzung des Umwelt- und Planungsausschusses der Stadt

Pulheim, 24. April 2013

Gutachten zur Berechnung der Überflutungsflächen für ein 100jährliches Hochwasser

Prof. Dr. Jörg HöttgesLehrgebiet Wasserwirtschaft und BauinformatikFH Aachen

Prof. Dr. Jörg Höttges FH Aachen

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Pulheim, 24. April 2013

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Grundlagen

Fragestellungen

• Wurden die Berechnungen nach dem Stand der Technik ausgeführt?

• Sind die Ergebnisse plausibel?

• Können sich durch neue Berechnungen kleinere Überflutungsflächen ergeben?

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Grundlagen

Unterlagen erhalten am Mo., 21. April 2013

• Erläuterungsbericht des Ingenieurbüros

• Geometrie- Querprofildaten des Gewässers- Geländehöhen

• Hydraulik/Hydrologie- N-A-Modell- Durchflussdaten

• Ergebnisse- Wasserspiegellagen- Karten

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Grundlagen

Veranlassung

• EU-HWRM-RL: „Bewertung und Management von Hochwasserrisiken“

• Ende 2011: Vorläufige Bewertung

• Ende 2013: Karten zu Hochwassergefahren und –risiken

• Ende 2015: Risikomanagementpläne

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Grundlagen

Berechnungsverfahren

• Kombination aus mehreren Computermodellen- Niederschlagsvorhersage → wieviel Regen?- N-A-Simulation → wieviel Wasser fließt im

Pulheimer Bach?- 1-D-Gewässerberechnung → wie hoch steht das

Wasser? - 2-D-Oberflächenabfluss → wohin fließt das Wasser?

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Grundlagen

Berechnungsverfahren

• Kombination aus mehreren Computermodellen- Niederschlagsvorhersage → wieviel Regen?- N-A-Simulation → wieviel Wasser fließt im

Pulheimer Bach?- 1-D-Gewässerberechnung → wie hoch steht das

Wasser? - 2-D-Oberflächenabfluss → wohin fließt das Wasser?- Kombinierte Berechnung → wohin fließt das Wasser,

wenn das Kanalnetz be-

rücksichtigt wird?

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Grundlagen

Qualität der Berechnungsverfahren

• Niederschlagsvorhersage a.a.R.d.T.

• N-A-Simulation a.a.R.d.T.

• 1-D-Gewässerberechnung a.a.R.d.T.

• 2-D-Oberflächenabfluss S.d.T.

• Kombinierte Berechnung S.v.W.u.T.*

Standard

erweitert

*) Stand von Wissenschaft und Technik

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Grundlagen

Qualität der Berechnungsverfahren

• Niederschlagsvorhersage a.a.R.d.T.

• N-A-Simulation a.a.R.d.T.

• 1-D-Gewässerberechnung a.a.R.d.T.

• 2-D-Oberflächenabfluss S.d.T.

• Kombinierte Berechnung S.v.W.u.T.

Standard

erweitert

KOSTRA (DWD)

NASIM (Hydrotec)

MIKE 11 (DHI-Wasy)

MIKE 21 (DHI-Wasy)

MIKE Flood (DHI-Wasy)

Berechnungsprogramme*:

*) jeweils aktuelle Version

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Grundlagen

Entwicklungsstand vor einigen Jahren

• Niederschlagsvorhersage a.a.R.d.T.

• N-A-Simulation a.a.R.d.T.

• 1-D-Gewässerberechnung a.a.R.d.T.

• 2-D-Oberflächenabfluss S.v.W.u.T.

• Kombinierte Berechnung S.v.W.u.T.

Standard

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Datenaufbereitung

Begehung

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Datenaufbereitung

Hydrologische Darstellung des Einzugsgebietes

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Datenaufbereitung

Niederschläge nach KOSTRA

KOSTRA-Werte für Rasterfeld Spalte 9, Zeile 55

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Datenaufbereitung

Reduktionsfaktoren für große Gebiete

• Gebietsgröße: 18,6 km²

• Richtlinie DWA-A 531: Abminderung ab 25 km²

• Fachliteratur:

aus: Schröder et. al.: „Grundlagen des Wasserbaus“ 3. Auflage, Werner-Verlag

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Datenaufbereitung

Reduktionsfaktoren für große Gebiete

• Gebietsgröße: 18,6 km²

• Richtlinie DWA-A 531: Abminderung ab 25 km²

• Fachliteratur:

keine Abminderung empfehlenswert

aus: Schröder et. al.: „Grundlagen des Wasserbaus“ 3. Auflage, Werner-Verlag

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Datenaufbereitung

Weitere Arbeitsschritte

• Erfassung der Geländehöhen und Gewässerquerschnitte

• Aufbereitung der Modelldaten- Übernahme des N-A-Modells aus früheren Projekten- Rauheiten für die Gewässerberechnung- Modellparameter

• Durchführung der Berechnungen

• Auswertung der Wasserspiegelhöhen

• Kartendarstellung

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Ergebnisse

Ursachen der Überflutung

• Ableitung durch das Stadtgebiet Pulheim- Überschreitung der Leistungsfähigkeit

der Verrohrung mit anschließendem offenem Bachlauf: Qmax = 4,35 m³/s

• Auswirkung bei Überlastung- Begrenzung des Abflusses- Plötzlicher Anstieg des Wasserspiegels vor dem Eintritt in

die Verrohrung (Widdersdorfer Straße)- Überflutung bei 100jährlichem

Hochwasser: VÜ,100 = 25.000 m³

• Geländeverlauf…

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Ergebnisse

Geländeverlauf

Verrohrung

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Ergebnisse

Geländeverlauf

Verrohrung

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Ergebnisse

Abfluss folgt dem Geländeverlauf

Verrohrung

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Ergebnisse

Abfluss folgt dem Geländeverlauf

VerrohrungVerrohrung

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Fazit

Durchführung der Berechnungen

• Verwendete Berechnungsprogramme entsprechen Stand der Technik

• Grundlagenermittlung, Modellierung und Auswertung enthalten keine offensichtlichen Fehler

• Ergebnisse sind plausibel

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Fazit

Bewertung

• Es ist mit einer „seltenen“ Überflutung zu rechnen

• Bei Überflutungen treten erhebliche Wassermengen aus

• Aus wasserwirtschaftlicher Sicht ist langfristig eine Berücksichtigung des Überschwemmungsrisikos notwendig

- Hochwasserangepasstes Bauen- Erhöhung des Hochwasserschutzes ist nicht zwingend

(Kosten-/Nutzenabwägung)

• Eine kombinierte Berechnung von Oberflächenabfluss und Kanalnetz wird möglicherweise kleinere Überflutungsflächen ergeben

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Zum Schluss

Töte nicht den Boten der schlechten Nachricht

nach Sophokles, ca. 420 v. Chr.