Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Vorlesung Wasserwirtschaft & Hydrologie I Themen: Vorlesung 6 Hochwasserschadenspotentiale Methodische Grundlagen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken analysieren anwenden verstehen erinnern Lehrziele der Veranstaltung erschaffen bewerten Sie kennen die Grundlagen der Hochwasserschadenspotentiale. Sie beschreiben die Einflüsse auf die Ermittlung der Hochwasser- schadenspotentiale. Sie verstehen die prinzipielle Vorgehensweise bei der Analyse von Hochwasserschadenspotentialen. Sie beschreiben und wenden Maßnahmen zur Reduzierung des Schadens an. Sie bewerten die Ergebnisse von Schadenspotentialanalysen anhand der Eingangsdaten.

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: MUNLV NRW Hochwasserbelastung

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Wirkung der Hochwasserdeiche I Bildquelle: MUNLV NRW

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Wirkung der Hochwasserdeiche II Bildquelle: MUNLV NRW

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: ProAqua GmbH Aachen Hochwasserbelastung mit Deich

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: ProAqua GmbH Aachen Hochwasserbelastung ohne Deich

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: ProAqua GmbH Aachen Schadenspotenziale I

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: ProAqua GmbH Aachen Schadenspotenziale II

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Belastung Jährlichkeit Abfluss Wasserspiegel Überflutungsfläche Ereignisdauer Wasserspiegel [NN+m] Landnutzungseinheit FreiflächeGebäude Schadensfunktion Wasserstand [m ü. GOK] Schaden [€] Überflutungsbereich Schema der Hochwasserschadensberechnung Bildquelle: ProAqua

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken h [m] S [TDM] ohne Maßnahme Vorwarnung h [m] S [T€] ohne Maßnahme Vorwarnung Nutzungsänderung h [m] S [T€] ohne Maßnahme Schadensfunktionen Wie verändert sich die Schadensfunktion bei: Vorwarnung Nutzungsänderung lokalem Hochwasserschutz

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken h [m] S [TDM] ohne Maßnahme Vorwarnung h [m] S [T€] ohne Maßnahme Vorwarnung Nutzungsänderung h [m] S [T€] ohne Maßnahme Nutzungsänderung Vorwarnung Objektschutz Schadensfunktionen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Voraussetzungen und Vorarbeiten Hydrologische Modelluntersuchung –Niederschlag-Abfluss-Modellierung, Abfluss-Statistik Hydraulische Berechnung –Wasserspiegellagenberechnung Erfassung der Landnutzung –mikro-, meso- oder makroskalig Erfassung von Geo-Informationen –Geländehöhen, Kartenmaterial Erfassung von volkswirtschaftlichen Indikatoren –Sachwerte, Wertschöpfung, Kaufkraft

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Hydrologische Modelluntersuchung Hydraulische Berechnung Erfassung von Geo-Informationen Berechnung der Überflutungsbereiche (Tiefenpläne) Erfassung der Landnutzung Erfassung von volkswirtschafltlichen Indikatoren Bestellung von Schadensfunktionen Berechnung von nutzungsspezifischen Schadensmengen Berechnung von nutzungsspezifischen monetären Schäden Analyse und Zusammenfassung der monetären Schäden Schematischer Berechnungsablauf Hochwasserschadenspotenziale

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Hydrologische Modelluntersuchung Q [m3/s] Wahrscheinlichkeit[-] ohne Maßnahme Rückhaltemaßnahme Wahrscheinlichkeit = f(Abfluss) Bildquelle: ProAqua

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Hydraulische Modelluntersuchung Fließgewässer Q [m3/s] Wasserstand [mNN] ohne Maßnahme Ausbaumaßnahme Wasserstand = f(Abfluss) Bildquelle: ProAqua

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Ermittlung der Überschwemmungsfläche Bildquelle: ProAqua

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Skalenabhängige Methodologie Mikroskalige Methode: –Empirische Erhebungen auf der Ebene einzelner Gebäude oder Flurstücke Mesoskalige Methode: –Wirtschaftsstatistiken und Liegenschaftsinformationen auf der Ebene von Landnutzungseinheiten wie Flure oder Raumeinheiten aus topographischen Erhebungen Makroskalige Methode: –Großräumige Gruppen von Landnutzungseinheiten wie z.B. Gemeinden oder Stadtteile, die aus der Sicht der Raumordnung entscheidungsrelevant sind

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Mikroskalige Landnutzungserfassung Private Wohngebäude Dienstleistungsbereich Verarbeitendes Gewerbe Öffentliche Infrastruktur Wirtschaftsgebäude für Land- und Forstwirtschaft Bildquelle: ProAqua

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Makroskalige Landnutzungserfassung vorwiegend Wohnungsbau Sondergebiet LW-Betriebe Bildquelle: ProAqua

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Q [m3/s] F[-] Hydrologie Q [m3/s] h [mNN] Hydraulik h [m] S [T€] Schadensfunktion F[-] S [T€] Schadensauswertung jährliche Schadenserwartung Funktionale Zusammenhänge Bildquelle: ProAqua

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Wahrscheinlichkeit [-] Schaden [T€] Jährlicher Nutzen (Variante) = Schadenserwartung (Ist-Zustand) - Schadenserwartung (Variante) Der jährliche Nutzen einer Variante geht als jährliche Zahlungsreihe in die Kosten-Nutzen-Analyse ein. jährlicher Nutzen der Maßnahme mit Maßnahme ohne Maßnahme Kosten – Nutzen - Analyse

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken LandnutzungDurchschnittliche Vermögenswerte Einheit Landwirtschaft (Betriebsvermögen) € / m² Energie- und Wasserversorgung125 – 1.500€ / m² Verarbeitendes Gewerbe € / m² Handel und Dienstleistungen € / m² Verkehr und Nachrichtenübermittlung € / m² Staat und Nichterwerbsorganisationen € / m² Öffentlicher Tiefbau € / m² Wohnkapital € pro Kopf Kenndaten zu Hochwasserschadenspotenzialen

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Datengrundlage für Potenzialuntersuchungen I Die Vermessung der Querprofile für die Hydraulik muss weiträumig erfolgen Die Genauigkeit des DHM liegt im Dezimeter Bereich Das DHM ist je nach Projektmaßstab mit terrestrischen Vermessungsdaten zu ergänzen Die Liegenschaftsinformationen sind nicht immer flächendeckend digital verfügbar. Die Standard-Formate sind noch nicht überall eingeführt Geographie Nutzung

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Datengrundlage für Potenzialuntersuchungen II Die Ableitung von Schadensfunktionen auf der Basis von volkswirtschaftlichen Indikatoren ist eine Spezialaufgabe Aus aggregierten Informationen (z.B. von Versicherungen) lassen sich nicht immer Schadenscharakteristika einzelner Objekte ableiten Die Stichprobenmenge der Schadenserhebungen für die Erstellung von Schadensfunktionen ist nicht für alle Nutzungsarten ausreichend Die Schadensfunktionen bilden nicht die regionale Hochwasserschadenscharakteristik ab Volkswirtschaft Schadensfunktion

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Analyse der Nutzungsarten –privates Wohnen, Gewerbe etc. Analyse der Variantenergebnisse –verschiedene Maßnahmen (konstruktiv / nicht konstruktiv) Aggregation nach regionalen Gesichtspunkten –Stadtteile, Gemeinden, Kreise (Thematische Karten) Berechnung der jährlichen Schadenserwartungswerte –Aggregation durch Wichtung der Wahrscheinlichkeiten Vergleich der Variantenergebnisse mit der Null-Variante –Anhaltspunkt für den monetären Nutzen einer Maßnahme Auswerte- und Analysemöglichkeiten

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken Bildquelle: Benutzerhandbuch HWSCalc MUNLV HWSCalc Module

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken HWSCalc: Parametrierung (ohne GIS-Ansatz) Bildquelle: Benutzerhandbuch HWSCalc MUNLV

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken HWSCalc: Zonierung der Nutzungsobjekte I

Univ.-Prof. Dr.-Ing. H. Nacken HWSCalc: Zonierung der Nutzungsobjekte II