Prof. Dr. Jörg Höttges Lehrgebiet Wasserwirtschaft und Bauinformatik

Präsentation zum Thema: "Prof. Dr. Jörg Höttges Lehrgebiet Wasserwirtschaft und Bauinformatik"—  Präsentation transkript:

1 Gutachten zur Berechnung der Überflutungsflächen für ein 100jährliches Hochwasser
Prof. Dr. Jörg Höttges Lehrgebiet Wasserwirtschaft und Bauinformatik FH Aachen Prof. Dr. Jörg Höttges FH Aachen

2 Fragestellungen Grundlagen
Wurden die Berechnungen nach dem Stand der Technik ausgeführt? Sind die Ergebnisse plausibel? Können sich durch neue Berechnungen kleinere Überflutungsflächen ergeben?

3 Unterlagen erhalten am Mo., 21. April 2013
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

4 Veranlassung Grundlagen
EU-HWRM-RL: „Bewertung und Management von Hochwasserrisiken“ Ende 2011: Vorläufige Bewertung Ende 2013: Karten zu Hochwassergefahren und –risiken Ende 2015: Risikomanagementpläne

5 Berechnungsverfahren
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?

6 Berechnungsverfahren
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?

7 Qualität der Berechnungsverfahren
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

8 Qualität der Berechnungsverfahren
Grundlagen Berechnungsprogramme*: 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. KOSTRA (DWD) NASIM (Hydrotec) Standard MIKE 11 (DHI-Wasy) erweitert MIKE 21 (DHI-Wasy) MIKE Flood (DHI-Wasy) *) jeweils aktuelle Version

9 Entwicklungsstand vor einigen Jahren
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

10 Datenaufbereitung Begehung

11 Datenaufbereitung Hydrologische Darstellung des Einzugsgebietes

12 Niederschläge nach KOSTRA
Datenaufbereitung Niederschläge nach KOSTRA KOSTRA-Werte für Rasterfeld Spalte 9, Zeile 55

13 Reduktionsfaktoren für große Gebiete
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

14 Reduktionsfaktoren für große Gebiete
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

15 Weitere Arbeitsschritte
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

16 Ursachen der Überflutung
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 = m³ Geländeverlauf…

17 Ergebnisse Geländeverlauf Verrohrung

18 Ergebnisse Geländeverlauf Verrohrung

19 Abfluss folgt dem Geländeverlauf
Ergebnisse Abfluss folgt dem Geländeverlauf Verrohrung

20 Abfluss folgt dem Geländeverlauf
Ergebnisse Abfluss folgt dem Geländeverlauf Verrohrung Verrohrung

21 Durchführung der Berechnungen
Fazit Durchführung der Berechnungen Verwendete Berechnungsprogramme entsprechen Stand der Technik Grundlagenermittlung, Modellierung und Auswertung enthalten keine offensichtlichen Fehler Ergebnisse sind plausibel

22 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

23 Töte nicht den Boten der schlechten Nachricht
Zum Schluss Töte nicht den Boten der schlechten Nachricht nach Sophokles, ca. 420 v. Chr.