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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
Überflutungsrisiko Pulheim Sitzung des Umwelt- und Planungsausschusses der Stadt
Pulheim, 24. April 2013
Prof. Dr. Jörg Höttges FH Aachen
Grundlagen
Fragestellungen
• Wurden die Berechnungen nach dem Stand der Technik ausgeführt?
• Sind die Ergebnisse plausibel?
• Können sich durch neue Berechnungen kleinere Überflutungsflächen ergeben?
Überflutungsrisiko Pulheim Sitzung des Umwelt- und Planungsausschusses der Stadt
Pulheim, 24. April 2013
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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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Pulheim, 24. April 2013
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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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Pulheim, 24. April 2013
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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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Pulheim, 24. April 2013
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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?
Überflutungsrisiko Pulheim Sitzung des Umwelt- und Planungsausschusses der Stadt
Pulheim, 24. April 2013
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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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Pulheim, 24. April 2013
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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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Pulheim, 24. April 2013
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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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Pulheim, 24. April 2013
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Zum Schluss
Töte nicht den Boten der schlechten Nachricht
nach Sophokles, ca. 420 v. Chr.
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