Projektierung und Realisierung regionaler Hochwasserschutzmassnahmen am Beispiel des Erusbachs in Villmergen (Kanton Aargau, Schweiz)

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1 1 Projektierung und Realisierung regionaler Hochwasserschutzmassnahmen am Beispiel des Erusbachs in Villmergen (Kanton Aargau, Schweiz) Roland Hollenstein, Mario Koksch, Jörn Heilig Zusammenfassung Die Verbundaufgabe des Hochwasserschutzes zwischen Bund, Kantonen und Gemeinden in der Schweiz wird seit 2008 massgeblich durch die Neugestaltung des Finanzausgleichs und der Aufgabenteilung (NFA) zwischen Bund und Kantonen geregelt. Für den Hochwasserschutz in Villmergen (Kanton Aargau) wurde ein regional konzipiertes Massnahmenkonzept mit zwei Hochwasserrückhaltebecken und einem Teilausbau im Unterlauf entwickelt. Die Bewilligung des Konzeptes erfolgte auf verschiedenen Stufen, unter Beteiligung verschiedener Bundesämter (BAFU, BFE), des Kantons Aargau und deren Fachstellen sowie der Gemeinde Villmergen. Die Konzeptionierung und Projektierung erfolgte während sechs Monaten. Das anschliessende Bewilligungsverfahren in der Gemeinde, im Kanton und mit dem Bund konnte in sehr kurzer Zeit, innerhalb von rund einem Jahr abgeschlossen werden. Der Kostenteiler zwischen Bund, Kanton und Gemeinde wurde festgelegt. Aufgrund des Erfüllens der Mindestanforderungen wie auch der Mehrleistungen in den beiden Modulen technische Aspekte und partizipative Planung konnte ein totaler Bundesbeitrag von 39 % erreicht werden. Der Kantonsbeitrag liegt damit bei 24 % und der Beitrag der Gemeinde Villmergen bei 37 %. 1 Ausgangslage und Auftrag Das Hochwasser am Erusbach und am Hinterbach vom Mai 1994 verursachte in der Gemeinde Villmergen Schäden von rund CHF 8 Mio. Es wurde eine Siedlungsfläche von ungefähr 16 ha überflutet. Am 12. Mai 1999 sowie am August 2007 trat der Erusbach erneut über die Ufer. Die Ergebnisse der 2007 abgeschlossenen Gefahrenkarte "Hochwasser Unteres Bünztal" als Teil des gesamtheitlichen Hochwassermanagements des Kantons Aargau haben ebenfalls die Schutzdefizite aufgezeigt. Die Gefahrenkarte weist eine Siedlungsfläche von bis zu 53 ha aus, die bei einem 100-jährlichen Ereignis von einer Überflutung betroffen wären. Die neu erstellte Gefahrenkarte und nicht zuletzt auch das jüngste Hochwasserereignis vom August 2007 veranlassten die Gemeinden Villmergen, Hilfikon und den Kanton Aargau, einen integralen Hochwasserschutz zu erarbeiten. Da während der Projektbearbeitung die beiden Gemeinden Villmergen und Hilfikon neu zur erweiterten Gemeinde Villmergen fusioniert haben, wird nachfolgend nur noch der Gemeindename Villmergen verwendet. Die Abteilung Landschaft und Gewässer (ALG) des Departements Bau, Verkehr und Umwelt des Kantons Aargau erteilte der Firma HOLINGER AG den Auftrag für die Konzeptionierung, Projektierung und Realisierung der Hochwasserschutzmassnahmen.

2 2 2 Hochwasserschutzmassnahmen 2.1 Hochwasserschutzkonzept Das Hochwasserschutzkonzept basiert auf zwei Hochwasserrückhaltebecken (HRB), wovon das HRB Drachtenloch für den Hinterbach bestehend ist und ein zweites, das HRB Schloss, zusammen mit einem Teilausbau im Gerinneunterlauf neu erstellt wird. Verschiedene Ausbauvarianten wie Vollausbau oder Entlastungsstollen wurden mit Vorgaben bezüglich Kosten und ökologischen Auswirkungen untersucht und verglichen. Das gewählte HRB Schloss und der daraus resultierende Teilausbau im Unterlauf entsprechen dem Optimum der Variantenuntersuchung unter Berücksichtigung des erforderlichen Rückhaltevolumens, der Topographie, der ökologischen und landschaftsplanerischen Aspekten sowie der Kosten und gesetzlichen Vorgaben. Die Beurteilung der Abflusskapazität des Erusbachs in Villmergen zeigt, dass für einen vollständigen Hochwasserschutz für HQ100 eine Drosselwassermenge des HRB Schloss von 2-3 m³/s erforderlich wäre. Dies ist aus topographischen, landschaftlichen und wirtschaftlichen Gründen nicht zweckmässig. Bis zu einem Abfluss von 7-8 m³/s kann der Hochwasserschutz für ein HQ100 mit einzelnen lokalen Massnahmen im Unterlauf des HRB Schloss gewährleistet werden. Bei einer grösseren Abflussmenge wäre wiederum ein umfangreicher Gerinneausbau erforderlich. Die Konzeptionierung und Projektierung erfolgte während nur sechs Monaten vom April bis September Das anschliessende Bewilligungsverfahren konnte in sehr kurzer Zeit, innerhalb von rund einem Jahr abgeschlossen werden, sodass mit Baubeginn im November 2009 lediglich rund eineinhalb Jahre Vorbereitungszeit benötigt wurden. 2.2 HRB Drachtenloch Das im 2005 fertig gestellte HRB Drachtenloch ist ein Erddamm mit Dammscharte und konnte seine Funktionstauglichkeit während dem Hochwasser 2007 bereits erfolgreich unter Beweis stellen. Abb. 1 HRB Drachtenloch nach dem Bau und während dem Hochwasser vom August 2007 (Quelle: Gemeinde Villmergen).

3 3 2.3 HRB Schloss Das neue HRB Schloss besteht aus einem Hauptdamm (ca. 90 m Länge), welcher das Tal gegen Norden abschliesst und einem Seitendamm (ca. 150 m Länge) entlang der Kantonsstrasse, welcher den Rückhalteraum mit einem Volumen von 132'000 m 3 gegen die Strasse hin begrenzt. Sowohl der Hauptdamm als auch der Seitendamm sind überströmbar ausgebildet, was eine minimale Dammhöhe gewährleistet und eine optimale Einpassung ins Landschaftsbild ermöglicht. Lediglich im Bereich des Grundablasses liegt zum Schutz des Auslaufbauwerks die Dammkrone 1 m über der Staukote des HQ1000, so dass dieser Bereich nicht überströmt wird. Abb. 2 Situation HRB Schloss am Erusbach Die Hochwasserentlastung ist als zweistufiges System konzipiert. Die erste Stufe entlastet für das Stauziel bei einem HQ100 über den Hauptdamm und die zweite Stufe ab einem HQ1000 zusätzlich über den Seitendamm. 2.4 Teilausbau im Unterlauf Die beiden HRB Drachtenloch und Schloss gewährleisten einen wesentlichen Hochwasserschutz für die unten liegenden Siedlungsgebiete, sodass nur noch marginale Ausbaumassnahmen im Unterlauf erforderlich sind. Im Wesentlichen beschränken sich die Massnahmen auf vereinzelte Ufererhöhungen im Freibordbereich, Anpassungen bei den Brücken mittels Einlaufschürzen oder Schwellenabsenkungen

4 4 3 Bewilligungsverfahren Die Bewilligung und Finanzierung von Hochwasserschutzmassnahmen setzt eine regionale und integrale Betrachtung der Gefährdungssituation voraus. Grundlage hierfür bildet die Vorgabe der Neugestaltung des Finanzausgleichs und der Aufgabenteilung (NFA), wobei gemäss entsprechenden Programmvereinbarungen nur Hochwasserschutzprojekte bewilligt und mitfinanziert werden, welche sogenannte Mindestanforderungen erfüllen (Details zur Finanzierung vgl. Kapitel 4). Die Vorgaben des NFA sowie die verschiedensten Bewilligungsverfahren bilden neben den technischen Anforderungen einen wesentlichen Bestandteil im Rahmen der Projektierung und Realisierung von Hochwasserschutzmassnahmen. Insbesondere bei HRB mit einem entsprechenden Sicherheitsanspruch sowie einem bedeutenden Eingriff in die Landschaft und das Gewässer ist die integrale Betrachtung der massgebenden Aspekte von elementarer Bedeutung. Tabelle 1 zeigt die wichtigsten Meilensteine für das vorliegende Projekt, die in den nachfolgenden Kapiteln beschrieben sind. Tabelle 1 Hochwasserschutzmassnahmen Erusbach: Meilensteine bei Projektierung bis Bauprojekt und Bewilligungsverfahren Meilensteine Planungsphasen Monat Konzeptionierung und Projektierung bis Bauprojekt Ausführungsprojekt und Submission Baumeister Vergabe Baumeister und Vorbereitung Bau Bewilligungsphasen Öffentliche Auflage Rodungsbewilligung inkl. Ersatzaufforstung Vernehmlassung kantonale Fachstellen Kreditgenehmigung in Gemeinde Projektgenehmigung Regierungsrat Botschaft für Kreditgenehmigung an Kantonsparlament Landerwerbsverhandlungen Subventionsgesuch BAFU Technische Projektgenehmigung BFE 3.1 Bewilligungsverfahren Kanton und Gemeinde Der Kanton tritt in diesem Projekt als Bauherr auf. Je nach Situation kann die Bauherrschaft den Gemeinden übertragen werden. In diesem Fall wäre dann ein anderes Bewilligungsverfahren notwendig, auf welches hier nicht näher eingegangen wird. Wie bereits erwähnt, wurde das Bewilligungsverfahren in nur einem Jahr durchgeführt, was für ein Projekt in dieser Grössenordnung in der Regel mindestens die doppelte Zeit in Anspruch nehmen würde. Im Projekt wurde sehr viel Wert darauf gelegt, dass mit allen betroffenen Stellen beim Bund und Kanton und mit der Gemeinde sowie mit den Betroffenen eine enge Zusammenarbeit gesucht wurde. Die Einwohner der Gemeinden Villmergen und Hilfikon wurden regelmässig

5 5 durch den Gemeinderat informiert. So konnten verschiedene Arbeitsschritte im Bewilligungsverfahren aufgrund stets guter Zusammenarbeit parallel in Angriff genommen werden, die alle sonst seriell ablaufen würden. Erster Schritt im Bewilligungsverfahren ist die öffentliche Auflage vom Projekt während 30 Tagen. Das Einholen der Rodungsbewilligung inkl. Ersatzaufforstung wurde parallel und mit dem gleichen Dossier angegangen. Zeitgleich zur öffentlichen Auflage erfolgte bereits die Vernehmlassung in den kantonalen Fachstellen sowie die Kreditgenehmigung (Anteil Gemeinde) in den Gemeinden. Im Anschluss wäre die Behandlung von Einsprachen aus der öffentlichen Auflage gefolgt, was hier aufgrund der proaktiven Information der Beteiligten nicht notwendig war. Von den kantonalen Fachstellen wurde das Projekt gut geheissen. Sodass im Projekt praktisch keine Anpassungen notwendig waren. Parallel zur öffentlichen Auflage wurde die Projektgenehmigung durch den Regierungsrat und die Botschaft an den Grossen Rat (Kantonsparlament) für die Kreditgenehmigung (Anteil Kanton) vorbereitet. Nach Ablauf der öffentlichen Auflage sowie nach Ablauf der Referendumsfrist aus der Kreditgenehmigung in den Gemeinden wurden die Projektgenehmigung und die Botschaft in Auftrag gegeben. Dabei wurden der Regierungsrat, die beratende Kommission Bau, Verkehr und Umwelt, die Finanzkommission sowie der Grosse Rat begrüsst. Der Zeitaufwand dafür betrug sechs Monate. In diesen sechs Monaten wurden gleichzeitig das Ausführungsprojekt sowie die Submission für den Baumeister durchgeführt. Im Anschluss an die Projektgenehmigung und der Gutheissung der Botschaft inkl. Kreditgenehmigung wurde das Projekt an das Bundesamt für Umwelt (BAFU) sowie an das Bundesamt für Energie (BFE) zur Subventionierung (Anteil Bund) bzw. zur technischen Projektgenehmigung eingereicht. Der Zeitaufwand dafür betrug vier Monate. Ein nicht alltäglicher Schritt im Bewilligungsverfahren war die parallele Behandlung von Projektgenehmigung durch den Regierungsrat und Botschaft an den Grossen Rat (Kantonsparlament) für die Kreditgenehmigung. Dadurch konnten rund drei Monate eingespart werden. Üblicherweise wird zuerst der Grosse Rat über die Kreditgenehmigung informiert und erst im Anschluss daran das Projekt genehmigt. Da der Kanton als Bauherr und die Grundeigentümer sich gütlich einigen konnten, war ein Landerwerbsverfahren inkl. einer öffentlichen Auflage nicht notwendig. Das Landerwerbsverfahren wie auch die Auflage werden sonst direkt im Anschluss an die Projektgenehmigung und die Gutheissung der Botschaft folgen und könnten mehrere Stufen bis hin zur Enteignung bzw. einer vorzeitigen Besitzanweisung durchlaufen. Der Zeitaufwand dafür ist schwer abzuschätzen, kann jedoch schnell zu massiven Verzögerungen führen. Im Kanton Aargau werden Hochwasserschutzmassnahmen zusammen mit den Gemeinden als Partnern realisiert. Die Gemeinden sind somit über jeden Arbeitsschritt informiert, wirken wo möglich intensiv mit und unterstützen die Bewilligungsverfahren beispielsweise im Grossen Rat oder bei allfälligen Landerwerbsverhandlungen. Mit dem Finanzbeschluss und der Stellungnahme zum Projekt wurde dieses von der Gemeinde Villmergen gut geheissen.

6 6 3.2 Bewilligung BAFU Ist von Seite Kanton und Gemeinde das Projekt genehmigt und der Kredit gesprochen, wird das Projekt an das Bundesamt für Umwelt (BAFU) zur Subventionierung (Anteil Bund) eingereicht. Einzelprojekte werden grundsätzlich nach dem Prinzip first in - first out bewilligt. Beim BAFU wird das Projekt nochmals von denselben Fachstellen wie auf der kantonalen Ebene beurteilt, wobei die Stellungnahmen der kantonalen Fachstellen eine wichtige Grundlage darstellen. 3.3 Bewilligung BFE und Aufsichtspflicht HRB Ist von Seite Kanton und Gemeinde das Projekt genehmigt und der Kredit gesprochen, wird das Projekt an das Bundesamt für Energie (BFE) zur technischen Projektgenehmigung eingereicht. Mit Unterstellung unter die Stauanlagenverordnung des Bundes treten automatisch die entsprechenden Vorgaben in Kraft, welche durch das Bundesamt für Energie (BFE) vorgegeben werden. Aufgrund deren Grösse unterliegen das HRB Drachtenloch und das HRB Schloss zusätzlich auch der Aufsicht des BFE. Wesentlicher Bestandteil für die Bewilligung durch das BFE bildete die Dimensionierung des Bemessungshochwassers HQ1000. Die Methodik für die Abschätzung des Bemessungshochwassers (HQ1000) und des Sicherheitshochwassers (1.5xHQ1000) wurde mit dem Bundesamt für Energie (BFE) eingehend besprochen. Gemäss Basisdokument zum Nachweis der Hochwassersicherheit wird bei einem HQ1000 davon ausgegangen, dass der gesamte Niederschlag zum Abfluss beiträgt. Die Bestimmung des Bemessungshochwassers resultierte im vorliegenden Fall aus dem Vergleich von empirischen Modellen und probabilistischen Methoden basierend auf Niederschlagsdaten. 4 Finanzierung 4.1 Finanzierung von Einzelprojekten nach NFA Gemäss NFA können im Bereich Schutzbauten vier Projekttypen unterschieden werden: Gefahrengrundlagen, Grundangebot, Renaturierungsprojekte und Einzelprojekte > CHF 1 Mio Bausumme. Im vorliegenden Fall liegt ein Einzelprojekt vor, das damit nicht mehr Gegenstand der Programmvereinbarung zwischen dem Bund und dem Kanton ist. Bei der Mittelzuteilung durch den Bund existiert seit NFA keine Finanzkraftabstufung mehr. Der Bund will unter NFA die Wirksamkeit und die Qualität der Wasserbauprojekte fördern. Die Voraussetzung für den generellen Bundesbeitrag von 35 % ist das Einhalten der im Rahmen des NFA festgelegten Mindestanforderungen. Bei Erfüllen von einem oder mehrerern der vier Mehrleistungs-Modulen können gesamthaft zusätzliche 10 % erhalten werden: Mindestanforderungen: Die Mindestanforderungen betreffen planerische, qualitative und technische Mindeststandards, das Einhalten der administrativen und verfahrenstechnischen Abläufe, Nachhaltigkeitsaspekte im wirtschaftlichen, gesellschaftlichen und ökologischen Bereich wie auch die Verhältnismässigkeit.

7 7 Mehrleistungen: Das Anreizsystem beinhaltet eine umfassende Kriterienliste zu den einzelnen Mehrleistungsmodulen, die eindeutig messbar sind. Es können die vier Mehrleistungsmodule Integrales Risikomanagement (4%), technische Aspekte (2%), ökologische Aspekte (2%) und partizipative Planung (2%) unterschieden werden, mit denen gesamthaft 10 % zusätzliche Bundesbeiträge erlangt werden können. Insbesondere die beiden Module ökologische Aspekte und partizipative Planung können Auswirkung auf die Bundespriorisierung eines Einzelprojektes haben. Um für ein Modul die Abgeltung für Mehrleistungen zu erhalten, müssen alle Kriterien erfüllt sein. Die dafür relevanten Indikatoren werden auf Basis der Arbeitshilfen, die der Bund zur Verfügung stellt, durch die projektierenden Ingenieurbüros ermittelt und dokumentiert. 4.2 Vereinbarter Kostenteiler Der Kostenteiler zwischen Bund, Kanton und Gemeinde konnte im vorliegenden Projekt gemäss Tabelle 2 festgelegt werden. Da bei den beiden Mehrleistungsmodulen technische Aspekte und partizipative Planung alle Kriterien erfüllt werden konnten, ergibt sich ein totaler Bundesbeitrag von 39 %. Der Kantonsbeitrag liegt damit bei 24 % und der Beitrag der Gemeinde Villmergen bei 37 %. Tabelle 2 Hochwasserschutzmassnahmen Erusbach: Trägerschaft und Kostenteiler Trägerschaft Kostenanteil Bemerkungen 35 % Einzelprojekt: Mindestanforderungen NFA Bund 2 % Mehrleistung Technische Aspekte 2 % Mehrleistung Partizipative Planung Kanton 24 % Kostenteiler Kanton (40%) und Gemeinde (60%) Gemeinde 37 % Kostenteiler Gemeinde (60%) und Kanton (40%) Gesamt 100 % - 5 Schluss und Ausblick Wesentlicher Punkt für die vorbildliche und gelungene Projektabwicklung war die aktive, freundschaftliche und engagierte Zusammenarbeit aller Beteiligten, welchen hiermit unser Dank gilt. Ebenso zentral war auch, dass die verschiedenen Aufgaben stufengerecht behandelt und entschieden wurden. Nicht zuletzt bilden diese Voraussetzungen die Basis für die wiederum gute Zusammenarbeit bei der aktuell laufenden Realisierung des HRB Schloss und des Teilausbaus im Unterlauf.

8 8 Literatur [01] Basisdokument zum Nachweis der Hochwassersicherheit, BFE, Juni 2008 [02] Gefahrenkarte Unteres Bünztal, Massnahmenplanung Entwurf, Hunziker, Zarn & Partner, Aarau, Mai 2007 [03] Handbuch NFA im Umweltbereich Mitteilung des BAFU als Vollzugsbehörde an Gesuchsteller, Teil 5: Fachspezifische Erläuterungen zur Programmvereinbarung im Bereich Schutzbauten und Gefahrengrundlagen, BAFU, Bern, 2008 [04] Safety of Swiss dams against floods design criteria and design flood, Rudolf Biedermann et al., 16. congrès des grandes barrages, San Francisco, 1988 [05] Sicherheit der Stauanlagen, Basisdokument zu dem Nachweis der Erdbebensicherheit Version 1.2, BWG, 2003 [06] Sicherheit der Stauanlagen - Richtlinien des BWG, Version 1.1, BWG, 2002 [07] Überströmbare Dämme und Dammscharten, Landesanstalt für Umweltschutz, Baden- Württemberg (LFU), 2004 [08] Verordnung über die Sicherheit der Stauanlagen (StAV), 2003 Anschrift der Verfasser Dr. Dipl. Bauing. (ETH) Roland Hollenstein HOLINGER AG Etzbergstrasse Winterthur, Schweiz roland.hollenstein@holinger.com Dipl. Ing. (TUM) Mario Koksch Kanton Luzern, Departement Bau, Umwelt und Wirtschaft Dienststelle Verkehr und Infrastruktur, Abteilung Naturgefahren Arsenalstrasse Kriens mario.koksch@lu.ch Dipl. Ing (TU) Jörn Heilig HOLINGER AG Etzbergstrasse Winterthur joern.heilig@holinger.com