Analyse und Bewertung der örtlichen
Download
Report
Transcript Analyse und Bewertung der örtlichen
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
Technische Universität Kaiserslautern
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
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 7
Überflutungsgefährdung in Siedlungsgebieten
Kommunale Gemeinschaftsaufgabe
„Überflutungsschutz“
Hamburg Wasser, 2007
LANUV, 2010
DWA, 2008
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 11
Methodik der Gefährdungsanalyse
Technische Universität Kaiserslautern
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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)
Technische Universität Kaiserslautern
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
Technische Universität Kaiserslautern
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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)
Technische Universität Kaiserslautern
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)
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
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)
Technische Universität Kaiserslautern
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
Technische Universität Kaiserslautern
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
Technische Universität Kaiserslautern
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
Technische Universität Kaiserslautern
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft
08.04.2015 - 30
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 - 31
Anwendungsbeispiel Kaiserslautern-Mölschbach
7. Identifizierung
potenzieller
Risikobereiche
Feuerwehr Mölschbach, 2006
Feuerwehr Mölschbach, 2006
verändert nach
Zimmermann, Jüpner, 2009
Rambach
Eulenbach
Technische Universität Kaiserslautern
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
Technische Universität Kaiserslautern
Analyse und Bewertung der örtlichen Überflutungsgefährdung
Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft