Klimawandel und Hochwasserschutz Mögliche Anpassungsstrategien

Transkript

1 Hessisches Landesamt für Umwelt und Geologie Klimawandel und Hochwasserschutz Mögliche Anpassungsstrategien Erkenntnisse zu Veränderungen im Hochwassergeschehen Handlungsmaßnahmen zum Hochwasserschutz Mögliche Anpassungsstrategien Dr. G. Brahmer Regionalkonferenz Karlsruhe,

2 Klimawandel und Hochwasser Erwartet wird, dass der Klimawandel in der Regel zu einer Hochwasserverschärfung führt. Damit stellt sich die Frage, ob die bestehenden Hochwasserschutzanlagen auf mittelfristige Sicht das zu Grunde gelegte Schutzniveau noch erfüllen. Weiterhin stellt sich die Frage, ob die bestehenden Hochwasserschutzplanungen und -konzeptionen angepasst werden müssen und welche Bemessungsgrößen für neue Anlagen anzusetzen sind. Hierzu sind umfangreiche Analysen notwendig, um für die konkreten Verhältnisse belastbare Aussagen zu erhalten. Sobald Bemessungsgrößen unter Berücksichtigung des Klimawandels festgelegt werden können, steht das gesamte bekannte Instrumentarium des Hochwasserrisikomanagements zur Verfügung. aus: LAWA-Strategiepapier Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft

3 Erkenntnisse zu zukünftigen Veränderungen im Hochwassergeschehen Statistische Analyse vorliegender Beobachtungszeitreihen (Extrapolation in die Zukunft?) Klimaprojektionen anhand von Wasserhaushaltssimulationen mit Ergebnissen aus Klimamodellen ( Projektionen unter bestimmten Annahmen (Szenarien)?) Belastbarkeit der Aussagen schwer quantifizierbar

4 MQ-März [m 3 /s] Monatsniederschlag [mm] MQ-August [m 3 /s] Veränderungen am Pegel Leun (Lahn) Monatliche Niederschläge Monatliche Abflüsse Pegel Leun/Lahn Mittlerer Abfluss Monat August Pegel Leun/Lahn Jahresgang der Gebietsniederschläge Zeitraum Zeitraum FQS sign. Trend (0,98) Übergreif. Mittel (9 Jahre) A U G U S T Pegel Leun/Lahn Mittlerer Abfluss Monat März 140,0 FQS sign. Trend (0,97) Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 Übergreif. Mittel (9 Jahre) M Ä R Z Monat 20,0 0,

5 Segmentierte instationäre Hochwasserwahrscheinlichkeitsanalyse Pegel Leun Annahme eines abschnittsweise linearen Trends Knickpunkt im hydrologischen Jahr 1973 und nachfolgender Anstieg der Hochwasserquantile

6 Segmentierte instationäre Hochwasserwahrscheinlichkeitsanalyse Pegel Leun Auch deutlich höhere Hochwasserscheitel bewegen sich im schon vormals beobachteten Bereich!

7 Räumliche Verteilung globaler und lokaler Trends in den historischen Hochwasserserien: Pegel 94 (0), 5 +, 4 -, (4-)

8 Auswirkungen auf Basis von Szenarien bzw. Projektionen aus Klimamodellen

9 Hochwasserprojektionen für den Pegel Leun/Lahn: (prozentuale Zunahme vs )

10 Abfluss [m³/s] Beispiel: Hochwasserscheitelzunahme um 15 % IST Hochwasserschutzniveau Projektion HQ10 HQ50 HQ t = 50 Stunden 10

11 Abfluss [m³/s] Beispiel: Hochwasserscheitelzunahme um 15 % IST Hochwasserschutzniveau Projektion HQ100-Fülle > 100 m³/s: 0,4 Mio m³ HQ100-Fülle > 100 m³/s: 1,1 Mio m³ 80 HQ10 HQ HQ t = 50 Stunden 3 Konsequenterweise treten bisher zugeordnete Hochwasser häufiger auf 11

12 Handlungsmaßnahmen zum Hochwasserschutz Anstrengungen zum Hochwasserschutz stellen keine grundsätzlich neue Herausforderung dar, sie waren schon immer fester Bestandteil wasserwirtschaftlichen Handelns. Konventionell Hochwasserfreilegung gegen Bemessungshochwasser, oder Ausgleich von durch neuen Baumaßnahmen erwartete Hochwasserverschärfung. Oder auch Anpassung des vorhandenen Hochwasserschutzes an neue Erkenntnisse (meist reaktiv nach abgelaufenem Hochwasser). Situation beim Klimawandel: Anpassung an nicht nicht sicher beschreibbare Situation in der Zukunft. Grundsätzlich Neuausrichtung zum Hochwasserrisikomanagement! 12

13 Handlungsmaßnahmen zum Hochwasserschutz Instrumentarium des Hochwasserrisikomanagements: natürlicher Hochwasserrückhalt - Wasserrückhalt auf der Fläche - Wasserrückhalt in Gewässer und Aue technischer Hochwasserschutz - Hochwasserschutz durch Deiche und Mauern - Hochwasserschutz durch Rückhaltebecken und Talsperren - Hochwasserentlastung durch Flutmulden und Umflutkanäle weitergehende Hochwasservorsorge - Flächenvorsorge - Bauvorsorge - Verhaltensvorsorge - Risikovorsorge 13

14 Handlungsmaßnahmen zum Hochwasserschutz Instrumentarium des Hochwasserrisikomanagements: natürlicher Hochwasserrückhalt - Wasserrückhalt auf der Fläche - Wasserrückhalt in Gewässer und Aue technischer Hochwasserschutz - Hochwasserschutz durch Deiche und Mauern - Hochwasserschutz durch Rückhaltebecken und Talsperren - Hochwasserentlastung durch Flutmulden und Umflutkanäle weitergehende Hochwasservorsorge - Flächenvorsorge - Bauvorsorge - Verhaltensvorsorge - Risikovorsorge Prüfung und Auslegung im Hinblick auf: Anpassungsmaßnahmen an durch Klimawandel verstärkte Hochwassergefahr 14

15 Anpassungsstrategien an klimawandelbedingte Hochwasserverschärfung Hintergrund: Unsichere und veränderliche Auswirkungen No-regret-Maßnahmen bzw. grundlegende nutzbringende Maßnahmen Verstärkung der Anstrengungen zum natürlichen Hochwasserrückhalt sowie Schutz und Wiedergewinnung von Retentionsflächen Variable und anpassbare Planungen im technischen HW-Schutz (prioritär bei neuen Maßnahmen!) << Klimafaktor >> Flächenvorhaltung zur Erweiterung von techn. HW-Schutzmaßnahmen Bauliche Konstruktionen erweiterbar auslegen (Auflastreserven) Durchlässe und Brücken großzügiger dimensionieren bzw. Reservekapazität vorsehen Vorsorgenden Hochwasserschutz optimieren/ausweiten bei allen Akteuren und Betroffenen! Letzlich gilt es das Hochwasserrisiko zu begrenzen. 15

16 Anpassungsstrategien im vorsorgenden Hochwasserschutz: Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten (HWRM-Plan Mümling/Odenwald) 16

17 Anpassungsstrategien im vorsorgenden Hochwasserschutz: Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten (HWRM-Plan Mümling/Odenwald) 17

18 Anpassungsstrategien im vorsorgenden Hochwasserschutz: Information Informationen -über zu erwartende Hochwassergefahren -über staatliche Aktivitäten Sensibilisierung für notwendige Hochwasservorsorge Risikovorsorge: Elementarschadensversicherung 18

19 Anpassungsstrategien im vorsorgenden Hochwasserschutz: Warn- und Vorhersagemodelle ausbauen und weiterentwickeln! Verminderung des Schadenspotentials = Verminderung des Hochwasserrisikos! 19

20 Anpassungsstrategien im vorsorgenden Hochwasserschutz: Bestehende Hochwasserschutzmaßnahmen überprüfen! Aartalsperre (3,3 Mio m³) Edertalsperre (200 Mio m³) Sommer-/Winterstau, Regelabgabe, ggf. Optimierung auf veränderte Zulaufwellen, ereignisbezogene (adaptive) Steuerung unter Nutzung von Vorhersagen 20

21 Anpassungsstrategien im vorsorgenden Hochwasserschutz: Kleinere und mittlere Hochwasserereignisse werden öfter auftreten! Mainhochwasser Januar 2011 in Frankfurt Häufigerer Einsatz von Hilfskräften zur Gefahrenabwehr erforderlich. Vorbereitung und Ausrüstungen anpassen 21

22 Übergreifende Strategie (LAWA) Anpassung an den Klimawandel Grundlagenermittlung - Messreihen auswerten, Montoring entwickeln Modellierung der Auswirkungen - Bewertung von Klimaprojektionen, Bandbreiten, realistische Zeiträume Abschätzung der Vulnerabilität - Priorisierung nach Vulnerabilität Maßnahmen- und Managementkonzeption - Flexible Lösungen bevorzugen - Warn- und Alarmdienste ausbauen Bewustseinsbildung und Kommunikation Methodenentwicklung - Klimamodelle, angepasste Extremwertstatistik 22

23 Fazit Anpassungsmaßnahmen an klimawandelbedingte Hochwasser-Verschärfung stellen eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe dar. Kommunikation und Information sind von grundlegender Bedeutung! Absoluten Hochwasserschutz gab es nie und wird es nicht geben. Hochwasserschutz ist teuer, eine Priorisierung vor dem Hintergrund von Anpassungskosten und Anpassungsnutzen ist erforderlich. Dazu ist eine fortlaufende Verfolgung und Bewertung der (möglichen) Klimafolgen erforderlich. LAWA-Strategiepapier (2010): Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserwirtschaft Bestandsaufnahme und Handlungsempfehlungen Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel (BMU 2008) "Aktionsplan Anpassung" zur Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (BMU 2011)