Folie 1. 2D-ÜSG-Berechnung und Verbesserung des Hochwasserschutzes an der. Ahauser Aa

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1 Folie 1 2D-ÜSG-Berechnung und Verbesserung des Hochwasserschutzes an der Ahauser Aa MIKE Anwendertreffen in Hamburg, Dipl.-Ing. Manuel Sportmann

2 Veranlassung Folie 2 Was war passiert...? 2003: Festsetzung des ÜSG Ahauser Aa Extremhochwasser August 2010: Deutlich größere ÜSG-Ausdehnung als festgesetztes ÜSG Hohe Schäden im Stadtgebiet Ahaus Bestehende Vorrichtungen zum HW-Schutz nicht ausreichend Was war zu tun? Hydrologische Belastung 2D-hydraulisches Modell NA-Modell 1D/2D-Hybridmodell MIKE FLOOD Kalibrierung (insbesondere Hydraulik anhand EHQ-Ereignis 2010) Berechnung EHQ (August 2010), HQ 100, HQ 20 Erste Lösungsvorschläge zur Retentionsverbesserung an der Ahauser Aa

3 Einzugsgebiet Folie 3 Pegel Reinkstuw NL D Ahauser Aa Umflut Ahauser Aa (Stadtgewässer) Lage: NW von Münster, Grenze zu NL EZG-Größe: 145,1 km² (Pegel Reinkstuw, NL) Umflut Ahauser Aa vorwiegend natürliches EZG flache Topographie Länge bis Pegel: ca. 31 km

4 Stauklappe Ahauser Aa Abschlag zur Umflut oberhalb des Stadtgebietes Ahaus Folie 4 Richtung Ahaus 4,00 m Richtung Ahaus Richtung Ahaus Steuerung auf Wasserstand unterhalb der Klappe Definierter Wasserstand soll gehalten werden. Max. Abfluss unterhalb: ca. 4 m³/s 8,00 m Umflut Ahauser Aa

5 Stauklappe/Abschlag zur Umflut seitliche Umströmung Folie 5 Stauklappe

6 Eindrücke vor Ort Unterlauf bis Grenze D-NL Folie 6 Niederlande Alstätte oberhalb Alstätte

7 Eindrücke vor Ort Städtischer Bereich Ahaus Folie 7 Ahaus südl. Canisiusstift Neubaugebiet Jutequartier Westlich Zum Riddebrocks Busch

8 Belastungsbildung Folie 8 Tn [a] NA-Modell Kalibrierung Extremwertstatistik Abflusswellen NA-Modell für 2D-Berechnung Einzelregen (Modellregen) Bemessungsabflüsse Gewässerlänge

9 NA-Modell Folie 9 Bodentypen Bodenarten (oberste Bodenschicht) Bodendicke [m] Flurabstand [m] Landnutzung (ATKIS) Teilgebiete

10 Mike Flood-Modell Folie km modellierte Gewässerlänge 19 Gewässerläufe über 1300 Querprofile (z.t. mit Mike11-GIS aus 1m-DGM) über 80 Brücken und Durchlässe 80 Einzelwellen

11 Niederschlagsbelastung (Langzeit) Datenlage Folie 11 NL: Tageswerte 46 a Pegel Reinkstuw 20 a D: Kurze Dauern

12 NA-Modell Kalibrierung (Langzeit) Pegel Reinkstuw (NL) Folie 12 St. Arnold Hupsel Abfluss gemessen Abfluss berechnet St. Arnold Hupsel Abfluss gemessen Abfluss berechnet

13 Extremereignis 26./27. August 2010 Folie 13 Niederschlag ab 21. August Hupsel Gronau KA Alstätte Heek Nienborg KA St. Arnold Vreden Niederschlag :00 Hupsel 157 mm Gronau 108 mm Alstätte 146 mm Heek 139 mm St. Arnold 136 mm Vreden 171 mm 1 Tag hn [mm]

14 Rada Niederschlagshöhen Folie 14 Radar Niederlande Radar Deutschland (DWD) EZG Ahauser Aa liegt im Randbereich der Radar-Reichweite

15 Kalibrierung Hydraulik - Ereignis 26./27. August 2010 Kläranlage Ahaus Folie Differenz Berechnung-Messung: +6 cm

16 Kalibrierung Hydraulik - Ereignis 26./27. August 2010 Neubaugebiet Jutequartier Folie 16 Differenz Berechnung-Messung: +9 cm

17 Kalibrierung Hydraulik - Ereignis 26./27. August 2010 Abschlag zur Umflut Beginn städtischer Bereich Folie 17 Differenz Berechnung-Messung: -2 cm Stauklappe

18 Ergebnis Hydraulik Ereignis 26./27. August 2010 Situation Abschlagswehr zur Umflut Folie Zufluss QZ Abschlag QW Ahaus QA Umflut Q [m³/s] 10 8 Abfluss Richtung Ahaus 6 ca. 5,5 m³/s Abfluss Richtung Umflut 4 2 Soll: 4,0 m³/s Richtung Ahaus Ist: 9,5 m³/s Richtung Ahaus : : : : : : : : :00 Zeit

19 HQ 100 Stauklappe wird ebenfalls umströmt Folie 19 Umflut Stauklappe

20 Gewässerufer oberhalb Stauklappe/Abzweig Folie 20 Umflut Richtung Ahaus

21 HQ 100 Umflut Hydraulische Leistungsfähigkeit Folie 21 QBV 5 m³/s Abschlag aus Ahauser Aa QBV 7 m³/s QBV 3,5-4 m³/s Wiedereinmündung in Ahauser Aa

22 Maßnahmenbereiche im Oberlauf Ahauser Aa Folie 22 Verwallung rechtes Ufer Schutz der B 474 Nutzung des rechtsseitigen Geländes Kaskaden Nutzung des Geländes beidseits der Aa - Drosselung des Gewässerabflusses an markanten Stellen Bypass zur Umflut Nicht sinnvoll da die Situation an der Umflut verschärft wird Geeignet: Kombination der rückhaltenden Maßnahmen

23 Schutz der B 474 Nutzung des rechtsseitigen Geländes Folie 23 Ausuferung nach rechts wird kontrolliert.

24 3. Kaskade Folie 24 ÜSG HQ 100 Ist-Zustand ÜSG HQ 100 Retention (Wassertiefe bis 1,2 m) Bis zu 75 cm höherer Wasserstand gegenüber Ist-Zustand

25 4. Kaskade Folie 25 ÜSG HQ 100 Retention (Wassertiefe bis 1,5 m) Bis zu 75 cm höherer Wasserstand gegenüber Ist-Zustand ÜSG HQ 100 Ist-Zustand

26 5. Kaskade (B 474) Folie 26 Bis zu 65 cm höherer Wasserstand gegenüber Ist-Zustand ÜSG HQ 100 Retention (Wassertiefe bis 1,5 m) Nicht modellierte, jedoch notwendige Verwallung ÜSG HQ 100 Ist-Zustand

27 Umflut Folie 27 Erforderliche Höhe der Verwallungen: < 50 cm Bis zu 20 cm höherer Wasserstand gegenüber Ist-Zustand ÜSG HQ 100 Ist-Zustand ÜSG HQ 100 Retention (Wassertiefe bis 40 cm)

28 Umflut Folie 28 Bis zu 25 cm höherer Wasserstand gegenüber Ist-Zustand Erforderliche Höhe der Verwallungen: < 50 cm ÜSG HQ 100 Retention (Wassertiefe bis 40 cm) ÜSG HQ 100 Ist-Zustand

29 Fazit Folie 29 Veranlassung insbesondere durch HW-Ereignis D-instationäre Fragestellung (Wellen aus Stadt und Land) Modellerstellung auf sehr guter technischer Basis Modellkalibrierung gelingt gut für für beide Modelle Gute Nachbildung des Extremereignisses 2010 Optimaler HW-Schutz: Dezentrale Rückhaltung der Oberlauf-Abflüsse Reine Ableitung über die Umflut: Nicht zielführend Dennoch höherer Abfluss über die Umflut (Abfluss nach Ahaus wird kontrolliert) Beherrschbarkeit der HW-Gefahr an der Umflut durch Erhöhung der Leistungsfähigkeit bzw. sichernde Verwallungen geringer Höhe Danke