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Neue Grenzen des ÜSG Kollau
Olaf Müller, Gabriele Gönnert und Peter Fröhle (TUHH), 01.03.2016
Untersuchungsumfang
2 Übersichtskarte und Lageplan
Die Überprüfung des vorläufig gesicherten ÜSG umfasst die hydraulische Berechnung der ÜSG-Flächen mit einer genaueren Methode unter Berücksichtigung neuer Erkenntnisse
Daten zur Ermittlung von ÜSG
• Meteorologische Daten (z.B. Niederschlag, Sonnenscheindauer) - Deutscher Wetterdienst
• Topografische Daten (z.B. Höhendaten, Luftbilder) - Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV)
• Landnutzung/Versiegelung - LGV, LSBG mit der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH)
• Sielnetzdaten - Hamburg Wasser • Geologie/Bodenarten - Behörde Umwelt und Energie (BUE) • Gewässervermessung - LSBG mit der TUHH • Pegelaufzeichnungen - BUE • Bauwerksdaten – Bezirksamt Eimsbüttel (BA)
• Digitales Geländemodell (DGM 1) - LGV • Landnutzungsdaten - LGV • Gebäudekataster - LGV • Digitale Karte 1 : 5000 - LGV • Gewässervermessung - LSBG mit der TUHH • Rauheiten - LSBG mit der TUHH • Pegelaufzeichnungen - BUE • Bauwerksdaten – BA
Hydrologie
Niederschlag- Abfluss- Modell
Hydraulik
Hydrodynamisches- numerisches
Modell
ÜSG
Darstellung in Kartenform
• Gebäudekataster - LGV • Digitale Stadtgrundkarte 1 : 1000 - LGV
Naturwissenschaftliche Verfahren
• Hydronumerische Modelle ermitteln Fließverhältnisse in Gewässern
• Zur Ermittlung von Fließverhältnissen werden ein-, zwei- und dreidimensionale Modelle (1D-, 2D-, 3D-Modelle) unterschieden
• Auswahl ist von der Fragestellung abhängig
• ÜSG wirken in der horizontalen Strömungsebene
• Bei ÜSG werden hinreichend genau 1D-Modelle eingesetzt. Das vorläufig gesicherte ÜSG Kollau wurde mit einem stationären 1D-Modell berechnet, d.h. Abfluss = abschnittsweise konstant
• Die Überprüfung erfolgt mit einem instationären 2D-Modell, um den besonderen Hinweisen (z. B. lokale Geländeveränderungen) der Stellungnahmen Rechnung zu tragen
• 3D-Modelle werden z.B. beim Sedimenttransport eingesetzt
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Vorläufig gesichertes ÜSG
2D-Modellierung
• Gitternetz aus Laserscanbefliegung DGM 2010 (Vorgänger 2001) und örtlicher Vermessung gemäß Stellungnahmen
• Genauere Berücksichtigung der Gewässergeometrie mit Bauwerken und der Topographie der Vorländer bzw. Stadtfläche
• Berechnung der Strömungskomponenten in zwei Raumrichtungen, d. h. Strömungsrichtung muss nicht bekannt sein
• Je Netzknoten Berechnung der Strömungskomponenten (Geschwindigkeit und Wasserstand)
• Instationäre Modellierung, d.h. Abfluss ≠ konstant
• Software ist im Internet seit 2015 verfügbar: Delft3D Flexible Mesh Suite (Forschungsinstitut Deltares, Niederlande)
• Rechenzeit: 55 h (= 2,3 Tage) - Realzeit des HQ100 rund 50 h Computer mit 40 Rechenkernen
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Gitternetz 2D-Modell
• Gekrümmte Vierecke (27 - 54 cm quer, 70 - 200 cm längs) im Gewässer und Dreiecke im Vorland (Kantenlänge 0,17 - 75,00 m)
• 451.265 Netzelemente mit 303.224 Gitternetzpunkte (Knoten) • Gebäude werden „ausgestanzt“, d. h. Umströmung wird naturähnlich
berücksichtigt
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Topographie und Stellungnahmen
Ergänzende Vermessungen
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Gewässertopographie
Ergänzende Vermessungen
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Anlagen
Querriegel Wehmerweg Brücke Niendorfer Straße
Anlagen im und am Gewässer wurden kontrolliert und im Modell mit ihrer Wirksamkeit berücksichtigt
Ergebnis 2D-Modellierung
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12
Ergebnis 2D-Modellierung
Neue ÜSG-Grenzen - 2D/1D-Vergleich
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Verkleinerung: 1. Im Niederungsgebiet
östlich „Am Ree“ 2. Holloswisch zwischen
„Amerkamp“ und „Niendorfer Gehege“
3. Kollauwanderweg zwischen „Fohrwisch“ und „Deelwisch“
4. Nordwestlich „Wehmerweg“ und
Bereich Alte Kollau Ost Vergrößerung: 5. Bereich „Liethwisch“ 4
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1
3
2 4
5
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Verkleinerung östlich „Am Ree“
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Verkleinerung Holloswisch
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Verkleinerung östlich Fohrwisch
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Verkleinerung/Vergrößerung Wehmerweg …
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Vergrößerung Bereich Liethwisch
2 zusätzliche Gebäude
Vergleich der Berechnungsergebnisse
Naturwissenschaftliche Verfahren
Fläche [ha]
Anzahl betroffener Gebäude/ HQ100 [Stück]
1D-Modell 39,06 286
2D-Modell 23,11 37
Die überschwemmte Fläche wird insgesamt 15,95 ha (= 41 %) geringer Die Anzahl der betroffenen Gebäude verringert sich um 249 (= 87 % weniger)
Zusammenfassung
• Die räumliche Ausdehnung des ÜSG ist um 41% geringer
• Geringe Flächenzunahmen ergeben sich am „Liethwisch“
• Insgesamt sind 249 Gebäude weniger betroffen • Differenzen erklären sich aus der Instationarität (zeitliche Verlauf des
Abflusses) und die genauere Strömungsmodellierung von Bauwerken sowie durch die Berechnung des Fliessweges im Gelände
• Weiterhin bedingt die Verwendung des DigitalenGeländeModells (DGM) aus dem Jahr 2010 (Vorgänger stammte aus dem Jahr 2001) genauere Höhenangaben
• Weitere Gründe basieren auf Hinweisen von Anwohnerinnen und
Anwohnern sowie einer betrieblichen Änderung eines Gewässer-Querriegels
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Vielen Dank
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