Sturmfluten in Hamburg aber sicher! 40 Jahre Sturmflut 1976 gestern, heute, morgen

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1 Sturmfluten in Hamburg aber sicher! 40 Jahre Sturmflut 1976 gestern, heute, morgen Peter Fröhle Institut für Wasserbau Technische Universität Hamburg (TUHH)

2 WAS WAR WAS IST WAS KOMMT Hochwasserschutz der Zukunft Peter Fröhle Institut für Wasserbau Technische Universität Hamburg (TUHH)

3 Inhalte Fragestellung und grundsätzliche Einflüsse auf Wasserstände Klimawandel, Unsicherheiten und Konsequenzen für den Hochwasserschutz Küstenschutzstrategien Mögliche Konzepte Ausgewählte Beispiele Fazit Hochwasserschutz der Zukunft 3

4 Das Elbe Ästuar - Überblick Hochwasserschutz der Zukunft 4

5 Einfluss der Nutzungen auf mittlere Tidewasserstände in Ästuaren Vertiefung der Zufahrt & Deichbau / Sperrwerksbau Verstärkung der Tidewelle Verstärkung der Sturmfluten Erhöhung des Bemessungswasserstands vor 1962: NHN m nach 1976: NHN m derzeit: NHN m (2013) Strotmann & Fickert, Hochwasserschutz der Zukunft 5

6 Einfluss von Nutzungen auf (extreme) Sturmflutwasserstände Quelle LSBG Vertiefung der Zufahrt & Deichbau / Sperrwerksbau Verstärkung der Tidewelle Verstärkung der Sturmfluten Erhöhung des Bemessungswasserstands vor 1962: NHN m nach 1976: NHN m derzeit: NHN m (2013) Hochwasserschutz der Zukunft 6

7 Klimawandel Veränderungen der Wasserstände IPCC, 5th AR, Hochwasserschutz der Zukunft 7

8 Klimawandel - Veränderungen der Sturmintensität +0% Mögliche größte Zunahme Mögliche geringste Zunahme +14% Quelle: Norddeutsches Klimabüro Hochwasserschutz der Zukunft 8

9 Folgen des Klimawandels für den Küstenschutz Veränderungen: Windverhältnisse Temperaturen Niederschläge Wasserstandsverhältnisse Seegangsklima Sturmintensität und häufigkeit Folgen: Veränderte Sedimenttransporte Veränderte Bauwerksbelastungen Geänderte Anforderungen für den Küstenschutz Hochwasserschutz der Zukunft 9

10 Generelle Strategien des Hochwasserschutzes Grundsätzlich gibt es insgesamt fünf Küstenschutzstrategien: Null-Option Geordneter Rückzug Halten der Linie Vorwärtsverteidigung Beschränkter Eingriff nach IPCC, CZMS, Hochwasserschutz der Zukunft 10

11 SCHUTZ GEGEN HOCHWASSER UND STURMFLUTEN - Überblick technische Maßnahmen - Direkter Schutz Seedeiche Wände / Mauern Flussdeiche Dünenschutz Sturmflut- Sperrwerke Verschlüsse und mobile Elemente Angepasste Bauweisen Management extremer Situationen Hochwasserschutzmanagement Indirekter (foreshore) Schutz Inseln und Halligen Wattgebiet Lahnungen Dämme Drainage und Entwässerung Schleusen und Pumpstationen Hinterland Hochwasserschutz der Zukunft 11

12 Optionen für den Hochwasserschutz Überflutungsrisiko = Eintrittswahrscheinlichkeit Überflutung x Konsequenz (Schaden) Risiko begrenzen => Konsequenzen vermindern => Erhöhung der Resilienz von Systemen Konsequenzen / Schäden / Schadenspotentiale vermindern => hochwasserangepasste Bauweise Risiko begrenzen => Eintrittswahrscheinlichkeit vermindern => Erhöhung der Überflutungssicherheit Sturmflutwasserstände senken Hochwasserschutzanlangen erhöhen Hochwasserschutz der Zukunft 12

13 Optionen für den Hochwasserschutz Überflutungsrisiko = Eintrittswahrscheinlichkeit Überflutung x Konsequenz (Schaden) Risiko begrenzen => Konsequenzen vermindern => Erhöhung der Resilienz von Systemen Konsequenzen / Schäden / Schadenspotentiale vermindern => hochwasserangepasste Bauweise Risiko begrenzen => Eintrittswahrscheinlichkeit vermindern => Erhöhung der Überflutungssicherheit Sturmflutwasserstände senken Hochwasserschutzanlangen erhöhen Hochwasserschutz der Zukunft 13

14 Konsequenzen vermindern: hochwasserangepasste Bauweisen Gebäude oder Infrastruktur als wasserdichte Konstruktion als Hochwasserschutzmauer oder Deich auf Stelzen schwimmend Hochwasserschutz der Zukunft 14

15 Hochwasserangepasstes Bauen Gebäude als Hochwasserschutzmauer - Fluttore / Beispiel Landungsbrücken Quelle LSBG Hochwasserschutz der Zukunft 15

16 Hochwasserangepasste Bauweisen wasserdichte Bauweisen HafenCity - Hamburg Quelle LSBG Quelle LSBG Quelle LSBG Quelle LSBG Hochwasserschutz der Zukunft 16

17 Mobiler Hochwasserschutz, Beispiel Heiligendamm Hochwasserschutz der Zukunft 17

18 Schwimmende / amphibische Häuser Maasbommel, Netherlands Associated Press Hochwasserschutz der Zukunft 18

19 Floating cities inhabitat.com Hochwasserschutz der Zukunft 19

20 Floating cities inhabitat.com Hochwasserschutz der Zukunft 20

21 Optionen für den Hochwasserschutz Überflutungsrisiko = Eintrittswahrscheinlichkeit Überflutung x Konsequenz (Schaden) Risiko begrenzen => Konsequenzen vermindern => Erhöhung der Resilienz von Systemen Konsequenzen / Schäden / Schadenspotentiale vermindern => hochwasserangepasste Bauweise Risiko begrenzen => Eintrittswahrscheinlichkeit vermindern => Erhöhung der Überflutungssicherheit Hochwasserschutzanlangen verstärken / Schutzniveau erhöhen Sturmflutwasserstände senken Hochwasserschutz der Zukunft 21

22 Deicherhöhung / Deichverstärkung Deich überlaufsicher Deicherhöhung mit Mauer Deicherhöhung landseitig Deicherhöhung seeseitig Hochwasserschutz der Zukunft 22

23 Deicherhöhung / Deichverstärkung Klimaprofil SH - Prinzip Baureserve Hochwasserschutz der Zukunft Unsicherheiten Baureserve für zusätzlichen Meeresspiegelanstieg Angepasstes Deichprofil (für Baureserve) Deichverstärkung nach Generalplan Küstenschutz 2001 (mit Klimazuschlag von 50 cm) Zu verstärkender Deich Quelle LKN SH

24 Erhöhung und Verstärkung von Hochwasserschutzmauern In der Schutzlinie Schutzlinie rückverlegt Hochwasserschutz der Zukunft 24

25 Verstärkung von senkrechten Schutzanlagen => Fluttore Quelle LSBG Quelle LSBG Quelle LSBG Quelle LSBG Hochwasserschutz der Zukunft 25

26 Optionen für den Hochwasserschutz Überflutungsrisiko = Eintrittswahrscheinlichkeit Überflutung x Konsequenz (Schaden) Risiko begrenzen => Konsequenzen vermindern => Erhöhung der Resilienz von Systemen Konsequenzen / Schäden / Schadenspotentiale vermindern => hochwasserangepasste Bauweise Risiko begrenzen => Eintrittswahrscheinlichkeit vermindern => Erhöhung der Überflutungssicherheit Hochwasserschutzanlangen verstärken / Schutzniveau erhöhen Sturmflutwasserstände senken Hochwasserschutz der Zukunft 26

27 Raum für Wasser schaffen => Rückverlegung der Deiche Hochwasserschutz der Zukunft 27

28 Rückbau der Deichlinie => Raum für Wasser Sturmflut Xaver ohne Deiche und Sperrwerke entlang der Elbe Hochwasserschutz der Zukunft 28

29 Rückbau der Deichlinie => Raum für Wasser Sturmflut Xaver ohne Deiche und Sperrwerke entlang der Elbe Auswirkungen auf den Wasserstand Hamburg, St. Pauli Hochwasserschutz der Zukunft 29

30 Rückbau der Deichlinie => Raum für Wasser Sturmflut Xaver ohne Deiche und Sperrwerke entlang der Elbe Auswirkungen auf den Wasserstand in Niedersachsen und Schleswig-Holstein (beispielhaft) Hochwasserschutz der Zukunft 30

31 Rückbau der Deichlinie => Raum für Wasser Sturmflut Xaver ohne Deiche und Sperrwerke entlang der Elbe Auswirkungen auf den Wasserstand in Niedersachsen und Schleswig-Holstein (beispielhaft) Geländehöhe Niedersachsen Geländehöhe Schleswig-Holstein Hochwasserschutz der Zukunft 31

32 Einlaufende Wassermenge begrenzen Hochwasserschutz der Zukunft 32

33 Beschränkung des Durchflussquerschnitts im Ästuar (schematisch) 400m Hochwasserschutz der Zukunft 33

34 Beschränkung des Durchflussquerschnitts im Ästuar (schematisch) 850m Hochwasserschutz der Zukunft 34

35 Beschränkung des Durchflussquerschnitts im Ästuar (schematisch) 1300m Hochwasserschutz der Zukunft 35

36 Reduktion des Sturmflutwasserstands [cm] Reduktion des Sturmflutscheitelwasserstands St. Pauli (Xaver) Verbaugrad bezogen auf die Ästuarbreite [%] Hochwasserschutz der Zukunft 36

37 Reduktion des Sturmflutwasserstands [cm] Reduktion des Sturmflutscheitelwasserstands St. Pauli (Xaver) % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% Verbaugrad bezogen auf den durchströmten Hochwasserquerschnitt [%] Hochwasserschutz der Zukunft 37

38 Hochwasserschutz - Sperrwerke Quelle LSBG Hochwasserschutz der Zukunft 38

39 Maeslantkering Quelle Rijkswaterstaat Hochwasserschutz der Zukunft 39

40 Maeslantkering Quelle Rijkswaterstaat Hochwasserschutz der Zukunft 40

41 Themse Sperrwerk Quelle Google Earth Quelle Google Hochwasserschutz der Zukunft 41

42 Hochwasserschutz der Zukunft Hochwasserschutz ist gesellschaftliche Aufgabe Aktuell ist der bis ca / 2100 prognostizierte Meeresspiegel technisch sicher beherrschbar, mehrere Konzepte verfügbar => Frage der Finanzierbarkeit Rückzug aus überflutungsgefährdeten Gebieten nur fallweise und Lokal eine Option Schwimmende / amphibische Konstruktionen benötigen viel Raum auf dem Wasser (der ist in Hamburg begrenzt) und sind insbesondere bei starkem Wellengang teilweise kritisch Der Hochwasserschutz der Zukunft bedient sich bewährter Konzepte und Bauweisen Methoden => angepasste Bauweisen zur Minderung des Schadenspotentials Begrenzung er einlaufenden Wassermengen scheint zumindest langfristig die einzig gangbare Lösung zu sein Hochwasserschutz der Zukunft 42