HOCHWASSERINFORMATION UND -WARNUNG IN KÄRNTEN DI Johannes Moser, DI Christian Kopeinig

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1 Abteilung 18 Wasserwirtschaft / Hydrographie HOCHWASSERINFORMATION UND -WARNUNG IN KÄRNTEN DI Johannes Moser, DI Christian Kopeinig Die rechtzeitige Hochwasserwarnung, und letztendlich die bestmöglichste Bewältigung von Hochwasserkatastrophen, erfordert ein enges Zusammenspiel von vielen Beteiligten unterschiedlicher Fachrichtungen. Hochwasserkatastrophenschutz ist also interdisziplinär! Für das Funktionieren des Hochwassermanagements ist deshalb eine Gesamtbetrachtung über viele Fachbereiche hinweg notwendig. Dazu gehören Meteorologen und Hydrologen, welche sich im Vorfeld anhand von ersten Prognosen Erkenntnisse über das zu erwartende Ausmaß verschaffen und bei Bedarf entsprechende Vorwarnungen verbreiten, die Landesalarmzentrale, welche vorwiegend die Einsatzkräfte anweist und koordiniert, diverse Krisenstäbe auf Gemeinde-, Bezirks- und Landesebene, eine Reihe von Sachverständigen, wie der Hochwasserdienst der Abteilung 18 - Wasserwirtschaft, Wehrverantwortliche der Kraftwerksbetreiber, Gewässerökologen, Geologen, Chemiker, Straßendienst und letztendlich natürlich die Einsatzkräfte vor Ort wie Feuerwehr, Polizei, Bundesheer, Rettung und freiwillige Helfer. Dies ist eine große Gruppe von Beteiligten, worin der einzelne vom Fachwissen der jeweilig anderen Disziplin oft kaum bzw. nur unzureichend bescheid weiß. Das muss auch nicht unbedingt so sein (es können nicht alle alles wissen), doch ist eine aufeinander abgestimmte Aufgabenteilung, Vorgangsweise und Kommunikation wichtig. Fach Expertenplattform / Internetplattform AHP Kraftwerke Wehrbetrieb Informationsservice ZAMG Wetterdienst Klagenfurt Wetter- und Niederschlags Prognosen Sachverständige Behörde / Katastrophenstab Abt Hydrographie Hochwasserinformations- und -warnservice Daten- und Informationsservice Landeskrisenstab Bereitschaftsdienst/Katastrophenschutz LAWZ Öffentlichkeit - Internet Beteiligte, Interessenten, Medien Abt 18 - Schutzwasserwirtschaft Naturgefahrenservice Daten- und Informationsservice Abt 18 - Unterabteilungen Schutzwasserwirtschaft Sachverständige Bezirkskrisenstab Bereitschaftsdienst/Katastrophenschutz Gemeinde, Bürgermeister AMT DER KÄRNTNER LANDESREGIERUNG Organisationsschema Hochwasserdienst Sachverständige Abb. 1: Struktur des Hochwasserdienstes der Abt. 18 Wasserwirtschaft im Krisenmanagement des Landes Kärnten Der Aufbereitung und breiten Zugänglichkeit von hochwasserrelevanten Daten und Informationen, sowie einer klaren Organisation kommt daher große Bedeutung zu. Unter diesem Gesichtspunkt wurde in Kärnten ein Expertensystem entwickelt, dass die Grundsätze der Vermittlung von wesentlichen und klaren fachlichen Information (aktuelle

2 und prognostizierte Daten von Niederschlägen, Wasserständen und Abflüssen, Pegelprofilen, Kennwerten, Ausuferungsmengen und mögliche Überschwemmungsflächen bei bestimmten Hochwässern und letztendlich Alarmpläne etc.), aber auch eine Handlungsstruktur (Warnung, Alarmierung bzw. Informationsfluss) zum Inhalt hat. Dabei ist es wichtig festzulegen, wer welchen Teil dieses Ganzen übernimmt, verantwortet und wie die Zusammenwirkung zu erfolgen hat. Im Katastrophenschutz ist eine klare Regelung wichtig, die auch Flexibilität zulässt! Das Proben anhand von Planspielen mit verschiedensten HW-Szenarien ist dabei sehr behilflich. Hydrographischer Dienst und Schutzwasserwirtschaft kooperieren beim Daten- und Informationsservice sowie im Sachverständigendienst sehr eng miteinander. Es hat sich in der Vergangenheit immer wieder gezeigt, dass während des Hochwassers der Zeitfaktor sehr wesentlich ist. Aufgrund der Seltenheit der Ereignisse kommt einer guten Vorbereitung besonderer Bedeutung zu. Daher ist das Hochwasserwarnservice des Hydrographischen Dienstes im Grunde genommen eine zentrale, funktionale Datenbank, in welcher im Vorfeld viele Daten und Informationen aufbereitet und eingearbeitet werden, um sie im Ernstfall rasch verfügbar zu haben. Naturgefahrenservice und Warnservice sind miteinander verknüpft, das heißt dass über das Warnservice zum Beispiel auch die Überflutungsflächen aus den Gefahrenzonenplänen des Naturgefahrenservices abrufbar sind. Daten und Wehrordnungen von Kraftwerksbetreibern (zb. AHP)werden ebenfalls mitverwaltet. Durch die Vielzahl an Beteiligten und der Komplexität von Hochwässern ist es entscheidend, über einen gleichen Informationsstand zu verfügen! Amt der Kärntner Landesregierung Hydrographischer Dienst Anforderungen an ein Hochwasserwarn- und Informationsservice Hochwasserrelevantes Fachwissen -Hydrologische Daten (hydrologische Kennwerte, aktuelle Messdaten, Prognosen, Pegelmarken, Retention ) -Schutzwasserwirtschaftliche Daten (Bordvolles Abflussvermögen, Ausbaugrad, Überschwemmungsflächen, Bauwerke ) -Daten von Kraftwerksbetreibern (Wehrordnungen, Wehrwarte ) -Warn- und Alarmpläne (Warnmarken, Alarmpläne, Maßnahmen im Katastrophenfall, Planspiele ) Organisation, Zusammenwirkung und Information (klare Organisationsschemas, Warn-, Alarmierungs- und Informationsschienen, um für alle Beteiligten den gleichen Wissensstand zu vermitteln. Planspiele ) Abb. 2: Anforderungen an ein Hochwasserwarnservice Der Hydrographische Dienst arbeitet derzeit beim Aufbau des Warnservices auf mehreren Ebenen: - Weiterer Ausbau und Redundanz des fernübertragenen Messnetzes - Aufstellung und Betrieb von Flussgebietsmodellen (Prognosemodellen) für die Flussgebiete Drau, Möll, Lieser, Gail, Gurk, Glan und Lavant (TU Wien) - Entwicklung und Verwirklichung der Hochwasserzentrale Hydromap Kärnten - Erstellung von Hochwasserszenarienkatalogen auf Basis von Simulationen Erstellung von generellen Hochwasseralarmplänen für Flüsse (bereits fertig gestellt) - Gemeinsame Informationsschiene und Plattform (Hydrographischer Dienst / Zamg Wetterdienst Klagenfurt / AHP / ev. Slowenien) 2

3 Einige Anmerkungen zu diesen Punkten: AUSBAU UND VERBESSERUNG DES FERNÜBERTRAGENEN MESSNETZES Das bestehende Messnetz aus Wasserstands- bzw. Abflusspegeln sowie Niederschlagsstationen wurde vergrößert, sodass dem Hydrographischen Dienst derzeit ca. 53 Wasserstandsmessstellen und 73 Niederschlagsstationen online zur Verfügung stehen. Die Daten werden von einer Zentrale aus automatisiert abgerufen (Aquanaut), in der Datenbank des Hydrographischen Dienstes (HyDaMS) gespeichert und im Internet zur Verfügung gestellt (öffentlicher Informations- und Hochwassernachrichtendienst). Bei den letzten großen Hochwässern in Tirol und Vorarlberg (2005) sowie Niederösterreich und Oberösterreich (2002) ist die Datenübertragung zahlreicher Stationen durch den Zusammenbruch des Telekom-Netzes ausgefallen. Um eine möglichst sichere Datenübertragung zu gewährleisten erscheint aus heutiger Sicht eine Funk- (Behörden- Digitalfunk) bzw. Sattelitenübertragung als bessere Lösung. Es sind hier noch Verbesserungen in der Sicherheit der Übertragungstechnik zu erwarten. Ein Datenaustausch zwischen dem HD Kärnten, der ZAMG, der AHP und dem italienischem Wetterdienst OSMER wurde in Betrieb genommen. Mit Slowenien wird diesbezüglich noch Kontakt aufgenommen. Erforderliche Niederschlagsprognosen werden von der ZAMG eingeholt (INKA - Prognosedaten) Eine Hochwasserprognose erfordert gesicherte Pegelschlüssel (Kurven zur Umrechnung der gemessenen Wasserstände in Abflussmengen). Daher wurden für die Hochwasserwarnung wichtige Pegelprofile geodätisch vermessen und die erforderlichen Hochwasser- Pegelschlüssel hydraulisch berechnet. Bei großen Hochwässern sind kaum Messungen möglich. Abb. 3: Online - Abflussmessnetz, Übersicht 3

4 HOCHWASSERDATENZENTRALE HYDROMAP SOFTWARE Dieser Teil des Gesamtkonzeptes wurde von der Hydrographie selbst entwickelt und programmiert. (DI Moser / DI Kopeinig). Das Programm beinhaltet zahlreiche Tools zur Visualisierung und Auswertung der umfangreichen wasserwirtschaftlichen Informationen. Es erfüllt automatisiert wichtige Aufgaben, wie zum Beispiel den Internetdienst. Es werden wesentliche Daten zusammengeführt, um rasch einen Überblick über die Situation zu bekommen und um eine weitere Abschätzung der Hochwasserentwicklung vornehmen zu können. Für das Flussgebiet der Gail wurden die Daten bereits im Zuge der Entwicklung eingearbeitet. Die Datenbank ist bei neuen Anforderungen jederzeit erweiterbar und soll zukünftig auch mit Informationen für die Flussgebiete Drau, Möll, Lieser, Gurk, Glan und Lavant befüllt werden. Für den Notbetrieb (Computer oder Netzwerkausfall) stehen die wesentlichen Informationen auch analog in Mappen zur Verfügung. Programmsystem HydroMap Kärnten - Details Das Programm unterstützt folgende Aufgabenbereich: - Visualisierungen von Mess- und Prognosedaten in Lageplänen, Längenschnitten, Querprofilen, Ganglinien - Datenbereitstellung für den Internetdienst - Auswerten von Abflussmessungen und Verwalten von einheitlichen Pegelschlüsseln für Abflussmodelle, Internetdienst und Echtzeitdarstellungen - Verwalten von hydrologischen Stammdaten - Datenaufbereitung für Niederschlag-Abflussmodelle - Ergebnisdarstellung von Niederschlag-Abflussmodellen - Erstellen, Verwalten und Darstellen von Hochwasseralarmplänen - Zusammenführen von hydrologischen- und schutzwasserwirtschaftlichen Daten inklusive graphischer Aufbereitung - Schnittstelle zum Wasserinformationssystem WIS Hochwasserprognosemodell - Katalogsystem Dieser Teil beinhaltet die Möglichkeit zur Abschätzung von Hochwasserereignissen anhand eines vorbereiteten Katalogsystems (rasche Erstabschätzung) oder durch Echtzeitsimulationen mit Flussgebietsmodellen. Er ist in das Warnservice-Softwarepaket integriert und kann als Versuch verstanden werden Expertenwissen und Simulationstechnik zu vereinen. Mit Hilfe der Niederschlagsprognosen (ZAMG) und der Einschätzung des Gebietsfeuchtezustandes (Ausgangszustand) wird anhand von vorbereiteten Szenarienkatalogen die erwartete Hochwasserkategorie an einem bestimmten Pegel eingeschätzt. Die Ereigniskataloge sind mit Hilfe von Flussgebietsmodellen (in der Entwicklungsphase für das Gailtal) und Auswertungen von beobachteten Ereignissen zusammengestellt worden. Die Modellrechnungen für verschiedenste Hochwasserszenarien und die Katalogisierung der Ergebnisse für das Gailgebiet wurden von der TU Wien (DI Schindler) durchgeführt. Dieses System bietet unter anderem auch den Vorteil, dass man sich bei der Erstellung mit Hochwasserszenarien im Vorhinein auseinandersetzt und dadurch Kenntnisse und Erfahrungen gewinnt. 4

5 Hochwasserinformations- und -warnservice in Kärnten Abb. 4: Auszug aus dem Hochwasserszenarienkatalog, Spitzenabflüsse, Stand 2007 Verknüpfung Hydrologie Schutzwasserwirtschaft: Über Längenschnittdarstellungen von Ausuferungsdurchflüssen und Gefährdungspunkten wird eine Verknüpfung zur Schutzwasserwirtschaft hergestellt. Durch eine synchrone Darstellung von Längenschnitten und den aus Gefahrenzonenplänen bekannten Überflutungsflächen kann schnell ein Überblick über ein Hochwasserszenario gewonnen werden. Es sind daher bei Einschätzung des Hochwassertyps (Kategorie) auch die möglichen Auswirkungen (Überschwemmungen) abschätzbar. Generelle Hochwasseralarmpläne für die größten Flüsse Kärntens Diese beinhalten wesentliche Informationen und Daten für den Experten im Hochwasserdienst. Die Alarmpläne liegen in digitaler und analoger Form vor. Vor allem bei Ausfall von Computern bzw. vor Ort ist eine analoge Ausführung der Alarmpläne zweckmässig. Die Alarmpläne wurden für die Flüsse Drau, Möll, Lieser, Gail, Gurk, Glan und Lavant erstellt. Die generellen Hochwasseralarmpläne haben flussbezogen folgende Gliederung bzw. Inhalte: - Allgemeine Information über den Warndienst - Kurzbeschreibung der Überschwemmungsgefährdungen - Hochwasserkennwerte und Hochwasserwarnmarken der Pegel - Generelle Gefährdungslisten - Pegelprofile mit Wasserstandspegel, entsprechenden Abflüssen und Hochwasserkategorien - Organisation / Adresslisten - Generelle Gefährdungsbereiche Lagepläne mit Hochwasseranschlagslinien aus Gefahrenzonenplänen - Tabelle mit Fliesszeiten 5

6 Abb. 5: Hochwasserkennwerte und Warnmarken der Pegel Abb. 6: Beispiel: Pegelbezogene Liste der Hochwassergefährdungen bei jeweiliger Hochwasserkategorie, Stand

7 Abb. 7: Pegelquerprofil mit Online Wasserstand/Abfluss Verlauf im Internet Abb. 8: Organisation - Adresslisten 7

8 Abb. 9 Auszug aus den Hochwassergefährdungs-Lageplänen Abb. 10 Tabelle mit grobschlägig geschätzten Fliesszeiten der Drau 8

9 ORGANISATION, INFORMATIONSAUFBEREITUNG UND WEITERGABE Der Hochwasserdienst der Abteilung 18 - Wasserwirtschaft umfasst ca. 35 Sachverständige. Diese stehen den Krisenstäben (Gemeinde, Bezirk, Land) im Hochwasserfall zur Verfügung. Die Daten und Informationen des Hochwasserwarnservices (digital + analog) sollen vor allem diesen Sachverständigen dienen. Insgesamt erfordert die Befüllung der Datenbank eine enge und gute Zusammenarbeit aller Sachverständigen. Sehr viele Leistungen werden dabei von der Abt. 18 Wasserwirtschaft aus eigenen Personalressourcen abgedeckt. Hochwasserinformation Vorwarnung / Warnung: Hochwasservorwarnung: Bei der Erstellung und Verbreitung von Hochwasserwarnungen gibt es zwischen dem Hydrographischen Dienst und dem Wetterdienst Klagenfurt (ZAMG) eine enge Kooperation. Erste Starkregenprognosen und -warnungen des Wetterdienstes werden vom Hydrographischen Dienst analysiert und auf mögliche Überschwemmungsgefahren hin überprüft bzw. ausgewertet (zumeist einen Tag vorher). Sind Hochwässer größer HQ1 zu erwarten, wird eine Vorwarnung per (SMS) an die zuständigen Sachverständigen und Bereitschaftsdienste verschickt. Bei größeren zu erwartenden Hochwässern wird auch telefonischer Kontakt mit den Sachverständigen und Behörden (Hochwasserdienst Abt. 18, Behörden- Bereitschaftsdienste, Abteilung für Sicherheitsangelegenheiten, AHP ) aufgenommen. Wichtig: Niederschlagsprognosen und Hochwasservorwarnungen sind zu diesem Zeitpunkt generell noch mit sehr vielen Prognoseunsicherheiten verbunden! Hochwasserwarnung: Diese erfolgt nach dem Einsetzen der ersten Regenfälle (in der Regel ca. 3-8 Stunden nach Regenbeginn). Eine gute Einschätzung des Hochwasserverlaufes hängt sehr stark von der Kenntnis des Anlaufverhaltens der Hochwasserwelle ab. Daher zuerst die Beobachtung des Regen- bzw. Hochwasserbeginns. Es folgen eine bereits detaillierte Prognose und erste Berichte zum Ereignis durch den Hydrographischen Dienst an Verteilerlisten (Sachverständige, Bereitschaftsdienste, Behörden, Landeswarnzentrale, Interessenten, Kraftwerksbetreiber, Medien ). Es wird zwischen 2 Warnstufen unterschieden: Warnstufe 1 - ca. HQ5, Beginn von Freilandausuferungen Warnstufe 2 - ca. HQ10, bereits kritische Hochwassermenge, auch für Siedlungsbereiche Von der Hydrographie werden in weiterer Folge in bestimmten Zeitabständen die möglichen Hochwasserausmaße (Hochwasserkategorien) an den Pegeln eingeschätzt (prognostiziert) und in Form von Berichten an Verteilerlisten weitergeleitet. Entsprechend der nachfolgenden Gefährdungslisten sind je nach geschätzter Hochwasserkategorie bestimmte örtliche Bereiche von möglichen Überflutungen betroffen. Die Angaben über mögliche Überflutungsbereiche sind mit mehr oder weniger großen Unsicherheiten verbunden, daher ist es besser von einem Hochwasserbereich (Hochwasserkategorie) zu sprechen, der für bestimmte Ortsbereiche hinsichtlich Ausuferungen bzw. Überschwemmungen kritisch ist. 9

10 Bei den Hochwasserkategorien wird zwischen den folgenden statistischen Auftrittsjährlichkeiten HQ1-5, HQ5-10, HQ10-30, HQ30-100, >HQ100 und den allgemeinen Gefährdungskategorien Keine Gering Mittel - Hoch und Sehr hoch unterschieden (zum Beispiel: HQ1-5 ein bis fünfjährliches Hochwasser; Hochwasserabfluss tritt statistisch gesehen 1 Mal pro Jahr bzw. 1 Mal in fünf Jahren auf). Bisherige Beobachtungen von Hochwässern und Ergebnisse aus Modellierungen und Gefahrenzonenplänen zeigten, dass in der Regel bis HQ1 keine Überschwemmungen auftreten, bis HQ5 sind nur selten Gebäude direkt am Ufer betroffen, ab HQ5 bis HQ10 treten sehr viele Flüsse in nicht regulierten Bereichen bereits aus ihren Flussbetten. Es kommt zu beträchtlichen Freilandüberschwemmungen und Gebäude direkt an niederen Ufern sind betroffen. Ab der Kategorie HQ10 HQ30 ist die Hochwasserführung schon sehr groß. Vereinzelt sind bereits Siedlungsbereiche, welche unzureichenden Hochwasserschutz aufweisen, betroffen. Ab HQ30 und höher ist für viele Siedlungsbereiche und Ortschaften akute Überschwemmungsgefahr gegeben. Ab HQ100 ist mit katastrophalen, großflächigen Überschwemmungen zu rechnen. Hochwasserinformation im Internet: Der Hydrographische Dienst betreibt online eine Internetseite zum Thema Hochwasserwarnservice: Hier können Sie sich einen Überblick von der aktuellen Situation (Niederschläge, Wasserstände, Abflüsse) und aktuellen Warnungen einholen. Allgemeine Überschwemmungsgefährdungen: Keine: Gering: Mittel: Hoch: Sehr Hoch: keine Überschwemmungen zu befürchten. Flüsse führen Hochwasser, Überschwemmungsgefahr von Freiland und Siedlungsbereichen jedoch gering. Flüsse führen Hochwasser in der Kategorie HQ5 - HQ10. Erste Ausuferungen in Freilandbereichen. Einzelne Gebäude an niederen Ufern können von Überschwemmungen betroffen sein. Flüsse führen Hochwasser in der Kategorie HQ10 HQ30, einzelne Gebäude an Ufern und Siedlungsbereichen mit unzureichendem Hochwasserschutz können überschwemmt werden. Flüsse führen extremes Hochwasser (größer HQ30). Hochwasserschutzeinrichtungen stoßen je nach Ausbaugrad z.t. an ihre Grenzen. Einzelne Überschwemmungen von Siedlungsbereichen möglich / wahrscheinlich. Größer HQ100: Katastrophenhochwasser mit großflächigen Überflutungen, auch von Siedlungen. Bei Dammbrüchen, Verklausungen und unzureichenden Hochwasserschutzeinrichtungen kann es schon bei kleineren Hochwässern zu einem höheren Gefährdungsausmaß kommen. 10

11 INTERNET HOCHWASSERINFORMATIONS- UND WARNSERVICEPLATTFORM (EXPERTENPLATTFORM) Diese dient vor allem als Informationsplattform für Experten des Hochwasserdienstes. Wetterdienst, Hydrographischer Dienst, Kraftwerksbetreiber können und sollen in diesem Tool im Anlassfall ihre Informationen, Daten, Berichte, Prognosen eingeben. Damit ist für alle Nutzer der Informationsstand unterschiedlicher Experten und Fachrichtungen bekannt und transparent. Der Hydrographische Dienst verfasst aus diesen Informationen Berichte (Vorwarnung, Warnung, Situationsberichte), die je nach Ereignisfall, Ereignisablauf und Warnstufe an bestimmte Verteiler (Behörden, Bereitschaftsdienste, Hochwasser Sachverständige, Kraftwerksbetreiber, Medien und Interessierte) verschickt werden. Die Verteiler Adressen sind bereits eingegeben, das Berichtslayout vorgegeben, sodass sehr rasch Berichte per mail und SMS-Nachricht verschickt werden können. Die Berichte werden ereignisbezogen und chronologisch archiviert. Sie sind damit für die Nutzer dieser Plattform jederzeit aufrufbar und einsichtbar. Abb. 11 Internet - Experten Informationsplattform (Maske Bericht Hydrographischer Dienst) 11