Abschlussbericht Gefahrenkarten Überschwemmung Stadt Dresden

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1 Hochwasserschutzkonzeption linkselbischer Fließgewässer I. Ordnung HWSK Nr. 7 Weißeritz Gefahrenkarten Überschwemmung Stadt Dresden

2 Inhaltsverzeichnis 1. Allgemeines Zielstellung Grundlagen Vorgehensweise Prozessanalyse Hydrologie Geschiebe Gefahrenprozesse Gefahrenkarten Schlussfolgerungen, Empfehlungen...18 Seite 2

3 ANLAGENVERZEICHNIS Anlage 1.0 Übersicht Gefahrenkarte Stadt Dresden M 1: Anlage 1.1 Gefahrenkarte HQ 20 M 1: Anlage 1.2 Gefahrenkarte HQ 50 M 1: Anlage 1.3 Gefahrenkarte HQ 100 M 1: Anlage 1.4 Gefahrenkarte HQ 200 M 1: Seite 3

4 ANHANGVERZEICHNIS Anhang 1 Anhang 2 Anhang 3 Anhang 4 Anhang 5 Anhang 6 Hydraulisches Gutachten 2d-Modellierung Prozesse an Brückenbauwerken Vorgehensweise bei der Simulation von Verklausungserscheinungen an Brückenbauwerken Fotodokumentation Maßnahmenauswahl/-beschreibung aus dem Hochwasserschutzkonzept Wasserspiegellagenberechnung Seite 4

5 TABELLENVERZEICHNIS Tabelle 1: Kriterien zur Intensität der Gefahrenart Überschwemmung...7 Tabelle 2: Mittlere Durchflüsse und Extremwerte [5]...8 Tabelle 3: HQ (T) für die Pegel Hainsberg 4 und Cotta...8 Tabelle 4: Ergebnisse der hydraulischen Untersuchungen an Brückenbauwerken...11 Tabelle 5: Prozessanalyse im Stadtgebiet Dresden für HQ (T)...13 Tabelle 6: Darstellung der Durchflüsse bei HQ (T) am Pegel Hainsberg Tabelle 7: W-Q-Beziehung Pegel Hainsberg 3 [12] Tabelle 8: Allgemeine Informationsmöglichkeiten über Hochwassergefahr [8]...16 Quellenverzeichnis...19 Seite 5

6 ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS BW - Bauwerk DGM - Digitales Geländemodell EHQ - Extremhochwasserscheitelabfluss GFK - Gefahrenkarten GIS - Geoinformationssystem HQ (T) - Hochwasserabfluss mit einer Wiederkehrswahrscheinlichkeit T HW - Hochwasser HWSK - Hochwasserschutzkonzept LfUG - Landesamt für Umwelt und Geologie N-A-Modell - Niederschlags-Abfluss-Modell STA - StUFA - Staatliches Umweltfachamt TIN - Triangular Irregular Network Seite 6

7 1. Allgemeines 1.1 Zielstellung Die Gefahrenkarte stellt von Hochwasser ausgehende Gefahren für Menschen und Sachwerte in ihrer räumlichen Ausdehnung dar. Es werden damit Gebiete gezeigt, deren Nutzung wegen Naturgefahren eingeschränkt ist. Die Gefahrenkarte ist fachliche Planungsgrundlage - der Flächennutzung, - des Objektschutzes, - der Konstruktion von Bauwerken im Gefahrenbereich, - von wasserbaulichen Schutzmaßnahmen, - von Maßnahmen zur Schadensverminderung, - der Alarmierung, Katastrophenabwehr und Evakuierung im Ereignisfall. Die in der Gefahrenkarte verzeichneten Flächen sind nicht Gegenstand einer gesetzlich vorgeschriebenen Regelung, sie sind vielmehr fachliche Handlungsgrundlage für Behörden sowie private Eigentümer und Nutzer. In der Gefahrenkarte der Vereinigten Weißeritz, Ortslage Dresden-Stadt mit den Stadtteilen Cotta, Friedrichstadt, Löbtau, Südvorstadt und Dölzschen wird die Ausdehnung und Intensität der Gefahrenart Überschwemmung für mehrere Hochwasserwahrscheinlichkeiten abgebildet. Die Auswirkungen der Feststoffbewegungen (Geschiebe und Treibgut) auf die Abflussverhältnisse werden dabei berücksichtigt. Verweise auf andere Gefahrenarten, insbesondere die Ufererosion und Ablagerung von festen Stoffen außerhalb des Gewässerbettes sind im HWSK enthalten und sollten bei der Gefahrenbeurteilung grundsätzlich berücksichtigt werden, eine kartografische Darstellung bleibt der Fortschreibung der Gefahrenkarte vorbehalten. 1.2 Grundlagen Die Gefahrenkarte ist Bestandteil des Hochwasserschutzkonzeptes Nr. 7 Weißeritz und wurde auf gleicher Datengrundlage erstellt. Sie wurde für den Ist-Zustand des Gewässers und der bei Hochwasser überschwemmten Gebiete erarbeitet. Die Geländevermessung erfolgte im Februar Danach errichtete bzw. neu zu bauende Brücken, die bis Ende 2005 fertig gestellt werden, wurden berücksichtigt (Öderaner Straße, Altplauen, Tonbergstraße [14], [15], [16]). 1.3 Vorgehensweise Der Bearbeitungsabschnitt wurde längs der Weißeritz so festgelegt, dass die gefährdeten besiedelten Bereiche erfasst werden. Die Gefahrenkarte umfasst vier Einzelkarten für unterschiedliche mittlere Wiederkehrintervalle im Bereich von häufigen (alle 20 Jahre) bis sehr seltenen (alle 200 Jahre) Ereignissen. Das im Hochwasserschutzkonzept ausgewiesene Schutzziel liegt bei einem mittleren Wiederkehrsintervall von 200 Jahren. Ausgehend von berechneten Wasserspiegellagen für Hochwasserereignisse mit 20-, und 200-jährlichem Wiederkehrintervall wurden zuerst Schwachstellen, von denen eine besondere Gefährdung ausgeht, identifiziert (Ausbruchsstellen bei niedrigem Ufer, Verklausung von Brücken infolge Treibgut und unzureichendem Querschnitt, Versagen unterbemessener Hochwasserschutzeinrichtungen u. a.). Seite 7

8 Anhand dieser Betrachtung und der Vermessung des Geländes wurden Überschwemmungskarten erstellt. Innerhalb der überschwemmten Flächen wurden drei Gefährdungsintensitäten abgegrenzt. Dabei wurden zwei Formen der Überschwemmung berücksichtigt. Bei statischer Überschwemmung treten relativ geringe Fließgeschwindigkeiten auf und die Intensität wird durch die Wassertiefe bestimmt. Bei dynamischer Überschwemmung ist die Gefahr überwiegend durch hohe Fließgeschwindigkeiten bedingt. In der Tabelle 1 sind die Kriterien für die drei Intensitätsstufen aufgeführt. Unter Berücksichtigung dieser Kriterien werden die Flächen mit hoher, mittlerer und niedriger Intensität abgegrenzt. Intensität hoch mittel niedrig Überschwemmung Wassertiefe h w 2,0 m oder spezifischer Durchfluss q = v h w 2,0 m 2 /s 2,0 > h w > 0,5 m oder 2,0 m 2 /s > q = v h w > 0,5 m 2 /s h w 0,5 m oder q = v h w 0,5 m 2 /s Tabelle 1: Kriterien zur Intensität der Gefahrenart Überschwemmung In der Kartendarstellung ist eine Unterscheidung zwischen statischer und dynamischer Überschwemmung nicht mehr möglich. Bereiche, bei denen die Intensität maßgeblich durch hohe Fließgeschwindigkeiten bestimmt wird, sind in Abschnitt 2.3 benannt. Neben den Überschwemmungsflächen und Intensitäten für die oben erwähnten Wiederkehrintervalle ist auf allen Kartenblättern die maximale Ausdehnung des Überschwemmungsgebietes (ohne Intensitäten) für ein Extremereignis dargestellt, wobei angenommen wird, dass die Gebiete außerhalb dieser Überschwemmungsfläche nicht vom Hochwasser der Weißeritz betroffen sein können. Für die Ortslage Dresden wurde als Extremereignis das Augusthochwasser am gewählt. Gemäß Anhang 1 (Punkt 3.3) wurde das neu erstellte 2d-Modell an den beobachteten Wasserständen des Augusthochwassers 2002 sowie durch Vergleiche mit 1d-Berechnungen kalibriert. Für die Gefahrenkarten wurde das kalibrierte 2d-Modell um ein mögliches Verklausungsszenario (siehe Anhang 3) ergänzt. Die abgebildeten Überschwemmungsgrenzen HQ 20 bis EHQ wurden durch Verschneiden der neu errechneten Wasserspiegellage mit dem DGM ermittelt. Die Fläche des errechneten EHQ wurde mit den beobachteten Flächen des Augusthochwassers 2002 verglichen. Unter Berücksichtigung der Fehlertoleranzen im Digitalen Geländemodell, dem Berechnungsmodul sowie bei den Datengewinnungsprozessen (Verschneidungsprozess DGM/Wasserspiegellage im ArcView) können die Berechnungsergebnisse als plausibel eingeschätzt werden. Seite 8

9 2. Prozessanalyse 2.1 Hydrologie Die Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen beauftragte die WASY GmbH mit der Erarbeitung eines N-A-Models HQ (T) für die Flussgebiete der Roten, Wilden und Vereinigten Weißeritz [3]. Im Ergebnis der Untersuchung ergaben sich für das EZG der Weißeritz an den Pegeln Hainsberg 4 (Vereinigte Weißeritz) und Cotta nachfolgende Durchflüsse und Extremwerte: Gewässer Pegel Einzugsgebietsfläche [km 2 ] NNQ [m 3 /s] MQ [m 3 /s] HHQ [m 3 /s] Datum HHQ Vereinigte Hainsberg 4 321,3 0,150 2, [3] Weißeritz Cotta 374,1 0,257 3, [3] Wilde Weißeritz Hainsberg 3 162,2 0 1, Rote Weißeritz Hainsberg 5 *1 Tabelle 2: Mittlere Durchflüsse und Extremwerte [13] *1 Für den Pegel Hainsberg 5 liegen noch keine Pegelstatistiken vor. Im N-A-Modell [3] werden die Hochwasserdurchflüsse nachfolgender Jährlichkeiten für HQ (T) wie folgt angegeben: Gewässer Pegel HQ 20 [m 3 /s] HQ 50 [m 3 /s] HQ 100 [m 3 /s] HQ 200 [m 3 /s] EHQ 1* [m 3 /s] Vereinigte Weißeritz Hainsberg Cotta Wilde Weißeritz Hainsberg 3 56,7 84, n.v. Rote Weißeritz Hainsberg n.v. Tabelle 3: HQ (T) für die Pegel Hainsberg 3, 4, 5 und Cotta 1*) Als EHQ wurde das Hochwasser vom August 2002 festgelegt. Für das Betrachtungsgebiet sind derzeitig folgende Pegel an der Vereinigten Weißeritz relevant [3]: Pegel Cotta: km PN: 112,03 m ü.nn, beobachtet seit Pegel Hainsberg 4: km PN: 176,69 m ü.hn, beobachtet seit 1976 Pegel Hainsberg 3: km PN: 190,51 m ü.nn, beobachtet seit 1928 (Wilde Weißeritz) Pegel Hainsberg 5: km PN: k.a. (Rote Weißeritz) Der Pegel Dölzschen wurde am außer Betrieb genommen. Als Ersatz dafür wurde der Pegel Cotta eingerichtet. Der Pegel Hainsberg 4 wird seit 1976, der Pegel Hainsberg 3 seit 1928 betrieben. Der Pegel Hainsberg 5 wurde als Ersatz für den Pegel Hainsberg 1 errichtet, für diesen liegen noch keine Pegelstatistiken vor. Als maßgebendes Ereignis für die Ortslage Dresden wurde das Hochwasser im August 2002 (HW-Scheitel am ) im HWSK bewertet. Mit einem Hochwasserscheitelabfluss von 467 m³/s am Pegel Hainsberg 4 beziehungsweise 495 m³/s am Pegel Cotta wurde das Ereignis als EHQ eingestuft. Seite 9

10 2.2 Geschiebe Im Rahmen des Hochwasserschutzkonzeptes wurden durch die Björnsen Beratende Ingenieure Erfurt GmbH Geschiebeuntersuchungen an der Weißeritz durchgeführt [2]. Ergänzend zu diesen Untersuchungen wurde im Vorfeld der Arbeiten zur Erstellung der Gefahrenkarten an der Vereinigten Weißeritz durch die ikd Ingenieur-Consult GmbH der Einfluss der Geschiebeverhältnisse auf das Abflussgeschehen in der Vereinigten Weißeritz analysiert. Dabei fanden die beim Hochwasser 08/2002 aufgetretenen Sedimentations- und Erosionserscheinungen, die örtlichen Geländeverhältnisse sowie die theoretisch ermittelten Geschiebefrachten bei verschiedenen Hochwasserhäufigkeiten ihre Berücksichtigung. Die Ergebnisse sind in der Stellungnahme zur Berücksichtigung der Geschiebeproblematik bei der Erstellung von Gefahrenkarten für die Vereinigte Weißeritz [4] enthalten. Im Ergebnis der Untersuchungen wurde festgestellt, dass die Geschiebeprozesse in der Weißeritz auf die Überschwemmungssituation bzw. die Überschwemmungsgefährdung keine maßgebliche Auswirkung haben. 2.3 Gefahrenprozesse Im HWSK werden unter Punkt die Gefahrenschwerpunkte anhand des Augusthochwassers 2002 in der Ortslage Dresden aufgeführt. Resultierend aus den Erfahrungen das Augusthochwassers von 2002 kann festgestellt werden, dass die Talsperren Malter, Klingenberg und Lehnmühle die Abflussspitzen der Roten beziehungsweise Wilden Weißeritz reduzieren und insbesondere ein zeitgleiches Zusammentreffen der Abflussspitzen beider Gewässer am Vorfluter verhindern konnten [3]. Gefahrenprozesse durch zu erwartende Überschwemmungen aufgrund von Verklausungen (Festsetzen von Treibgut) an Brückenbauwerken wurden in Abstimmung mit der LTV überprüft. Dabei wurden die Abflussverhältnisse ohne Treibgut ( Klarwasserabfluss ) als Kriterium für die Ermittlung der Verklausungsgefährdung verwendet. In der vorliegenden hydraulischen Berechnung (2d) wurde die Verklausung durch eine Sohlanhebung simuliert, welche einen Rückstau erzeugt. Im Untersuchungsgebiet liegen 21 Brückenbauwerke an der Weißeritz. Bei einem HQ 200 (festgelegtes Schutzziel für Dresden) sind davon 10 Brücken, bei einem EHQ 12 Brücken potentiell verklausungsgefährdet. Die Vorgehensweise bei der Verklausungssimulation ist in Anhang 3 erläutert. Aus den in Anhang 1, Kapitel 4 enthaltenen Darstellungen ist ersichtlich, dass insbesondere die Verklausungsannahmen für die Brücken Bienertstraße (Vergrößerung der Überflutungsfläche ab HQ 20 ) und Löbtauer Straße (Vergrößerung der Überflutungsfläche ab HQ 50 ) signifikante Auswirkungen auf das Abflussgeschehen zeigen. Seite 10

11 Die Wasserspiegelverhältnisse bei Klarwasserabfluss an den Brückenbauwerken werden in Tabelle 4 dargestellt. lfd. Nr. BW 01 BW 02 BW 03 BW 04 Hamburger Straße Name / Bezeichnung Fußgängerbrücke Eisenbahnbrücke Eisenbahnbrücke Station Baulastträger Deutsche Bahn AG Deutsche Bahn AG Bauart, Geländer (HG-Holmgeländer; FSG - Füllstabgeländer Denkmalschutz) HQ 20 HQ 50 HQ 100 HQ 200 HQ Ex Betongewölbe. F F F F F Platte F F F F F Stahlträger W W E E E Betongewölbe. F F F F F BW 05 Eisenbahnbrücke Deutsche Bahn AG Betongewölbe. F F F F F BW 06/07 Tonbergstraße Platte (Berücksichtigung des Neubaus gemäß Bestandplan des STA) F F W W E BW 08 BW 09 BW 10/11 Fußgängerbrücke am Pegel Cotta Fußgängerbrücke am Emrich- Ambros-Ufer Fröbelstraße Spannbetonplatte F F F F W Bogenbrücke W W E E E Platte E E E E Ü BW 12 Rohrbrücke BW 13 Wernerstraße BW 14/15 Löbtauer Straße BW 16 Rohrbrücke BW 17 BW 18 BW 19 BW 20/21 Löbtauer Brücke Freiberger Straße Freiberger Straße Oederaner Straße Versorgungsträger Versorgungsträger Stahlträger F F F F F Gewölbe W E E E Ü Behelfsbrücke, Stahlträger E E E Ü Ü Stahlträger F F F F F Spannbetonplatte F F F F F Spannbetonplatte, Mittelpfeiler F F F F F Gewölbe F F F F F Platte (Berücksichtigung des Neubau gemäß Bestandsplan des STA) F F F F E Seite 11

12 lfd. Nr. Station Baulastträger Bauart, Geländer (HG-Holmgeländer; FSG - Füllstabgeländer Denkmalschutz) HQ 20 HQ 50 HQ 100 HQ 200 HQ Ex BW 22 Rohrbrücke Name / Bezeichnung Versorgungsträger Stahlträger F F F F F BW 23 Würzburger Straße Platte F W W E E BW 24 Bienertstraße BW 25 Altplauen Stahlträger, mit Fernwärmeleitung, denkmalsgeschützt z.z. Behelfsbrücke, Neubau geplant (Platte) und in Simulation berücksichtigt E E E Ü Ü F F F W E Tabelle 4: Ergebnisse der hydraulischen Untersuchungen an Brückenbauwerken Legende: F W E Ü Freibord > 0,5 m, Freier Abfluss Freibord < 0,5 m, Wasserspiegel durch Verklausungssimulation angehoben Eingestaute Brücke Überströmte Brücke Durch die simulierte Verklausung an einzelnen Brückenbauwerken ändert sich die Überschwemmungsfläche bei den einzelnen HQ T gegenüber den Überschwemmungsflächen HQ T - IST im HWSK. In den vorliegenden Gefahrenkarten werden die Überschwemmungsflächen mit Verklausung abgebildet. Die Auswirkungen bzw. die Relevanz der Verklausungsannahmen für die einzelnen Brückenbauwerke können in Anhang 2 nachvollzogen werden bzw. wurden am Kapitelanfang benannt. Im der folgenden Tabelle und Anhang 2 sind alle ablaufenden Prozesse bei einem HQ T für das Stadtgebiet anhand der Fluss-Kilometrierung tabellarisch aufgelistet. Es wird hauptsächlich nach Austrittsstellen des Gewässers, bevorzugten Fliesswegen im Vorland und Aufstauerscheinungen unterschieden. Für die betroffenen Flächen werden mögliche Ursachen und deren Auswirkungen erörtert. Damit sind die für die Gefährdung maßgebenden Schwachstellen übersichtlich zusammengefasst. ortsgenaue Lage HQ 20 km (Weißeritzknick) km bis km Prozessbeschreibung Ausuferungen rechtsseitig bis 10 m, ca. 350 m² Überflutungsfläche am Weißeritzknick, Intensität überwiegend < 0,5 m, kleinflächig mittlere Überschwemmungsintensität, keine Gefährdung durch erhöhte Fließgeschwindigkeiten Ausuferungen linksseitig bis 10 m unter der Löbtauer Brücke mit Intensität bis 0,5 m, kleinflächig mittlere Überschwemmungsintensität durch Wassertiefe bzw. Fließgeschwindigkeiten Geringfügige Ausuferung bis 10 m links- und rechtsseitig in Richtung Tharandter bzw. Fabrikstraße, rechtsseitig Intensität bis 0,5 m, Fläche ca. 100 m²; linksseitig mittlere Überschwemmungsintensität durch Wassertiefe bzw. Fließgeschwindigkeit, Fläche ca. 120 m² Seite 12

13 ortsgenaue Lage km bis km bis km bis HQ 50 km bis (Weißeritzknick) km bis km bis km bis km bis km bis HQ100 km km bis Km (Weißeritzknick) km bis km bis km bis Prozessbeschreibung Ausuferungen rechtsseitig mit geringer Intensität < 0,5 m, Abfluss in Altstadt über die Fabrikstraße bzw. Bahngleise, Einschränkung der Passierbarkeit der Brücke Bienertstraße Ausuferung durchschnittlich 10 m linksseitig mit geringer Intensität < 0,5 m, keine Gefährdung von Schutzgütern, Einschränkung der Passierbarkeit der Brücke Bienertstraße Ausuferung bis 30 m auf dem rechten Ufer, größtenteils mit einer Intensität < 0,5 m, teilweise erhöhte Fließgeschwindigkeiten (mittlere Überschwemmungsintensität), Abfluss in Altstadt über die Hofmühlenstraße, Fabrikstraße bzw. Bahngleise Aufstau an der Brücke Löbtauer Straße, starke Ausuferung rechtsseitig, Abfluss über die Löbtauer Straße / Freiberger Straße / Bahngleise in die Friedrichstadt bzw. durch die Altstadt in die Elbe Aufstau an der Brücke Löbtauer Straße, Ausuferungen bis 10 m linksseitig mit mittlerer Überschwemmungsintensität (Wassertiefe und Fließgeschwindigkeiten), keine Einschränkung der Passierbarkeit der Löbtauer Straße Leichte Ausuferung linksseitig, rechtsseitig starke Ausuferungen, Abfluss über die Fabrikstraße/Freiberger Straße in die Friedrichstadt bzw. durch die Altstadt in die Elbe rechtsseitig starke Ausuferungen, Abfluss über die Fabrikstraße/Biedermannstraße/Bahngleise durch die Altstadt in die Elbe sowie Abfluss über die Bahngleise in Richtung Hauptbahnhof / Petersburger Straße Leichte Ausuferung bis 10 m linksseitig mit Intensität < 0,5 m, Einschränkung Passierbarkeit Bienertstraße und Agnes- Smedley-Straße Ausuferung bis 30 m auf dem rechten Ufer mit niedriger bzw. mittlerer Wassertiefe, teilweise erhöhte Fließgeschwindigkeiten (mittlere Überschwemmungsintensität), Abfluss in Altstadt über die Hofmühlenstraße, Fabrikstraße bzw. Bahngleise Aufstau Brücke Emrich-Ambros-Ufer links und rechts mit geringer Überschwemmungsintensität, jeweils ca. 200 m², Einschränkung der Passierbarkeit des Emrich-Ambros-Ufer in beiden Richtungen Aufstau Brücke Löbtauer Straße, starke Ausuferung rechtsseitig, Abfluss über die Löbtauer Straße / Freiberger Straße / Bahngleise in die Friedrichstadt bzw. durch die Altstadt in die Elbe Aufstau Brücke Löbtauer Straße, Ausuferungen bis 70 m linksseitig mit Intensität größtenteils < 0,5 m, in Gewässernähe mittlere Überschwemmungsintensität, Einschränkung der Passierbarkeit Löbtauer Str. Ausuferung mit leichter bis mittlerer Überschwemmungsintensität linksseitig, rechtsseitig starke Ausuferungen, Abfluss über die Fabrikstraße/Freiberger Straße in die Friedrichstadt bzw. durch die Altstadt in die Elbe rechtsseitig starke Ausuferungen, Abfluss über die Fabrikstraße / Bahngleise durch die Altstadt in die Elbe sowie Abfluss über die Bahngleise in Richtung Hauptbahnhof / Petersburger Straße, Einschränkung der Passierbarkeit der Würzburger- /Bienertstraße Seite 13

14 ortsgenaue Lage km bis km bis HQ 200 km km bis Km (Weißeritzknick) km bis km bis km bis km bis km bis Km bis Prozessbeschreibung Leichte Ausuferung bis 15 m linksseitig mit Intensität < 2,0 m (geringe Wassertiefe, aber teilweise erhöhte Fließgeschwindigkeiten), Einschränkung Passierbarkeit Bienertstraße und Agnes-Smedley-Straße Ausuferung 10 m bis 70 m rechtsseitig mit mittlerer/niedriger Überschwemmungsintensität, Einschränkung Passierbarkeit Hofmühlenstraße/Fabrikstraße, Übergang in die Überflutungsfläche Innenstadt Aufstau Brücke Emrich-Ambros-Ufer links und rechts mit geringer Überschwemmungsintensität, jeweils ca. 200 m², Einschränkung der Passierbarkeit des Emrich-Ambros-Ufer in beiden Richtungen Aufstau Brücke Löbtauer Straße, starke Ausuferung rechtsseitig, Abfluss über die Löbtauer Straße / Freiberger Straße / Bahngleise in die Friedrichstadt bzw. durch die Altstadt in die Elbe Aufstau Brücke Löbtauer Straße, Ausuferungen bis 70 m linksseitig mit Überschwemmungsintensität größtenteils < 0,5 m, Einschränkung der Passierbarkeit der Löbtauer Straße Ausuferung mit leichter/mittlerer Überschwemmungsintensität linksseitig, rechtsseitig starke Ausuferungen, Abfluss über die Freiberger Straße in die Friedrichstadt bzw. durch die Altstadt in die Elbe rechtsseitig starke Ausuferungen, Abfluss über die Fabrikstraße / Bahngleise durch die Altstadt in die Elbe sowie Abfluss über die Bahngleise in Richtung Hauptbahnhof / Petersburger Straße, Einschränkung der Passierbarkeit der Würzburger- /Bienertstraße Ausuferung bis 15 m linksseitig mit Intensität < 2,0 m (leicht bis mittel), Einschränkung Passierbarkeit Bienertstraße und Agnes- Smedley-Straße Ausuferung bis 70 m rechtsseitig, Überschwemmungsintensität < 2,0 m, jedoch teilweise hohe Überschwemmungsintensität durch hohe Fließgeschwindigkeiten, Einschränkung Passierbarkeit Hofmühlenstraße und Fabrikstraße, Übergang in die Überflutungsfläche Richtung Innenstadt Ausuferung 19 m linksseitig mit geringer bis mittlerer Überschwemmungsintensität (Wassertiefe und Fließgeschwindigkeiten), m², Einschränkung der Passierbarkeit Tharandter Straße Tabelle 5: Prozessanalyse im Stadtgebiet Dresden für HQ (T) Zusammenfassung: Die Weißeritz bricht ab einem HQ 20 aus ihrem Flussbett aus und überflutet ab HQ 50 die Dresdner Innenstadt. Betroffen sind die Stadtviertel Altstadt (Bereich Hauptbahnhof/Petersburger Straße/Wiener Straße/Bürgerwiese/Zwingerareal bis Friedrichstadt) und Friedrichstadt (Magdeburger Straße/Weißeritzstraße/Schäferstraße). Dabei kommen Wassertiefen bis > 2 m sowie vereinzelt hohe Fließgeschwindigkeiten (mittlere Gefährdungsintensität) zustande. Die Überflutungsgebiete Friedrichstadt sowie Innere Altstadt sind großflächig mit mittlerer Überschwemmungsintensitäten betroffen. Die Gefährdungseinstufung geht fast ausschließlich von den erreichten Wassertiefen aus. Lediglich im Bereich der Bahnanlagen/Hauptbahnhof sowie der Weißeritzstraße sind erhöhte Gefährdungseinstufungen im kleinflächigen Umfang aufgrund der Fließgeschwindigkeiten zu verzeichnen. Diese treten erst ab einem HQ 100 bzw. Hochwasserereignissen mit geringerem Wiederkehrintervall (> HQ 100 ) auf. Seite 14

15 Maßnahmen zur Verhinderung eines Ausbrechens der Weißeritz aus ihrem Flussbett sind angesichts der zu erwartenden Schäden an der Infrastruktur sowie sonstigen Schutzgütern dringlichst zu empfehlen. Als besondere Gefahrenschwerpunkte zeigen sich die Brücken Bienertstraße und Löbtauer Straße sowie der Weißeritzknick. Als bevorzugte Fließwege sind die Hofmühlenstraße, die Fabrikstraße, die Löbtauer Straße und die Weißeritzstraße zu benennen. Die Priorisierung und Bewertung der Maßnahmen unter Beachtung der Schutzziele und der Gefährdung von Menschenleben sind in Anlage 5 enthalten bzw. die Maßnahmen werden im Hochwasserschutzkonzept, Kapitel [3] verbal beschrieben. Generell ist nochmals darauf hinzuweisen, dass der Prozess der Verklausung rechnerisch nur unzureichend erfasst werden kann. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurde ein mögliches Verklausungsszenarium im Modell simuliert (siehe Anhang 1). 3. Gefahrenkarten Hochwassergefahrenkarten stellen für die Kommunal- und Regionalplanung, die Gefahrenabwehr und den Katastrophenschutz und für alle vom Hochwasser Betroffene eine wichtige Basis für einen umfassenden Hochwasserschutz und Hochwasservorsorge dar. In den vorliegenden Gefahrenkarten werden die Ergebnisse aus der HWSK unter Berücksichtigung einer möglichen Verklausung an Brückenbauwerken bei den einzelnen HQ T im IST- Zustand dargestellt. Die Erarbeitung der Gefahrenkarten erfolgte auf Grundlage der Hochwasserschutzkonzeption HWSK Nr. 7 Weißeritz, Stand Juli 2003, sowie den 2d-Simulationen der Hochwasserabflüsse durch die TU Dresden, Stand (Anhang 1). Die zeichnerische Darstellung wurde nach den Vorgaben des LfUG vorgenommen. Das im Hochwasserschutzkonzept ausgewiesene Schutzziel liegt bei einem mittleren Wiederkehrintervall von 200 Jahren. Die Gefährdung für die Bebauung ergibt sich aus der rechnerisch ermittelten Überschwemmungsfläche und der Intensität eines entsprechenden Hochwassers HQ T (Überstauhöhen). Daraus kann für die Stadt Dresden das Gefährdungspotential abgeschätzt und die entsprechenden Vorsorge- bzw. Hochwasserschutzmaßnahmen eingeleitet werden. Die Gefahrenkarte bietet außerdem die Möglichkeit, Flächensicherung im Sinne 32 Absatz 2 des Wasserhaushaltgesetzes (WHG) zur Sicherung und Freihaltung von Überschwemmungsflächen durchzuführen und gleichzeitig eine klare Priorisierung verschiedener Hochwasserschutzmaßnahmen vorzunehmen. Für das Gebiet der Stadt Dresden entstanden Gefahrenkarten für die Jährlichkeiten HQ 20, HQ 50, HQ 100 und HQ 200 in Intensitäten nach den in Tab. 1 dargestellten Kriterien. Die Überflutungstiefen werden je nach Ereignis in der in Abb.1 aufgeführten Abstufung veranschaulicht. Das Extremereignis ist nur in seiner äußeren Begrenzung in den Karten rot abgebildet. Seite 15

16 Die Darstellung in den Karten wurde wie folgt vorgenommen: Abb. 1: Auszug aus der Kartenlegende Die Berechnung der Wasserspiegellage wurde 2-dimensional durchgeführt. Bei der Erstellung der Gefahrenkarten wurde somit die Wassertiefe und die Fließgeschwindigkeit an dem jeweiligen Knotenpunkt des 2d-Modells berücksichtigt. Aus nachfolgender Tabelle sind die Wiederkehrintervalle eines Hochwasserereignisses in Verbindung mit den dazugehörigen Durchflüssen an den Pegeln Hainsberg 3 (Rote Weißeritz), Hainsberg 5 (Wilde Weißeritz) und Hainsberg 4 (Vereinigte Weißeritz) dargestellt. Da der Pegel Cotta nicht als Hochwassermeldepegel gilt, wurde er in Tabelle 6 nicht berücksichtigt. Durchflüsse lt. Modellrechnung [12] m³/s HQ(T) EHQ Pegel Hainsberg 3 56,7 84, n.v. Pegel Hainsberg n.v. Pegel Hainsberg Tabelle 6: Darstellung der Durchflüsse bei HQ T an den Pegeln Hainsberg 3, 4, 5 Für die Pegel Hainsberg 4 und 5 liegen zur Zeit noch keine W-Q-Beziehungen vor, dass heißt, es können den gemessenen Pegelwasserständen noch keine konkreten Durchflüsse zugeordnet werden. Für den Pegel Hainsberg 3 gelten die in Tabelle 7 aufgeführten W-Q-Beziehungen gemäß NA-Modell. HQ(T) EHQ Abfluss [m³/s] 56,7 84, n.v. Wasserstand [cm] n.v. Tabelle 7: W-Q-Beziehung Pegel Hainsberg 3 [12] Seite 16

17 Die Pegel Hainsberg 3, 4 und 5 sind als Hochwassermeldepegel eingerichtet. Werden die Richtdurchflüsse der Alarmstufen an den Pegeln erreicht, erfolgt die Weiterleitung an die gewässeranliegenden Gemeinden durch das Landeshochwasserzentrum Sachsen (s. Hochwassermeldeordnung - VwV HWMO). Die entsprechenden Vorsorge- und Schutzmaßnahmen sind danach durch die Gemeinden bzw. die Stadt Dresden einzuleiten. Die möglicherweise eintretenden Wassertiefen bei den jeweiligen HQ (T) können aus den vorliegenden Gefahrenkarten zur Information entnommen werden. Die Vorwarnzeit beträgt für den Pegel Hainsberg 3 ca. 4 Stunden, für die Pegel Hainsberg 4 und Hainsberg 5 jeweils 3,5 Stunden (Wellenlaufzeiten von den Pegelstandorten bis zum Stadtgebiet Dresden, Pegel Cotta) [25]. In den Gefahrenkarten wird ferner der Durchfluss in dem betreffenden Bearbeitungsabschnitt bei HQ T angegeben. Erhöhte Abflüsse und Fließgeschwindigkeiten vergrößern die Gefährdung erheblich. Deshalb sollte die Bevölkerung auch darauf hingewiesen werden. Nachfolgende allgemeine Empfehlungen sollten berücksichtigt werden: - Einrichten von Hochwasserpartnerschaften der am Gewässer anliegenden Gemeinden - Information der Bevölkerung über ihre individuelle Hochwassergefährdung - Verbesserung des Hochwasserinformationssystems - Aufnahme und deutlich bleibende Markierung bekannter Hochwasserstände - Aufstellung und Fortschreibung von Alarm- und Einsatzplänen - Üben der Schutzmaßnahmen mit Einsatzkräften und Betroffenen - Aus- und Fortbildung von Einsatzkräften - Bereitstellung und Wartung der technischen Hilfsmittel - Einbeziehung einer Risikovorsorge potentiell Betroffener über Versicherungen - In den Überschwemmungsgebieten ist die Wiedergewinnung von Retentionsflächen anzustreben. - Für bestehende Bebauung in Überschwemmungsgebieten sollte eine angepasste Nutzung durchgesetzt werden. Das Landeshochwasserzentrum Sachsen im Landesamt für Umwelt und Geologie stellt nachfolgende allgemeine Informationsmöglichkeiten über Hochwassergefahr zur Verfügung: Informationsquelle erreichbar unter Information Internet Aktuelle Wasserstände Aktuelle Durchflüsse Hochwasserwarnungen Hochwasservorhersagen (grafisch) Sprachausgabe Hochwasserwarnungen Messwertansager im Landeshochwasserzentrum (0351) Aktuelle Informationen (0351) Aktuelle Wasserstände Messwertansager der Elbepegel (jeweilige Ortsnetzvorwahl) Aktuelle Wasserstände MDR-Videotext Videotext ab Seite 500 Aktuelle Wasserstände Tabelle 8: Allgemeine Informationsmöglichkeiten über Hochwassergefahr [8] Weitere Informationen sind über das Landesamt für Umwelt und Geologie, das Umweltamt der Stadt Dresden und das Staatliche Umweltfachamt Radebeul zu erhalten. Seite 17

18 4. Schlussfolgerungen, Empfehlungen Aus den vorliegenden Gefahrenkarten ist ersichtlich, dass die im HWSK vorgeschlagenen Maßnahmen betreffs ihrer Wirksamkeit in den Gefahrenbereichen gerechtfertigt und erforderlich sind, um Gefahren bei den einzelnen HQ (T) vorzubeugen und abzuwehren. Die Priorisierung und Bewertung der Maßnahmen unter Beachtung der Schutzziele und der Gefährdung von Menschenleben sind als Anhang 5 beigefügt. Die Maßnahmen werden im Hochwasserschutzkonzept [3], Kapitel verbal beschrieben. Mit den benannten Maßnahmen kann der beabsichtigte Hochwasserschutz gewährleistet werden. Als Schutzziel wurde in Dresden ein Hochwasserereignis mit 200jähriger Wahrscheinlichkeit (HQ 200 ) festgelegt. Als besonders wichtige Maßnahmen sind die baulichen Änderungen der Brücke Bienertstraße (vw37) und Löbtauer Straße (vw22), die Umgestaltung des Weißeritzknickes (vw19, vw20) sowie die rechtsseitigen Erhöhungen der Ufermauern zwischen der Brücke Altplauen und der Brücke Öderaner Straße (siehe Anhang 5) zu werten. In Auswertung der Erfahrungen bei dem maßgebenden Hochwasserereignis im August 2002 und der modellmäßig ermittelten Überschwemmungsflächen (unter Berücksichtigung aller bis Ende 2005 neu zu errichtenden Brücken) für die einzelnen HQ (T) können nachfolgende Schlussfolgerungen gezogen werden: - Ab einem HQ 20 bricht die Weißeritz aus ihrem Flussbett aus und überschwemmt ab HQ 50 die Dresdner Innenstadt (Stadtbezirke Altstadt und Friedrichstadt) weitläufig. Dabei entstehen Wassertiefen bis > 2,0 m sowie hohe Fließgeschwindigkeiten (bis 3,6 m/s außerhalb des Gerinnes). Die im HWSK vorgesehenen Maßnahmen zur Verhinderung eines Ausbrechens der Weißeritz aus ihrem Flussbett sollten angesichts der zu erwartenden Schäden an der Infrastruktur sowie sonstigen Schutzgütern mit hoher Priorität ausgeführt werden. - Als besondere Gefahrenschwerpunkte sind die Brücken Löbtauer Straße (Neubau ist bereits in Planung) sowie Bienertstraße erkennbar. - Der bisherige Gefahrenschwerpunkt Brücke Altplauen wird durch die geplante Neubaumaßnahme entschärft. - Es wird vorgeschlagen, die Ertüchtigung des Gerinnes in Form einer Sohlvertiefung zu untersuchen. - Brücken, welche in der Durchlassfähigkeit das Sollziel nicht erreichen, sind entsprechend den hydraulisch notwendigen Randbedingungen zu erneuern. Weiterhin wird empfohlen, die Entwicklung des Wasserstandes der Elbe anhand der Pegel Schöna und Pirna zu verfolgen. In der Regel entwickelt sich der Hochwasserscheitel der Elbe mit mehrtägiger Verzögerung zum Ablauf des Hochwasserscheitels der Weißeritz. Das bedeutet nicht, dass kein erhöhter Wasserstand im Mündungsbereich der Weißeritz durch die Elbe zu verzeichnen ist. Maßgebend für die Überflutung ist hier jedoch erfahrungsgemäß das Hochwasser der Weißeritz. Detaillierte Hinweise zu der Problematik von Elbehochwässern sind im HWSK Elbe enthalten. Eine sehr effektive Möglichkeit der Reduzierung von Abflussspitzen bieten Talsperren im Oberlauf der jeweiligen Gewässer. Die Talsperren an der Roten und Wilden Weißeritz konnten die Abflussspitzen der Fließgewässer reduzieren und insbesondere ein zeitgleiches Zusammentreffen der Abflussspitzen beider Gewässer am Vorfluter verhindern [3]. Seite 18

19 Gemäß den in [3] durchgeführten Untersuchungen wird der Bau weiterer Speicherbecken an der Roten Weißeritz mit den Speicherstandorte Schmiedeberg I (Speichervolumen 2 hm³) und Niederpöbel (Pöbelbach, Speichervolumen 0,8 hm³) zu vertiefenden Untersuchungen empfohlen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass durch eine Talsperre sehr seltene Hochwasserabflüsse nur unzureichend reduziert werden können, da die Speicherkapazität der Talsperren bei sehr starken Zuflüssen schnell erschöpft sein kann. Die mit den Hochwasserereignissen verbundenen Hochwassergefahren sind den Menschen im Alltag nur wenig bewusst. Es zeigt sich immer wieder deutlich, die Hochwassergefahr insbesondere nach einem Hochwasserereignis aus dem Bewusstsein verdrängt wird oder gar in Vergessenheit gerät. Die vorgenannten Gefahrenkarten stellen deshalb die Grundlage dafür dar, dass die Betroffenen überhaupt über mögliche Ausbreitungen von Hochwasserereignissen informiert werden. Hierauf aufbauend muss ein nachhaltiges Bewusstsein zur Hochwasservorsorge und Gefahrenabwehr geschaffen werden. Bearbeiter: Dr.-Ing. Volkmar Kummer Dipl.-Ing. Rainer Aurin Dipl.-Ing. Thea Menzel Aufgestellt: Dresden, den 27. Mai 2005 ikd Ingenieur-Consult GmbH Seite 19

20 Quellenverzeichnis [1] Bundesamt für Wasserwirtschaft u. a. (Hrsg.): Empfehlungen, Berücksichtigung der Hochwassergefahren bei raumwirksamen Tätigkeiten. Biel, S. [2] Björnsen Beratende Ingenieure Erfurt GmbH: Hochwasserschutzkonzept im Schadensgebiet der Fließgewässer I. Ordnung, Los 4 Weißeritz, Bericht Geschiebeuntersuchung an der Weißeritz, Stufe Detail, S. [3] HWSK Weißeritz, Björnsen Beratende Ingenieure Erfurt GmbH, Hochwasserschutzkonzept im Schadensgebiet der Fließgewässer I.Ordnung, Los 4 Weißeritz, [4] Stellungnahme zur Berücksichtigung der Geschiebeproblematik bei der Erstellung von Gefahrenkarten für die Vereinigte Weißeritz, [5] internet: umwelt.sachsen.de, Landeshochwasserzentrum, [6] Hinweise zur MusterAPR Gefahrenkarte (TSM G/W), LfUG, Stand [7] Arcadis, , Textbaustein für Erläuterungsbericht, Gefahrenkarten [8] internet: Landesamt für Umwelt und Geologie, Landeshochwasserzentrum, Informationsmöglichkeiten über Hochwassergefahr, [9] Berücksichtigung der Verklausung bei 2-D-Wasserspiegellagen-berechnungen, Schreiben des LfUG vom [10] Leitfaden Hochwasser-Gefahrenkarten, Ministerium für Umwelt, Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen, Juni 2003, internet [11] Terrestrische Vermessung des Gewässerbettes der Vereinigten Weißeritz, BHB Vermessung- und Ingenieur GmbH Dresden, 2003 [12] Staatliches Umweltfachamt Radebeul: Gewässerpegel für die Gefahrenkarten, [13] Auszug aus den Pegeldaten für die Pegel Cotta, Hainberg 3, Hainsberg 4, Hainsberg 5, Landesamt für Umwelt und Geologie, Landeshochwasserzentrum Sachsen, Stand [14] Ersatzneubau über die Weißeritz im Zuge der Öderaner Straße in Dresden-Löbtau, Ausführungsplanung, Landeshauptstadt Dresden, STA, Stand [15] Brücke Altplauen, Ausführungsplanung, Landeshauptstadt Dresden, STA, Stand [16] Bestandsübersicht (Ansicht, Längsschnitt, Grundriss) Brücke über die Weißeritz im Zuge der Tonbergstraße in Dresden, Landeshauptstadt Dresden, STA, Stand [17] Sächsisches Wassergesetz, Fassung: Juni 2004 [18] Erlass Erstellung von flussgebietsbezogenen Hochwasserschutzkonzepten des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft, Seite 20

21 [19] Erlass Erstellung von Gefahrenkarten im Rahmen der Erarbeitung von Hochwasserschutzkonzepten (HWSK) des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft, [20] Landesamt für Umwelt und Geologie: Empfehlungen zur Erarbeitung von Karten zur Darstellung der Hochwassergefahren, [21] Protokoll: Aktenvermerk (gekürzt) zur Beratung am Beratungsgegenstand: Erlass des SMUL vom , Pirna, [22] Landesamt für Umwelt und Geologie: Gefahrenkarten Gefahr durch Überschwemmung, Empfehlung zu Gliederung und Inhalt des Erläuterungsberichts, Stand [23] Schreiben des Landesamts für Umwelt und Geologie: Umsetzung des Erlasses des SMUL vom (Erstellung von Gefahrenkarten im Rahmen der Erarbeitung von Hochwasserschutzkonzepten) [24] ARCADIS Consult GmbH: CD mit Vermessungsdaten (u.a. Digitales Geländemodell, Terrestrische Vermessung, Stationierungsdaten), Stand [25] , Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen, Herr Winkler: Wellenlaufzeiten (gerundet auf halbe Stunden), Seite 21