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

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

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 3

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 4

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

Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten Anforderungen an den Überflutungsschutz Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010 Örtlichkeit/ Nutzung DIN EN 752 Entwurf von Kanalisationen DWA-A 118 Neuplanung ATV-DVWK (2004) Bestand Bemessungs-regen Überflutung Überstau ländliche Gebiete 1 in 1 a 1 in 10 a 1 in 2 a - Wohngebiete 1 in 20 a 1 in 3 a Stadtzentren, Industrie- und Gewerbegebiete 1 in 2-5 a 1 in 30 a 1 in 5 a Unterirdische Verkehrsanlagen, Unterführungen 1 in 50 a 1 in 10-50 a 6

Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten Kommunale Gemeinschaftsaufgabe „Überflutungsschutz“ Hamburg Wasser, 2007 LANUV, 2010 DWA, 2008 7

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 8

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 9

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

Methodik der Gefährdungsanalyse 11

Methodik der Gefährdungsanalyse Bewertung der Historie dokumentierte Überflutungen, Feuerwehreinsätze Analyse des örtlichen Niederschlagsgeschehens besondere Auffälligkeiten im zeitlichen und lokalen Auftreten von Starkregen Analyse der topografischen Gegebenheiten Identifizierung von Geländetiefpunkten Ermittlung oberflächiger Fließwege Zuflüsse von Außengebieten 12

Methodik der Gefährdungsanalyse Analyse Entwässerungssystem Abflussverhalten (nicht) befestigter Flächen Analyse der Netzstruktur Leistungsfähigkeit von Bachverrohrungen Analyse Bebauungsstruktur und Infrastruktur Bebauungsdichte, Versieglungsgrade Untersuchung zum Schadenspotenzial Identifikation potenzieller Risikobereiche durch Verschneidung der Erkenntnisse aus 1 bis 6 13

Methodik der Gefährdungsanalyse optional für potenzielle Risikobereiche: vereinfacht-hydraulische Simulation Niederschlagsabflussbilanz GIS-basierte Abschätzung von Wasserständen ggf. Identifikation vorrangiger Überflutungsbereiche 14

Methodik der Gefährdungsanalyse optional für vorrangige Risikobereiche: detailliert-hydraulische Simulation Eingrenzung der Teilbereiche mit detailliert hydraulischer Berechnung Aufstellung „dual drainage“ Abflussmodell Verfeinerung der Risikobereiche Kategorisierung (Ergebnisse aus 1 bis 9) Erstellung von Gefahrenkarten Entwicklung erforderlicher Maßnahmen Entwicklung und Bewertung möglicher Maßnahmen analog Handlungsspektrum EG-HWRM-RL 15

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 16

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

Handlungsfelder der Überflutungsvorsorge Zyklus für ein kommunales Risikomanagement „Überflutungsschutz“ (verändert nach LAWA, 2010) 18

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

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach Stadtteil von Kaiserslautern (ca. 1250 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) Lageplan Mölschbach (www.geoportal-wasser.rlp.de, 2010) 20

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach Rambach oberhalb der Ortslage Normalzustand und während des Starkregenereignisses 2006 Fotos: Hammen, 2010; Feuerwehr Mölschbach, 2006 21

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 22

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 2. Analyse Niederschlagsgeschehen 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 Regenereignisdarstellung (Zimmermann, Jüpner, 2009) 23

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 2. Analyse Niederschlagsgeschehen 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 Statistische Auswertung (Zimmermann, Jüpner, 2009) 24

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

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 4. Analyse Entwässerungssystem vier Gewässer III. Ordnung Hauptgewässer: Rambach Gewässer sind technisch ausgebaut auf ein HQ10 Bachverrohrungen sind ebenfalls auf HQ10 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 26

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 27

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 6. Untersuchungen zum Schadenspotenzial hohes Schadenspotenzial: Untergeschosse mit Einliegerwohnungen besonders schützenswerte Objekte: Kindergarten keine besonders schützenswerten Kulturgüter Fotos: Hammen, 2010 28

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 29

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 7. Identifizierung potenzieller Risikobereiche Stüterbach Rambach Eulenbach Zimmermann, Jüpner, 2009 30

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 7. Identifizierung potenzieller Risikobereiche Feuerwehr Mölschbach, 2006 Feuerwehr Mölschbach, 2006 verändert nach Zimmermann, Jüpner, 2009 Rambach Eulenbach 31

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 7. Identifizierung potenzieller Risikobereiche Stüterbach Rambach Eulenbach Zimmermann, Jüpner, 2009 32

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 7. Identifizierung potenzieller Risikobereiche Stüterbach verändert nach Zimmermann, Jüpner, 2009 33

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 9. Detaillierte Fließweganalyse Fließweganalyse Mölschbach mit Schadensschwerpunkten (Zimmermann, Jüpner, 2009) 34

Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach 11. Entwicklung Maßnahmen Maßnahmen Mölschbach: Maßnahmen der Abflussminderung innerhalb der Siedlung forstwirtschaftliche Maßnahmen lokaler Objektschutz Verhaltensvorsorge Hammen, 2010 Zyklus für ein kommunales Risikomanagement „Überflutungsschutz“ (verändert nach LAWA, 2010) 35

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

zunehmende Bedeutung „Überflutungsvorsorge“ für Extremereignisse 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

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Kontakt: Dipl.- Ing. Silja Worreschk 0631/205-3408 silja.worreschk@bauing.uni-kl.de BMVBS, 2008 38