Analyse und Bewertung der örtlichen

Report
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
Technische Universität Kaiserslautern
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 2
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 3
Einleitung
Hamburg Wasser, 2007
LANUV, 2010

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
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 4
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
Hamburg Wasser, 2007
LANUV, 2010
 Vorsorgekonzeption in Verbindung mit
Anpassungsstrategien
Technische Universität Kaiserslautern
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 5
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 6
Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten
Anforderungen an den Überflutungsschutz
Örtlichkeit/
Nutzung
DWA-A 118
Neuplanung
ATV-DVWK
(2004)
Bestand
Bemessungsregen
Überflutung
Überstau
Überstau
ländliche Gebiete
1 in 1 a
1 in 10 a
1 in 2 a
-
Wohngebiete
1 in 2 a
1 in 20 a
1 in 3 a
1 in 2 a
1 in 2-5 a
1 in 30 a
1 in 5 a
1 in 3 a
1 in 50 a
1 in 10-50 a
1 in 5 a
Stadtzentren,
Industrie- und
Gewerbegebiete
Hamburg Wasser, 2007
LANUV, 2010
DIN EN 752
Entwurf von Kanalisationen
Unterirdische
Verkehrsanlagen,
Unterführungen
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 7
Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten
Kommunale Gemeinschaftsaufgabe
„Überflutungsschutz“
Hamburg Wasser, 2007
LANUV, 2010
DWA, 2008
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 8
Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten
Ursachen der Überflutung
 Rückstau aus der Kanalisation
 Überschwemmungen durch kleine Gewässer
 Zufluss von Außengebieten
 Schlafende Gewässer
Hamburg Wasser, 2007
LANUV, 2010
 Überflutungen infolge Starkregen werden durch
Interaktion dieser Prozesse verursacht
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 9
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
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 10
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
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 11
Methodik der Gefährdungsanalyse
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 12
Methodik der Gefährdungsanalyse
1. Bewertung der Historie

dokumentierte Überflutungen, Feuerwehreinsätze
2. Analyse des örtlichen
Niederschlagsgeschehens

besondere Auffälligkeiten im zeitlichen und lokalen
Auftreten von Starkregen
3. Analyse der topografischen Gegebenheiten

Identifizierung von Geländetiefpunkten

Ermittlung oberflächiger Fließwege

Zuflüsse von Außengebieten
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 13
Methodik der Gefährdungsanalyse
4. Analyse Entwässerungssystem

Abflussverhalten (nicht) befestigter Flächen

Analyse der Netzstruktur

Leistungsfähigkeit von Bachverrohrungen
5. Analyse Bebauungsstruktur und
Infrastruktur

Bebauungsdichte, Versieglungsgrade
6. Untersuchung zum Schadenspotenzial
7. Identifikation potenzieller Risikobereiche

durch Verschneidung der Erkenntnisse aus 1 bis 6
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08.04.2015 - 14
Methodik der Gefährdungsanalyse
optional für potenzielle Risikobereiche:
8. vereinfacht-hydraulische Simulation

Niederschlagsabflussbilanz

GIS-basierte Abschätzung von Wasserständen

ggf. Identifikation vorrangiger Überflutungsbereiche
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08.04.2015 - 15
Methodik der Gefährdungsanalyse
optional für vorrangige Risikobereiche:
9. detailliert-hydraulische Simulation

Eingrenzung der Teilbereiche mit detailliert
hydraulischer Berechnung

Aufstellung „dual drainage“ Abflussmodell
10. Verfeinerung der Risikobereiche

Kategorisierung (Ergebnisse aus 1 bis 9)

Erstellung von Gefahrenkarten
11. Entwicklung erforderlicher Maßnahmen

Entwicklung und Bewertung möglicher Maßnahmen
analog Handlungsspektrum EG-HWRM-RL
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08.04.2015 - 16
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
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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08.04.2015 - 17
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
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 18
Handlungsfelder der Überflutungsvorsorge
Technische
Maßnahmen zum
Überflutungsschutz
Lokaler
Objektschutz
Risikovorsorge
Abflussminderung
Verhaltensvorsorge
Flächenvorsorge
Zyklus für ein
kommunales
Risikomanagement
„Überflutungsschutz“
Informationsvorsorge
Vorsorge
Überschwemmungen
durch Starkregen
Auswertung
Regeneration
Wiederaufbau
Bewältigung
Auswertung
Hilfe für die
Betroffenen
Sofortmaßnahmen
(verändert nach
LAWA, 2010)
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 19
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 20
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
Mölschbach
 Stadtteil von Kaiserslautern (ca. 1250
Stüterbach
Einwohner)
 liegt südöstlich in einem Tal des
Pfälzer Waldes
 Starkregenereignis: 22. Juli 2006
Rambach

Grundlage: wasserwirtschaftliche
Studie zur Überflutungsgefährdung
des Stadtteils Mölschbach

Auftraggeber: Stadt Kaiserslautern

Durchführung: WVE GmbH KL; FWW,
TU KL und Fraunhofer ITWM, KL
Eulenbach
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
Lageplan Mölschbach (www.geoportal-wasser.rlp.de, 2010)
Lageplan Mölschbach (www.geoportal-wasser.rlp.de, 2010)
08.04.2015 - 21
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
Rambach oberhalb der Ortslage
Normalzustand und während des Starkregenereignisses 2006
Fotos: Hammen, 2010; Feuerwehr Mölschbach, 2006
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 22
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
Foto: Zimmermann, 2009
 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: Worreschk, 2010
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 23
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)
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 24
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)
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 25
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 Einzugsgebietsflächen (Zimmermann, Jüpner, 2009)
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 26
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
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
Fotos: Hammen, Worreschk, 2010
08.04.2015 - 27
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
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
Fotos: Worreschk, 2010
08.04.2015 - 28
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
6. Untersuchungen zum Schadenspotenzial
hohes Schadenspotenzial:
 Untergeschosse mit Einliegerwohnungen
 besonders schützenswerte Objekte: Kindergarten
 keine besonders schützenswerten Kulturgüter
Fotos: Hammen, 2010
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 29
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
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 30
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
7. Identifizierung
potenzieller
Risikobereiche
Stüterbach
Rambach
Eulenbach
Zimmermann, Jüpner, 2009
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 31
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
7. Identifizierung
potenzieller
Risikobereiche
Feuerwehr Mölschbach, 2006
Feuerwehr Mölschbach, 2006
verändert nach
Zimmermann, Jüpner, 2009
Rambach
Eulenbach
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Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 32
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
7. Identifizierung
potenzieller
Risikobereiche
Stüterbach
Rambach
Eulenbach
Zimmermann, Jüpner, 2009
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 33
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
7. Identifizierung
potenzieller
Risikobereiche
verändert nach
Zimmermann, Jüpner, 2009
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 34
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
9. Detaillierte Fließweganalyse
Fließweganalyse Mölschbach
mit Schadensschwerpunkten
(Zimmermann, Jüpner, 2009)
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 35
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
11. Entwicklung Maßnahmen
Technische
Maßnahmen zum
Überflutungsschutz
Lokaler
Objektschutz
Risikovorsorge
Abflussminderung
Flächenvorsorge
Informationsvorsorge
Vorsorge
Überschwemmungen
durch Starkregen
Auswertung
Hammen, 2010
Regeneration
Wiederaufbau
Maßnahmen Mölschbach:
Verhaltensvorsorge
Bewältigung
Auswertung
Hilfe für die
Betroffenen
 Maßnahmen der Abflussminderung
innerhalb der Siedlung
 forstwirtschaftliche Maßnahmen
 lokaler Objektschutz
 Verhaltensvorsorge
Sofortmaßnahmen
Zyklus für ein kommunales Risikomanagement
„Überflutungsschutz“ (verändert nach LAWA, 2010)
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 36
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 37
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 38
Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!
Kontakt:
Dipl.- Ing. Silja Worreschk
0631/205-3408
[email protected]
BMVBS, 2008
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Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft

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