Bedeutung und Herausforderung

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1 Der Objektschutzwald Bedeutung und Herausforderung Frank Perzl BFW, Institut für Naturgefahren BFW Praxistag 2014, Wien Pichl Ossiach Innsbruck Gmunden

2 Gesetzliche Definition: iti Begriffe und Definitionen Objektschutzwald nach 21 (2) FG 1975 (2002): Objektschutzwälder im Sinne dieses Bundesgesetzes sind Wälder, die Menschen, menschliche Siedlungen oder Anlagen oder kultivierten Boden insbesondere vor Elementargefahren oder schädigenden Umwelteinflüssen schützen, und die eine besondere Behandlung zur Erreichung und Sicherung ihrer Schutzwirkung oder Wohlfahrtswirkung erfordern. Die gesetzliche Definition ist für das Naturgefahrenmanagements (Schutzwaldmanagement, Schutzwaldkartierung) nicht zweckmäßig.

3 Begriffe und Definitionen Gesetzliche Definition: Objektschutzwald nach 21 (2) FG 1975 (2002): Das Forstgesetz unterscheidet nicht klar zwischen den Begriffen Schutzfunktion und Schutzwirkung die Objektschutzfunktion des Waldes (Raumfunktion): Wo SOLL der Wald (was) schützen? die Objektschutzwirkung des Waldes: Wie gut IST dort die Schutzwirkung des Waldes? Eine Wirkung ist keine Funktion!

4 In Österreich gibt es viele Begriffe für den Schutzwald: Schutzwald nach dem Forstgesetz: Begriffe und Definitionen Standortschutzwald 21 (1) FG 1975 i.d.f Objektschutzwald 21 (2) FG 1975 i.d.f Bannwald 27 (1) FG 1975 i.d.f. 2002: direkter Objektschutzwald, der durch behördlichen Bescheid in Bann gelegt g ist Schutzwald nach dem Waldentwicklungsplan (WEP) nach der WEP-Verordnung "Waldflächen mit Schutzfunktion" nach der WEP-Richtlinie (2006, 2012) Wald mit Standortschutzwirkung Wald mit Objektschutzwirkung

5 Fachliche h Definition iti (Naturgefahrenmanagement): t) Begriffe und Definitionen Eine Objektschutzwald ist eine als Wald definierte Fläche mit der Aufgabe (Raumfunktion) des Waldes (des Bodens und der Vegetation) schädigende Wirkungen bestimmter Naturgefahren auf Schutzobjekte zu verhindern oder wenigstens zu reduzieren. Schutzobjekte (Objekte) sind nicht als Wald definierte Flächen mit den darauf befindlichen Lebewesen und Sachgütern, die als vom Wald vor Naturgefahren zu schützende Raumeinheiten definiert sind. Voraussetzungen für einen Objektschutzwald: A. Die Waldfläche befindet sich in einer potenziellen Naturgefahren- Prozesszone mit einem definierten Schadenspotenzial (direkte Schutzfunktion). B. A gilt nicht. Aber: Die Waldfläche hat "standortsbedingt" (Lage, Boden) einen Einfluss auf die Entstehung und Auswirkung einer Naturgefahr mit einem nicht exakt definierbaren Schadenspotenzial (indirekte Schutzfunktion).

6 Typen der Objektschutzfunktion des Waldes: Begriffe und Definitionen Schneelawine Waldflächen mit direkter Objektschutzfunktion Steinschlag mit indirekter Objektschutzfunktion mit Hochwasserschutzfunktion? Rutschung Mure Fotos: Links A. Drexel WLV, BFW

7 Gebietsschutzfunktion: Begriffe und Definitionen "Status" des Hochwasser-Schutzwaldes ist nicht geklärt. Passiver und aktiver Hochwasser-Schutzwald. passiver Hochwasserschutz Wald als Retentionsraum - Auwald aktiver Hochwasserschutz Speicherwirkung der Waldböden

8 Begriffe und Definitionen Gebietsschutzfunktion: Aktiver Hochwasserschutzwald Waldflächen mit einem Abfluss-Regulationspotenzial Wo kann der Wald zur Abflussreduktion beitragen? Methodisches Konzept Lüscher, Wasser & Zürcher (2000): Schlüsselkomponente Boden großer Beitrag des Waldes: mäßige Infiltrations- und große Wasserspeicherkapazität geringer g Beitrag des Waldes Standortschutzwald: hohe Infiltrations- und geringe Wasserspeicherkapazität

9 Begriffe und Definitionen Regionale Modellierung von hydrologischen Bodenkennwerten Projekt Hydrobod Noe

10 Bedeutung des Waldes mit Objektschutzfunktion Die Feststellung der Objektschutzfunktion des Waldes ist ein Informationsproblem basierend auf einem Definitions- und Methodenproblem (Brang et al. 2006): "Es gibt eine Tendenz zur großzügigen Ausscheidung von Schutzwald aufgrund der definitorischen und methodischen Unsicherheit und der Verfügbarkeit von Fördermitteln". Grundfragen: 1. Wo sind (Wald-)flächen in einer Naturgefahren-Prozesszone mit einem Schadenspotenzial? 2. Wie gut hoch ist die Schutzwirkung des Waldes? 3. Ist die Nachhaltigkeit der Schutzwirkung gegeben?

11 Bedeutung des Waldes mit Objektschutzfunktion Erforderliche Information für das Schutzwaldmanagement: 1. Wo sind (Wald-)flächen in einer Naturgefahren- Prozesszone mit Schadenspotenzial? Erhebung der Bestandeswerte (der Objekte) Gefahrenanalyse (Gefahrenpotenzialanalyse) 2 Dispositionsanalyse (potenzielle Gefahrenquellen Startflächen/Startbedingungen) 1 3 Prozessraum- und Prozessintensitätsanalyse (Wirkungsanalyse potenzielle Prozesswirkung) 3 Expositionsanalyse (Schadenspotenzial) Verschneidung des Gefahrenpotenziales mit Schadenspotenzial mit der Waldfläche

12 Bedeutung des Waldes mit Objektschutzfunktion Erforderliche Information für das Schutzwaldmanagement: 2. Wie gut/hoch ist die Schutzwirkung der Schutzeinrichtungen (in der Prozesszone)? im potenziellen Auslösungsbereich in der potenziellen Sturzbahn Schutzwirkung der Vegetation (der Bestockung) Schutzwirkung der Schutzbauten (Zustand) Kombinierte Schutzwirkung Wald Schutzbauten

13 Bedeutung des Waldes mit Objektschutzfunktion Notwendige Information für das Schutzwaldmanagement: 3. Ist die "Nachhaltigkeit" der Schutzwirkung gegeben (Wie entwickelt sich der Wald und daher die Schutzwirkung)? Stabilitätsanalyse/-beurteilung, Verjüngungsnotwendigkeit Verjüngungsanalyse/-beurteilung Wer stellt diese Informationen bereit?

14 Bedeutung des Waldes mit Objektschutzfunktion Informationsinstrumente der forstlichen Raumplanung: 2 obligatorische forstliche Raumpläne (Kartierungen) 1) Waldfunktionen- bzw. Schutzwaldkartierung im Rahmen des Waldentwicklungsplans (WEP) Landesschutzwaldkonzepte 2) Gefahrenzonenplan (GZP) 3) Waldmonitoring der Österreichischen Waldinventur (ÖWI) Zusätzlich: Tirol Waldkategorien (Schutzwaldkartierung 1:5.000) Tirol und Kärnten: Schutzwald Projektsteuerung

15 Bedeutung des Waldes mit Objektschutzfunktion Waldflächen mit Schutzfunktion nach dem WEP: 1) Kartenteil des WEP ist keine Kartierung der "Schutzwaldfläche", sondern von "Funktionsflächen" auf Basis der ÖK 1:50.000, denn 2) es gibt keine bundesweit einheitliche "amtliche" Waldkarte nach den Kriterien des Forstgesetzes. 3) Wald (Funktionsfläche) mit Objektschutzwirkung (-funktion) wird nicht kartiert, sondern als Flächenanteil geschätzt. 4) Es gibt keine Kartierung des zu "schützenden Raumes". 5) Es gibt in der WEP-Richtlinie keine Methoden/Kriterien zur Abgrenzung der Objektschutzfunktion und zur Bewertung der Objektschutzwirkung des vorhandenen Waldes.

16 Bedeutung des Waldes mit Objektschutzfunktion nach dem WEP: Schutzfunktionswertziffer S: Ausmaß des öffentliche Interesses an der Schutzwirkung des Waldes: S3: besonderes öffentliches Interesse (hohe Wertigkeit) S2: erhöhtes öffentliches Interesse (mittlere Wertigkeit) S1: öffentliches Interesse (geringe Wertigkeit) S0: kein öffentliches Interesse gibt es für die Schutzfunktion nicht Gefahrenpotenzial ("Prozessintensität") Objektklasse Schutzfunktionswertziffer S: Öffentliches Interesse an der Schutzwirkung des Waldes HOCH 3 III 3 Ereignisse mit starker Auswirkung II 2 (3 mit Begründung) sind möglich I 2 (1 oder 3 mit Begründung) MITTEL 2 III 2 (3 mit Begründung) Ereignisse i mit schwacher h II 2 Auswirkung sind möglich I 1 (2 mit Begründung) GERING 1 III 1 (2 mit Begründung) Ereignisse ohne nennenswerte II 1 Auswirkung sind möglich I 1

17 Bedeutung des Waldes mit Objektschutzfunktion nach dem WEP: Derzeit gibt es noch keine bundesweite Auswertung der Objektschutzfunktion

18 Bedeutung des Waldes mit Schutzfunktion nach dem WEP: Waldfläche Österreichs nach DKM ha nach ÖWI ha Schutzfunktion nach dem WEP und Betriebsart t nach der ÖWI 2007/2009 ohne Kärnten (Waldfläche in Hektar) WEP Leitfunktion: Nutz-, Wohlfahrts- oder Erholungsfunktion WEP Leitfunktion: Schutzfunktion (S3) WEP Leitfunktion: Nutz-, Wohlfahrtsoder Erholungsfunktion mit erhöhter Wertigkeit der Schutzwirkung (S2) Zeilen- summe ÖWI-Wald Wirtschaftswald ÖWI-Wald Schutzwald** Spaltensumme ** mit dem unbegehbaren Schutzwald außer Ertrag Auswertung: BFW, Institut für Waldinventur

19 Bedeutung des Waldes mit Schutzfunktion Land Tirol: Waldfläche Bundesland Tirol [ha]: Waldtyp nach DKM (Nutzungstyp) BEV DKM BFW ÖWI LFD BEV /09 WKG ÖK 50 Nutzung "Wald" (~ Holzboden ohne Strauchfläche) Nutzung nicht Wald aber rechtlich Wald (74) Nutzung Krummholz Nutzung verbuschte Fläche Krummholz + Verbuschung Wald + Krummholz Wald + Krummholz + Verbuschung Nutzung Forststraße (ohne 74) Wald + Krummholz + Verbuschung * Forststraße t * ha +/ ha

20 Bedeutung des Waldes mit Schutzfunktion Land Tirol: Schutzwaldfläche Bundesland Tirol [ha]: Waldkategorien 1:5.000, MMU 1 ha Waldtyp nach den Tiroler Waldkategorien WKG Tirol ÖWI 2007/09 Fläche [ha] in % Fläche [ha] in % 1 Wald (mit Nicht-Holzboden + Strauchflächen) ,1 100, ,0 100,0 2 Objektschutzwald im und außer Ertrag ,9 23, Schutzwald außer Ertrag (SAE) ohne OSF ,5 29, ,0 30,9 4 Schutzwald im Ertrag (SIE) ohne OSF ,5 18, ,0 17,1 5 Wirtschaftswald mit Schutzfunktion (WS2) ,4 12, St Standortsschutzwald t t ld(sae + SIE) ,0 47, , ,0 7 Standortsschutzwald (SAE + SIE + WS2) ,4 60, ,0 48,0 8 Schutzwald außer Ertrag mit und ohne OSF ,1 39, ,0 48,0 Dem Objektschutzwald zugeordnete Objekte: 72 % schützen Objekte der Klasse 3 20 % schützen Objekte der Klasse 2 8 % schützen Objekte der Klasse 1 Daten: LFD Tirol

21 Gefahren- und Schadenspotenzial aus dem Wald die Schnittstelle WEP GZP fehlt WEP ist eine grobe regionale Übersicht (~ 700 ha) keine exakte (kartografische) Erfassung der Objektschutzfunktion im WEP WEP und ÖWI können nicht aufeinander abgestimmt werden keine Visualisierung der potenziellen Startflächen und Sturzbahnen von Naturgefahren im Wald keine Darstellung der vom Wald zu schützenden bzw. geschützten Objekte (Treffer) in der Karte wichtig für "fachliche Koordination" "Gefahrenkommunikation" "Gefahrenbewusstsein" "Initiatives Verhalten"

22 Hilft uns der GZP? Hoher Bekanntheitsgrad Aussage für Siedlungsflächen - Gefährdung von Verkehrsflächen fehlt zum Teil (kein Planbereich) im GZP nur Darstellung von akut gefährdeten Bereichen? Gefahrenquellen (im Wald) werden nicht visualisiert Gefahren- und Schadenspotenzial (aus dem Wald) fehlt bei GZP-Revision "verschwinden" Gefahren(-potenziale)

23 Vergleich WEP und mit "Spezialkartierung" in Tirol Seefeld/Tirol: Mure Roßhüttenklamm A Verschüttung Bahn B Foto C Verschüttung Bundesstraße Bei Lawine gibt es oft keine "Stummen Zeugen".

24 Objektschutzwald Herausforderungen Verbesserung der Planungsgrundlagen 1) Einheitliche digitale Waldkarte (Waldlayer) 2) Mit der Raumplanung/Raumordnung abgestimmte Definition des zu schützenden Raums digitale Karte der Schutzobjekte 3) Bessere Koordination bei der Erstellung von Geogrundlagendaten zwischen Bund, Ländern und Institutionen (GDI) 4) "Schärfere" Kriterien und Indikatoren für die Schutzfunktion und die Schutzwirkung des Waldes "Kartierung" der potenziellen Naturgefahren-Prozesszonen 5) Forschung zum Thema Schutzwirkung des Waldes

25 Objektschutzwald Herausforderungen Initiativen und Projekte des BMLFUW zur Verbesserung der Planungsgrundlagen am BFW 1. Initiative Schutz durch Wald (ISDW) 2. GRAVIMOD Modellierung der direkten Objektschutzfunktion

26 ISDW Ausgangsituation Objektschutzwald Herausforderungen ISDW 1) Verpflichtung zur Evaluierung der Wirksamkeit von im Rahmen der VOLE geförderten Maßnahmen im Schutzwald 2) Keine einheitlichen Daten über den Zustand und die Entwicklung des Schutzwalds auf geförderten Flächen (nur für Tirol und Kärnten) 3) Daten der ÖWI waren nicht geeignet (Stichprobennetz, Erfassung der Förderflächen) 4) Keine Modelle/Indikatoren zur Bewertung der Schutzwirkung des Waldes (Forderung des Walddialogs) Notwendig war: Standardisierung der Aufnahme des Waldzustands Modell/Leitlinie zur Beurteilung der Schutzwirkung des Waldes

27 Objektschutzwald Herausforderungen ISDW Richtlinien i zur Beurteilung des Schutzwaldes: Schweiz: Checkliste Langenegger 1979 Wullschleger 1982 Pfister & Eggenberger 1988 Stimmen sie? 1996: Wegleitung Pflegemassnahmen für Wälder mit Schutzfunktion 2005: NaiS Nachhaltigkeit i und Erfolgskontrolle ll im Schutzwald 2008 und 2012 : "Sturmschadenshandbuch" (BUWAL/BAFU) Deutschland: Seitz & Ammer 2000: Leistungsziffer "Schutz vor Naturgefahren" Bockstahler 2007 Italien: Beretti et al Frankreich: GSM 2006

28 Objektschutzwald Herausforderungen ISDW Beispiel Schutzwaldbewertung nach NaiS und ISDW Waldlawine April 2006: Seehöhe 950 m, Hangneigung 42 BHD = 19 cm, N = 1433 Stk/ha (+T) Grundfläche 37,3 m²/ha, 51 % Fi + Ta Überschirmung: 100 %, ca. 45 % WG Keine "Lücken" (geschlossen) Anforderungsprofil nach NaiS > 50 % Überschirmung Lückenlänge < 40 m Anforderungsprofil nach ISDW Lückenbreite 15 m > 3500 Stämme/ha Das Hauptproblem ist die Beurteilung der Prozessausbreitung!!!

29 Objektschutzwald Herausforderungen ISDW Projekt GRAVIMOD: Technische Hilfen LE Verbesserung der Information über die direkte Objektschutzfunktion k des Waldes durch die Modellierung der potenziellen Startflächen und Sturzbahnen von Naturgefahren im Wald und ihres Schadenspotenzials: Rastermodell: 10 m Auflösung Modellierung auf Ebene einer Gefahrenhinweiskarte (Gefahrenpotenzial-Hinweiskarte) Prozesse: Schneelawine und Steinschlag Modellierung der Schutzfunktion des Waldes nicht der Schutzwirkung Keine vollautomatische Objektschutzwaldkartierung, sondern Ergänzung/Schärfung des WEP: Identifikation von "Hotspots" t "

30 Direkte Objektschutzfunktion: Wald ist in der Prozesszone zwischen potenziellen Startflächen und zu schützenden Flächen Abb.: Huber A. 2013

31 Modellierung der Lawinen- und Steinschlag-Schutzfunktion AS Sammeln und daufbereitung der notwendigen Daten 1. Digitale Erfassung des zu schützenden Raums (Schutzobjekte) 2. Aufbereitung digitaler Geländemodelle ("Modelllücken") 3. Waldkarte (Waldlayer, Waldmaske) B Entwicklung und Evaluierung der Prozessmodelle 4. Grunddispositionsmodell für Lawine und Steinschlag (vgl. ISDW) 5. Prozessmodelle für Lawine und Steinschlag (Trajektorie, Reichweite) C Modellierung des Waldes mit Objektschutzfunktion 6. Dispositionsmodellierung iti (potenzielle Starflächen im und außerhalb des Waldes) ) 7. Prozessmodellierung (potenzielle Sturzbahnen im und außerhalb des Waldes) 8. Rückrechnung vom potenziellen "Treffer" zur Startfläche 9. Selektion der potenziellen Startflächen und Sturzbahnen im Wald mit Schadenpotenzial = Wald mit direkter Objektschutzfunktion 10. Zusammenfassung der Ergebnisse Arrondierung

32 A Datenaufbereitung: Geodatenbestand DKM Gebäude, Gebäudenebenflächen, Betriebsflächen "Aktualitätsproblem" Tirol: DKM erfasst nur ca. 2/3 des Gebäudebestands Daten: TIRIS, BEV

33 A Datenaufbereitung: Geodatenbestand DFWP gute Erfassung des "Siedlungsraumes" bzw. "Nutzungsinteresses" Quelle: KAGIS, BEV Beispiel Tirol DFWP: als Bauland - Wohngebiet gewidmet: Flächen (100 %) davon bereits mit Adresspunkt: Flächen (95 %) davon bereits mit DKM Gebäude: (91 %)

34 A Datenaufbereitung: Verkehrswege GIP Forstwege oder öffentliche Straße? Nicht zuverlässig bestimmbar. DATEN: TIRIS, LFRZ

35 A Datenaufbereitung: Vom Wald zu schützende Objekte mögliche Ansätze: I Grobansatz: mit starker Generalisierung (ungenau, ohne Klassen) AGWRII Adresspunkte (Puffer) + Verkehrswege: Eisenbahnen, Straßen A, S, B und L (Puffer) II Feinansatz: verschiedliche Detailtiefe/Genauigkeit je nach Land IIA: DKM + Adresspunkte + Verkehrswege IIB: DFWK (Baulandumhüllende) + DKM + Adresspunkte + Verkehrslinien IIC: DFWP + DKM + Adresspunkte + Verkehrslinien

36 B Modellierung der Grunddisposition: Beispiel Lawine Indikatoren (Grenzwerte) des Lawinenanbruchspotenzials Indikator AT CH DE FR SLO Modell BFW Silva- Protect-CH Experte Cemagref (GSM) ZRC-SAZU Hangneigung Seehöhe (m) , 1100, S 1000 > > 1200 Schneehöhe 50 cm cm Wölbung Ja Ja Nein Nein Nein Fläche (m²) Länge (m)

37 Modellierung der Grunddisposition: Beispiel Lawine Indikatoren (Grenzwerte) des Lawinenanbruchspotenzials Kombination Hangneigung Schneehöhe (ISDW): HN Mittlere maximale Schneehöhe (cm) < < > Schneegleiten > Schneegleiten > 55

38 Indikatoren (Grenzwerte) des Lawinenanbruchpotenzials (ISDW) Mittlere maximale Schneehöhe 50 cm Hangneigung Altgrad je nach Schneehöhe aus DGM Planare Wölbung (Krümmung) aus DGM n = 3923 n = 1256

39 Indikatoren (Grenzwerte) des Lawinenanbruchpotenzials Projekt MANFRED: Modellierung der mittleren maximalen Schneehöhe Österreichs (Perzl & Walter 2012) Nicht lineare Regressionsmodelle mit geostatistischer Interpolation Umlegung auf die Fläche mit DHM 30 X 30 m

40 B Modellierung der Grunddisposition: Beispiel Lawine Grunddisposition Lawinenanbruch: rot hoch orange mittel gelb gering

41 Grunddisposition Lawinenanbruch Detailausschnitt M it F i d lli A flö Monitor - Feinmodellierung 10 x 10 m Auflösung Arlbergpass-Straße Bereich Maienköpfe Sankt Anton am Arlberg

42 B Prozessmodellierung Ziel der Reichweiten- oder Prozessraummodellierung ist eine möglichst gute Abbildung der Prozessausbreitung (d.h. Auslauflängen, laterale Prozessausbreitung) ohne Schutzwirkung des Waldes. Rückrechnung: Zur Ausweisung von Objektschutzwald muss vom potentielle gefährdeten Schutzobjekt aus entlang der Sturzbahn auf die Startfläche rückgerechnet werden. 2 Modellarten: physikalischen Modelle (exakt definierte, abgegrenzte Anbruchsmasse) topografische Modelle (ohne Masse, "statistischer" Ansatz) Lawinenmodelle:

43 Beispiel Steinschlagschutzwald im Bereich Trins (Gschnitztal, Tirol) Auflösung DHM 10x10m, Pauschalneigungswinkel 33 Quelle DHM: Land Tirol

44 Vorteile & Potenzial des Ansatzes Objektive und nachvollziehbare (d.h. reproduzierbare) Identifikation von Waldflächen mit direkter Objektschutzwirkung Genauere Information zu den Schutzwaldflächen (zur Schutzfunktion) genauere Lage der potenzielle Anbruchsflächen im Wald genauere Lage potenzieller Sturzbahnen im Wald konkret gefährdete Objekte, wenn die bestehende Schutzwirkung des Waldes einmal versagen sollte (z. B. durch Sturm, Waldbrand) Potenzial für die praktische Nutzung WEP-Kartierung (Schnittstellenfunktion mit GZP, RO) Identifizierung von "Hotspots" der präventiven Waldpflege (ISDW) Schutzwaldmonitoring

45 Ende der Fahrt! Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Foto: Bundespolizei i