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Technische Universität Kaiserslautern Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Seminarreihe Regionale Wasserwirtschaft in Theorie und Praxis Dipl.-Ing. Silja.

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Präsentation zum Thema: "Technische Universität Kaiserslautern Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Seminarreihe Regionale Wasserwirtschaft in Theorie und Praxis Dipl.-Ing. Silja."—  Präsentation transkript:

1 Technische Universität Kaiserslautern Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Seminarreihe Regionale Wasserwirtschaft in Theorie und Praxis Dipl.-Ing. Silja Worreschk Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung 19. Mai 2011 in Trier Hamburg Wasser, 2007

2 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überblick Einleitung Anforderungen an den Überflutungsschutz Bewertung der Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten (Gefährdungsanalyse, Risikofaktoren bei Starkregen) Handlungsfelder der Überflutungsvorsorge Anwendungsbeispiel Fazit und Ausblick Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

3 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Einleitung gehäuftes Auftreten von Starkregen in den letzten Jahren (z.B. Dortmund 2008, Stuttgart 2009) Prognosen zum Klimawandel charakterisieren eine Zunahme von Starkregen als wahrscheinlich führt zu größerer öffentlicher Wahrnehmung Auslegung der öffentlichen Kanalisation auf derartige Ereignisse ist nicht möglich Erörterung der Neuausrichtung des kommunalen Überflutungsschutzes Systematische Analyse von Überflutungsrisiken und Entwicklung geeigneter Vorsorgestrategien rückt in den Vordergrund Unterschiede Sturzfluten - Hochwasser Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

4 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Einführung vor diesem Hintergrund Veranlassung des Projektes KRisMa Auftraggeber: MUFV RLP und WBW Empfehlungen werden für die Erarbeitung eines Leitfadens Starkregen dem GStB zur Verfügung gestellt Projektziel methodische Entwicklung einer ortsbezogenen Gefährdungsanalyse Vorsorgekonzeption in Verbindung mit Anpassungsstrategien Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

5 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überblick Einleitung Anforderungen an den Überflutungsschutz Bewertung der Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten (Gefährdungsanalyse, Risikofaktoren bei Starkregen) Handlungsfelder der Überflutungsvorsorge Anwendungsbeispiel Fazit und Ausblick Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

6 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten Ö rtlichkeit/ Nutzung DIN EN 752 Entwurf von Kanalisationen DWA-A 118 Neuplanung ATV-DVWK (2004) Bestand Bemessungs- regen Ü berflutung Ü berstau l ä ndliche Gebiete 1 in 1 a1 in 10 a1 in 2 a- Wohngebiete1 in 2 a1 in 20 a1 in 3 a1 in 2 a Stadtzentren, Industrie- und Gewerbegebiete 1 in 2-5 a1 in 30 a1 in 5 a1 in 3 a Unterirdische Verkehrsanlagen, Unterf ü hrungen 1 in 50 a1 in a1 in 5 a Anforderungen an den Überflutungsschutz Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

7 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten Kommunale Gemeinschaftsaufgabe Überflutungsschutz Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010 DWA, 2008

8 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten Ursachen der Überflutung Rückstau aus der Kanalisation Überschwemmungen durch kleine Gewässer Zufluss von Außengebieten Schlafende Gewässer Überflutungen infolge Starkregen werden durch Interaktion dieser Prozesse verursacht Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

9 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten Methodik und Gegenstände der Gefährdungsanalyse Gefährdungsbereiche innerhalb der Netzstruktur Gefährdung durch exponierte topografische Lage Gefährdung durch (verrohrte) Bachläufe und (überbaute) Flutmulden Gefährdung durch Bebauungsstruktur/ Gebäudenutzung BMBF, 2008

10 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überblick Einleitung Anforderungen an den Überflutungsschutz Bewertung der Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten (Gefährdungsanalyse, Risikofaktoren bei Starkregen) Handlungsfelder der Überflutungsvorsorge Anwendungsbeispiel Fazit und Ausblick Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

11 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Methodik der Gefährdungsanalyse

12 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Methodik der Gefährdungsanalyse 1.Bewertung der Historie dokumentierte Überflutungen, Feuerwehreinsätze 2.Analyse des örtlichen Niederschlagsgeschehens besondere Auffälligkeiten im zeitlichen und lokalen Auftreten von Starkregen 3.Analyse der topografischen Gegebenheiten Identifizierung von Geländetiefpunkten Ermittlung oberflächiger Fließwege Zuflüsse von Außengebieten

13 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Methodik der Gefährdungsanalyse 4.Analyse Entwässerungssystem Abflussverhalten (nicht) befestigter Flächen Analyse der Netzstruktur Leistungsfähigkeit von Bachverrohrungen 5.Analyse Bebauungsstruktur und Infrastruktur Bebauungsdichte, Versieglungsgrade 6.Untersuchung zum Schadenspotenzial 7.Identifikation potenzieller Risikobereiche durch Verschneidung der Erkenntnisse aus 1 bis 6

14 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Methodik der Gefährdungsanalyse optional für potenzielle Risikobereiche: 8.vereinfacht-hydraulische Simulation Niederschlagsabflussbilanz GIS-basierte Abschätzung von Wasserständen ggf. Identifikation vorrangiger Überflutungsbereiche

15 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Methodik der Gefährdungsanalyse optional für vorrangige Risikobereiche: 9.detailliert-hydraulische Simulation Eingrenzung der Teilbereiche mit detailliert hydraulischer Berechnung Aufstellung dual drainage Abflussmodell 10.Verfeinerung der Risikobereiche Kategorisierung (Ergebnisse aus 1 bis 9) Erstellung von Gefahrenkarten 11.Entwicklung erforderlicher Maßnahmen Entwicklung und Bewertung möglicher Maßnahmen analog Handlungsspektrum EG-HWRM-RL

16 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Zwischenfazit Gefährdungsanalyse örtliche/ingenieurtechnische Analyse liefert je nach Situation unterschiedlich gute Ergebnisse falls Ergebnisse nicht zufriedenstellend sind oder gewünschter Detaillierungsgrad nicht erreicht ist simulationstechnische Analyse genaue Ermittlung der Risikobereiche mit Angabe von Wasserständen welche Schritte der Gefährdungsanalyse durchgeführt werden müssen, ist von der jeweiligen Situation und vom gewünschten Ergebnis abhängig

17 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überblick Einleitung Anforderungen an den Überflutungsschutz Bewertung der Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten (Gefährdungsanalyse, Risikofaktoren bei Starkregen) Handlungsfelder der Überflutungsvorsorge Anwendungsbeispiel Fazit und Ausblick Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

18 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Handlungsfelder der Überflutungsvorsorge Zyklus für ein kommunales Risikomanagement Überflutungsschutz (verändert nach LAWA, 2010)

19 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überblick Einleitung Anforderungen an den Überflutungsschutz Bewertung der Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten (Gefährdungsanalyse, Risikofaktoren bei Starkregen) Handlungsfelder der Überflutungsvorsorge Anwendungsbeispiel Fazit und Ausblick Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

20 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach Mölschbach Stadtteil von Kaiserslautern (ca Einwohner) liegt südöstlich in einem Tal des Pfälzer Waldes Starkregenereignis: 22. Juli 2006 Grundlage: wasserwirtschaftliche Studie zur Überflutungsgefährdung des Stadtteils Mölschbach Auftraggeber: Stadt Kaiserslautern Durchführung: WVE GmbH KL; FWW, TU KL und Fraunhofer ITWM, KL Stüterbach Rambach Eulenbach Lageplan Mölschbach (www.geoportal-wasser.rlp.de, 2010)

21 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach Fotos: Hammen, 2010; Feuerwehr Mölschbach, 2006 Rambach oberhalb der Ortslage Normalzustand und während des Starkregenereignisses 2006

22 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 1. Bewertung der Historie Befragung der Feuerwehr und der Anwohner Ortsbegehung: Bewertung Lage: Pfälzer Wald, Bebauung im Tal und an den Hängen bis zum Waldrand besondere Betrachtung der Bereiche, die von Überschwemmungen betroffen waren Gewässer innerhalb der Ortschaft ausgebaut und zum Teil verroht Betrachtung Zustand der Gewässer: Einbauten Betrachtung Rechen vor Verrohrungen: Bewuchs Foto: Zimmermann, 2009 Foto: Worreschk, 2010

23 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 2. Analyse Niederschlagsgeschehen Regenereignisdarstellung (Zimmermann, Jüpner, 2009) keine Aufzeichnung von verstärkten Regenmengen durch die 3 Regenschreiber der Stadt KL (z.B. TU: 8,9 mm in 3 h) Darstellung des Verlaufs des Ereignisses mit Radardaten Innerhalb von 2 Stunden 63,8 mm Niederschlagshöhe

24 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 2. Analyse Niederschlagsgeschehen Statistische Auswertung (Zimmermann, Jüpner, 2009) Statistische Einordnung mit ATV-A 121 (1985) und KOSTRA-DWD 2000 zw. 30 und 90 Min.: Wiederkehrintervall zw. 10 und 50 a zw. 90 und 120 Min.: rechnerische Wiederkehrzeit >> 100 a

25 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 3. Analyse topografische Gegebenheiten Topografische Karte mit Einzugsgebiets- flächen (Zimmermann, Jüpner, 2009) liegt in Tallage im Pfälzer Wald dichte Bewaldung 88 % des Einzugsgebiets ist bewaldet hoher Anteil an Steilflächen hohe Gefährdungslage

26 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 4. Analyse Entwässerungssystem vier Gewässer III. Ordnung Hauptgewässer: Rambach Gewässer sind technisch ausgebaut auf ein HQ 10 Bachverrohrungen sind ebenfalls auf HQ 10 ausgelegt Problem: nachträgliche Einbauten und Veränderungen des Gerinneprofils (besonders Stüterbach) Problem: Verlegung von Rechen keine Hochwasserschutzanlagen Entwässerung: Ortskern im Mischsystem, Gebiete im Norden von Mölschbach im Trennsystem Fotos: Hammen, Worreschk, 2010

27 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 5. Analyse Bebauungsstruktur und Infrastruktur Lage der Grundstücke: direkt am Gewässer, in den Talflanken und im Übergangsbereich je nach Lage unterschiedliches Gefährdungspotenzial Ortskern: hoher Anteil versiegelter Flächen weitläufigere Bebauung an den Hängen Beschleunigung des oberirdischen Abflusses durch Straßen mit großem Gefälle Fotos: Worreschk, 2010

28 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 6. Untersuchungen zum Schadenspotenzial hohes Schadenspotenzial: Untergeschosse mit Einliegerwohnungen besonders schützenswerte Objekte: Kindergarten keine besonders schützenswerten Kulturgüter Fotos: Hammen, 2010

29 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 7. Identifizierung potenzieller Risikobereiche für Mölschbach: Gebäude in Geländetiefpunkten Gebäude am Gewässer Gebäude am Hang, die sich in einem Abflussweg befinden Zimmermann, Jüpner, 2009

30 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 7. Identifizierung potenzieller Risikobereiche Zimmermann, Jüpner, 2009 Stüterbach Rambach Eulenbach

31 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach Rambach Eulenbach verändert nach Zimmermann, Jüpner, Identifizierung potenzieller Risikobereiche Feuerwehr Mölschbach, 2006

32 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 7. Identifizierung potenzieller Risikobereiche Zimmermann, Jüpner, 2009 Stüterbach Rambach Eulenbach

33 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach Stüterbach verändert nach Zimmermann, Jüpner, Identifizierung potenzieller Risikobereiche

34 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 9. Detaillierte Fließweganalyse Fließweganalyse Mölschbach mit Schadensschwerpunkten (Zimmermann, Jüpner, 2009)

35 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 11. Entwicklung Maßnahmen Zyklus für ein kommunales Risikomanagement Überflutungsschutz (verändert nach LAWA, 2010) Maßnahmen Mölschbach: Maßnahmen der Abflussminderung innerhalb der Siedlung forstwirtschaftliche Maßnahmen lokaler Objektschutz Verhaltensvorsorge Hammen, 2010

36 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Überblick Einleitung Anforderungen an den Überflutungsschutz Bewertung der Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten (Gefährdungsanalyse, Risikofaktoren bei Starkregen) Handlungsfelder der Überflutungsvorsorge Anwendungsbeispiel Fazit und Ausblick Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

37 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Fazit und Ausblick zunehmende Bedeutung Überflutungsvorsorge für Extremereignisse Durchführung einer Gefährdungsanalyse mit Identifikation überflutungsgefährdeter Bereiche Erarbeitung von Vorsorgemaßnahmen Aufklärung + Vorsorge der Bürger verbleibende Unwägbarkeiten und Risiken Starkregen als Naturereignis Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010

38 Technische Universität Kaiserslautern Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! BMVBS, 2008 Kontakt: Dipl.- Ing. Silja Worreschk 0631/


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