Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ 100 für den Oberlauf der Este bis zur Wehranlage in Buxtehude

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1 Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ - - Este Aufgestellt am durch STADT-LAND-FLUSS INGENIEURDIENSTE GmbH Auf dem Hollen Hannover

2 Projekt Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ für den Oberlauf der Este bis zur Wehranlage in Buxtehude Projektnummer: Bearbeitung Dipl.-Math. Ulrich Kiel Dipl.-Ing. Heiko Reuter Dipl.-Ing. Carsten Schwitalla Umfang 6 Seiten, 2 Tabellen, 14 Anlagen Auftraggeber NLWKN - Betriebsstelle Stade Harsefelder Straße 2 D Stade Auftragnehmer STADT-LAND-FLUSS INGENIEURDIENSTE GmbH Auf dem Hollen Hannover Hannover, den Dipl.-Ing. Carsten Schwitalla GESCHÄFTSFÜHRER

3 Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ Inhaltsverzeichnis KAPITEL SEITE 1 Vorhabenbeschreibung Bemessungsabflüsse Zuflüsse beim Bemessungsereignis - Untersuchungen 2004/ Zuflüsse beim Bemessungsereignis - Untersuchungen Randbedingungen für die Modellrechnungen Ergebnisse... 6 TABELLEN 1 Abflussverteilung der Este bei HQ - Untersuchugen 2004/ Abflussverteilung der Este bei HQ - Untersuchugen 2007 ANLAGEN 1 1 Überschwemmungsgebiet der Este bei HQ Übersichtskarte mit Blattschnitten Fluss-km bis Maßstab 1 : Überschwemmungsgebiet der Este bei HQ Wassertiefen Maßstab 1 : Längsschnitt der Este Geländehöhen und Wasserstände Fluss-km (Altklosterschleuse Buxtehude) bis Seite I

4 Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ 1 Vorhabenbeschreibung Am wurde die Schlussdokumentation zur Ermittlung der Überschwemmungsgrenzen der Este vorgelegt. Eine Aktualisierung des Bemessungsabflusses HQ durch den Gewässerkundlichen Landesdienst (GLD) macht jedoch eine Neuberechnung erforderlich. Mit Schreiben vom wurde die STADT-LAND-FLUSS INGENIEURDIENSTE GmbH (S-L-F) vom NLWKN - Betriebsstelle Stade beauftragt, die entsprechenden Modellrechnungen durchzuführen. Hierzu konnten die bereits vorliegenden Daten, Untersuchungen und Modelle genutzt werden. Das Untersuchungsgebiet reicht nach Vorgaben des AG von der Wehranlage an der Moisburger Straße in Buxtehude bis zum Quelle (Ortslage Ehrhorn). Die Gewässerlänge beträgt ca. 42 km. Die Untersuchungen erfolgten auf Grundlage vorhandener digitaler Daten zur Topografie und Nutzung (DGM5 und DLM25 des LGN) sowie den entsprechenden digitalen Kartenwerken (DGK5N, und Orthofotos) erfolgen. Ein 2D-Strömungsmodell lag vor. Eine Kalibrierung und Validierung des Modells war daher nicht mehr erforderlich. Als Bemessungsereignis für die Este wurde das vom GLD aktualisierte HQ für die Este angenommen. Die Berechnungen erfolgten unter der Annahme stationärer Abflussbedingungen. Die Abgabe der Ergebnisse erfolgt auftragsgemäß ausschließlich digital in GIS-tauglichen Formaten bzw. die Übersichtkarte (Blattschnitte Detailkarten, ÜSG), die 12 Detailkarten (Wassertiefen, ÜSG; Maßstab 1:5.000), der Längsschnitt und der Bericht als PDF-Dokumente gemäß den aktuellen Anforderungen des NLWKN für die Ermittlung von Überschwemmungsgrenzen Seite 1

5 Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ 2 Bemessungsabflüsse Für die bereits vorliegenden Ergebnisse aus 2004/2005 wurden für die Modellberechnungen Bemessungsabflüsse angesetzt, die auf den vom Niedersächsischen Landesamt für Ökologie (NLÖ) überarbeiteten Hochwasserbemessungswerten für die niedersächsischen Einzugsgebiete für das Bemessungsereignis basieren. Die darin enthaltenen Bemessungskurven und Abflussspendenlängsschnitte sind aus einem Regionalisierungsansatz entstanden, in dem vor allem morphologische, bodenkundliche und klimatologische Gebietsmerkmale eine Berücksichtigung finden. Innerhalb einer hydrologischen Landschaft kann für jeden Punkt am Gewässer mit einem definierten oberirdischen Einzugsgebiet (A Eo) eine Abflussspende Hq und anschließend ein Bemessungsabfluss errechnet werden. Dies erfolgt mittels einer Exponentialfunktion (landschafts- bzw. gewässerspezifische Bemessungskurve), die für die Este in der hydrologischen Landschaft Nordheide folgendermaßen lautet: Hq = 260,25 * A -0,1634 Eo Nach dieser Funktion wurde für die Untersuchungen 2004/2005 die Abflussverteilung bestimmt, mit der die Modellrechnungen für das HQ erfolgten (siehe TABELLE 1). Eine aktuelle statistische Auswertung durch den GLD von Abflussereignissen an den Este-Pegeln hat jedoch ergeben, dass der Regionalisierungsansatz des NLÖ für den Esteverlauf zu zu geringen Abflüssen führt. Für die Neuberechnungen ist daher folgende Bemessungskurve anzusetzen. Hq = 453,7 * A -0,1588 Eo Nach dieser Funktion wurde die Abflussverteilung bestimmt, mit der die aktuellen Modellrechnungen für das HQ erfolgten (siehe TABELLE 2). Zur Verdeutlichung der Veränderungen gegenüber den Untersuchungen aus 2004/2005 sind nachfolgend sowohl die damals angenommenen Abflüsse dargestellt als auch die aktualisierten Seite 2

6 Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ 2.1 Zuflüsse beim Bemessungsereignis - Untersuchungen 2004/2005 Auf Grundlage des Abflussspendenlängsschnittes (NLÖ 2003) für die Este wurden die in TABELLE 1 aufgelisteten Abflussspenden Hq und die daraus resultierenden Zuflüsse aus den Nebengewässern und Zwischengebieten bestimmt und bei der Modellierung des HQ berücksichtigt: Tabelle 1 Abflussverteilung der Este bei HQ - Untersuchungen 2004/2005 Lage [Fluss-km] AEo [km²] AEo kum. [km²] Zufluss */** Q Este (kum.) Este von Beginn bis Fuhlau-Bach 19,97 19,97 3,19 3,19 Fuhlau-Bach ,70 25,67 0,74 3,93 von Fuhlau-Bach bis Todtglüsinger Bach 26,08 51,75 3,14 7,07 Todtglüsinger Bach ,88 57,63 0,67 7,74 von Todtglüsinger Bach bis Sprötzer Bach 7,16 64,79 0,80 8,54 Sprötzer Bach ,34 81,13 1,77 10,31 von Sprötzer Bach bis Mühlenbach 16,34 97,47 1,71 12,02 Mühlenbach ,09 109,56 1,23 13,25 von Mühlenbach bis Perlbach 8,51 118,07 0,85 14,10 Perlbach ,21 128,28 1,02 15,12 von Perlbach bis Rollbach 1,10 129,38 0,11 15,23 Rollbach ,27 139,65 1,00 16,23 von Rollbach bis Aarbach 1,93 141,58 0,19 16,42 Aarbach ,78 150,36 0,85 17,27 von Aarbach bis Appelbeke 3,01 153,37 0,29 17,56 Appelbeke ,23 183,60 2,85 20,41 von Appelbeke bis Moisburger Bach 6,72 190,32 0,62 21,03 Moisburger Bach ,90 222,22 2,91 23,94 von Moisburger Bach bis Staersbach 0,06 222,28 0,01 23,95 Staersbach ,59 254,87 2,90 26,85 von Staersbach bis Goldbeck 1,18 256,05 0,10 26,95 Goldbeck ,94 278,99 2,00 28,95 von Goldbeck bis Eisenbahn Cuxhaven-HH 22,92 301,91 1,98 30,93 Summe (Kontrolle) 301,91 30,93 * Berechnet nach Abflussspendenfunktion für die Este in der hydrologischen Landschaft Nordheide nach [02] ** Die genannten Zuflüsse aus den einzelnen Zwischengebieten sind im Modell z.t. auf mehrere Einleitungspunkte (Bäche, Gräben) verteilt Seite 3

7 Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ 2.2 Zuflüsse beim Bemessungsereignis - Untersuchungen 2007 Auf Grundlage der durch den GLD aktualisierten Bemessungskurve für die Este wurden die in TABELLE 2 aufgelisteten Abflussspenden Hq und die daraus resultierenden Zuflüsse aus den Nebengewässern und Zwischengebieten bestimmt und bei den aktuellen Modellrechnungen zum HQ berücksichtigt: Tabelle 2 Abflussverteilung der Este bei HQ - Untersuchungen 2007 Lage [Fluss-km] AEo [km²] AEo ( kum.) [km²] Zufluss */** Q Este (kum.) NEU Q Este (kum.) ALT Quotient NEU Este von Beginn bis Fuhlau-Bach 19,97 19,97 5,67 5,67 3,19 1,78 Fuhlau-Bach ,70 25,67 1,34 7,01 3,93 1,78 von Fuhlau-Bach bis Todtglüsinger Bach 26,08 51,75 5,59 12,60 7,07 1,78 Todtglüsinger Bach ,88 57,63 1,15 13,75 7,74 1,78 von Todtglüsinger Bach bis Sprötzer Bach 7,16 64,79 1,41 15,16 8,54 1,78 Sprötzer Bach ,34 81,13 3,21 18,37 10,31 1,78 von Sprötzer Bach bis Mühlenbach 16,34 97,47 3,06 21,43 12,02 1,78 Mühlenbach ,09 109,56 2,24 23,67 13,25 1,79 von Mühlenbach bis Perlbach 8,51 118,07 1,52 25,19 14,10 1,79 Perlbach ,21 128,28 1,82 27,01 15,12 1,79 von Perlbach bis Rollbach 1,10 129,38 0,19 27,20 15,23 1,79 Rollbach ,27 139,65 1,81 29,01 16,23 1,79 von Rollbach bis Aarbach 1,93 141,58 0,33 29,34 16,42 1,79 Aarbach ,78 150,36 1,54 30,88 17,27 1,79 von Aarbach bis Appelbeke 3,01 153,37 0,51 31,39 17,56 1,79 Appelbeke ,23 183,60 5,13 36,52 20,41 1,79 von Appelbeke bis Moisburger Bach 6,72 190,32 1,15 37,67 21,03 1,79 Moisburger Bach ,90 222,22 5,23 42,90 23,94 1,79 von Moisburger Bach bis Staersbach 0,06 222,28 0,00 42,90 23,95 1,79 Staersbach ,59 254,87 5,15 48,05 26,85 1,79 von Staersbach bis Goldbeck 1,18 256,05 0,17 48,22 26,95 1,79 Goldbeck ,94 278,99 3,60 51,82 28,95 1,79 von Goldbeck bis Eisenbahn Cuxhaven-HH 22,92 301,91 3,59 55,41 30,93 1,79 Summe (Kontrolle) 301,91 55,41 * Berechnet nach aktualisierter Abflussspendenfunktion für die Este ** Die genannten Zuflüsse aus den einzelnen Zwischengebieten sind im Modell z.t. auf mehrere Einleitungspunkte (Bäche, Gräben) verteilt ALT Seite 4

8 Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ 3 Randbedingungen für die Modellrechnungen Für die Modellrechnungen wurden als Randbedingungen zum einen die in KAPITEL 2.2 benannten Abflüsse eingesteuert. Diese sind im Modell innerhalb der einzelnen Zwischengebiete z.t. auf mehrere Einleitungspunkte (Bäche, Gräben) verteilt worden. Eine weitere Randbedingung ist der Wasserstand beim HQ am stromab liegenden Modellrand. Gemäß Vorgaben des AG ist dieser bei einem Durchfluss von 54 m³/s mit 4,05 mnn am Wehr (Unterwasser) anzunehmen. Das aus den Untersuchungen aus 2004/2005 vorliegende Modell endete direkt am Wehr. Um die Unterwasserrandbedingung in das Modell einsteuern zu können, wurde das Modell entsprechend erweitert Seite 5

9 Ermittlung der natürlichen Überschwemmungsgrenzen für ein HQ 4 Ergebnisse Die Modellrechnungen zum HQ der Este für den Bereich von Wintermoor (Einströmrand) bis zur Altklosterschleuse in Buxtehude (Ausströmrand) liefern hinsichtlich der Ausdehnung des Überschwemmungsgebietes wie bereits in den Untersuchungen aus 2004/2005 ein sehr unterschiedliches Bild. Abschnitte mit mäßigen und großflächigen Ausuferungen wechseln sich mit Gewässerstrecken ab, in denen die Este auch bei hundertjährlichem Hochwasserabfluss nicht das Gewässerbett verlässt. Das Überschwemmungsgebiet ist bei einem ca. 1,8 fachem Abfluss gegenüber den Untersuchungen aus 2004/2005 erwartungsgemäß größer und ist mit ca. 5,2 km² ca. 1,5 fach größer. Im Detail sind die Ergebnisse der 2D-Modellrechnungen zum einen in einem Übersichtplan mit blattschnitten (ANLAGE 1), 12 Detailplänen im Maßstab 1:5.000 mit Überschwemmungsgrenzen und Wassertiefen bei HQ (ANLAGEN 2.1 bis 2.12) sowie einem Längsschnitt (ANLAGE 3) aufbereitet worden Seite 6