Kosteneffiziente wasserwirtschaftliche Lösungen - dargestellt am Beispiel des Nacker Baches in Solingen

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1 Ausblick Nacker Bachtal Weinsberger Bachtal Folie 1 Kosteneffiziente wasserwirtschaftliche Lösungen - dargestellt am Beispiel des Nacker Baches in Solingen Erfahrungsaustausch der Entsorgungsbetriebe Solingen Allgemeines Folie 2 Gliederung 1. örtliche Besonderheiten 2. Umweltziele 3. Bemessung möglicher Maßnahmen 4. Ergebnisse, Maßnahmenkonzept 5. Zusammenfassung und Ausblick 1

2 1. örtliche Besonderheitren 2. Umweltziele 3. Bemessung mögl. Maßnahmen 4. Ergebnisse, Maßnahmenkonzept 5. Zusammanfassung und Ausblick Folie 3 Solinger Kernstadt um 1890 Folie 4 Solinger Kernstadt um

3 Allgemeines Folie 5 Allgemeines Folie 6 3

4 Gegebenheiten Folie 7 Typische Anordnung von Gewässer, Aue und Talflanke mit der Bebauung Gegebenheiten Folie 8 Windbruch am unteren Nacker Bach Straßendurchlass mit RÜB-Einleitung von OW 4

5 Gegebenheiten Folie 9 Strukturgüte und Durchgängigkeit Gegebenheiten Folie 10 HW-Gefährdung von Verkehrswegen leistungesfähiger aber naturferner Nacker Bach 5

6 Gegebenheiten Folie 11 HW-Gefährdung von Verkehrswegen leistungesfähiger aber naturferner Nacker Bach Gegensätze in räumlicher Nähe Folie 12 natürliche, dennoch undurchgängige Strukturen natürliche Strukturvielfalt 6

7 detaillierte Nachweisführung gem. BWK M7 1. Grundsätze Folie 13 guter ökologischer Zustand Ziel: nachhaltiger Bestand d. gewässertypischen Lebensgemeinschaften nur biol. Qualitätskomponenten Algen Pflanzen Wirbellose dürfen nur geringfügig von den Werten ohne anthropogene Beeinflussung abweichen (Referenzkriterium) Fische bei mehr als geringfügiger Abweichung immiss. Anforderungen an Einleitungen herstellen Maßnahmen zur Verbesserung der Gewässermorphologie umsetzen detaillierte Nachweisführung gem. BWK M7 1. Grundsätze Folie 14 Ziel: nachhaltiger Bestand d. gewässertypischen Lebensgemeinschaften durch Erhalt, Schutz bzw. Nicht-Gefährdung Ansiedlung der gewässertypischen Biologie Einzelbelastungen (Q, Stoff) nach Höhe, Dauer und Häufigkeit in gewässertypischen Grenzen. Morphologie, Sedimente bieten Lebensräume, werden nicht untypisch belastet oder verändert. Wiederbesiedlung Vernetzung d. Gewässersystems Einwanderung ist nicht unterbunden Aufwanderung ist nicht unterbunden Häufigkeit d. Störungen Häufigkeit der Störungen nicht übermäßig untypisch Belastung d. Interstitials stoffl. Belastung darf nicht zur Kolmation führen fehlende Abflussdynamik darf nicht zur Kolmation führen (z.b. durch RRB n, Stauwerke) 7

8 detaillierte Nachweisführung gem. BWK M7 1. Grundsätze Folie 15 was ist erforderlich? biologische Untersuchungen oder Messungen oder Modelltechnik (indirekte Nachweisführung) Grundsätze Folie 16 Grundsätze des BWK-Verfahrens (hydraulischer Nachweis): Zielformel für den detaillierten Nachweis (gem. Kap ): HQ 1,Plan < (1+x) * H q1,pnat *A Eo bzw. Q Ezul = H q1,pnat *(A red +(1+x)*A Eo ) Grundsatz: zur Erreichung des guten ökologischen Zustandes ist die abzuleitende Wassermenge bis T npnat = 2 Jahre noch gewässerverträglich! (Ausnahmen zur Wahrung der Verhältnismäßigkeit siehe Kap ) gebietsspezifische Bestimmung der HQ 2pnat. (mit NAM hier x = 0,3-0,5) Besonderheit bei neu zu gestaltenden Gewässern: Nachweis der Sohlschubspannungen (Kap ) 8

9 Folie 17 Flussgebietstyp Leitbild Restriktionen Flächenverfügbarkeiten Defizitanalyse Entwicklungsziele Gewässerentwicklung Regelwerke blaue Richlinie BWK M3/7 Trennerlass Maßnahme - Varianten Variantenempfehlung Maßnahmenumsetzung Ist damit der gute Zustand sichrgestellt? Ausblick Folie 18 9

10 Ausblick Folie 19 Grundprinzipien (Retention in der Gewässeraue) Folie 20 [m³/s] 27,5 25,0 22,5 20,0 17,5 15,0 12,5 10,0 7,5 5,0 2,5 0 Q Z Q A Q Z Q A

11 Grundprinzipien (Retention durch Speicherbecken) Folie 21 [m³/s] 27,5 25,0 22,5 20,0 17,5 15,0 12,5 10,0 7,5 5,0 2, Digitales Geländemodell Nacker Bach DGM5 (10m x 10m) Folie 22 11

12 Hydraulischer Nachweis BWK M3 Folie 23 Folie 24 Ausgleich am Nacker Bach 12

13 Folie 25 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Höhscheider Bach Höhscheider Bach HQ 1ist / HQ 2pnat HQ2pnat Qz [m³/s] HQ1 IST RÜ+SKO Stockholmer Weg RÜ+SKO Untenhöhscheid Fließrichtung 0 Z16 Z17 Z18 Z19 Element Folie 26 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Pilghauser Bach 5 Pilghauser Bach HQ1ist / HQ2pnat 4.5 HQ1 IST 4 HQ2 pnat Qz [m³/s] RÜ Hermannstraße RÜ Untenpilghausen RÜB Michelshäuschen Fließrichtung Entl. RÜ Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Element 13

14 Folie 27 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Nacker Bach Nacker Bach HQ 1ist / HQ 2pnat HQ2 pnat HQ1 IST 4.5 Qz [m³/s] HRB Heidberg RÜ + RRB Kotterheidberg RÜB Schaafenmühle RÜB Nester Kotten RÜB Delle Fließ richtung Pilghauser Bach RÜ Höhscheider Weg Höhscheider Bach RÜB + RRB Brücke RÜB Schirpenbruch Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z14 Z15 Z20 Z21 Z22 Element Folie 28 Hydraulischer Nachweis BWK M3 Reduzierung der RRB durch Bewirtschaftung RRB Heidberg (Nacker Bach) RRB Hermannstraße (Höhscheider Bach) 14

15 Folie 29 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Maßnahmen Pilghauser Bach RRB Hermannstraße RRB Michelshäuschen bereits vorhandene Anlagen Folie 30 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Pilghauser Bach 5 Pilghauser Bach HQ1plan / HQ2pnat HQ1 IST HQ2 pnat HQ1 Plan(Var8) Qz [m³/s] RÜ Hermannstraße RRB geplant RÜ Untenpilghausen RÜB Michelshäuschen RRB geplant Fließrichtung Entl. RÜ Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Element 15

16 Folie 31 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Pilghauser Bach 5,50 5,00 4,50 HQ2 pnat HQ1 Variante 0 HQ1 Bewirtschaftung 4,00 Qz [m³/s] 3,50 3,00 2,50 2,00 RÜ Hermannstraße RRB geplant RÜ Untenpilghausen RÜB Michelshäuschen RRB geplant 1,50 1,00 0,50 0,00 Fließrichtung Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Element Folie 32 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Maßnahmen Nacker Bach HRB Heidberg (Tn=5a) Drossel RÜ Kotterheidberg optimiert Nutzung RRB Kotterheidberg optimiert (Tn=5a) RRB Schaafenmühle RRB Delle Pilghauser Bach RRB Hermannstraße RRB Michelshäuschen bereits vorhandene Anlagen 16

17 Folie 33 Hochwasserbetrachtung - HRB Heidberg Folie 34 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Nacker Bach Nacker Bach HQ 1plan / HQ 2pnat Qz [m³/s] HQ2 pnat HQ1 IST HQ1 Plan(Var8) RRB geplant HRB Heidberg RÜ + RRB Kotterheidberg RÜB Schaafenmühle RÜB Nester Kotten Fließrichtung RÜB Delle RRB geplant Pilghauser Bach RÜ Höhscheider Weg Höhscheider Bach RÜB + RRB Brücke RÜB Schirpenbruch Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z14 Z15 Z20 Z21 Z22 Element 17

18 Folie 35 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Nacker Bach 6,0 5,5 HQ2 pnat HQ1 Variante 0 Qz [m³/s] 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 HQ1 Bewirtschaftung RRB Heidberg RÜ + RRB Kotterheidberg RRB geplant RÜB Schaafenmühle RÜB Nester Kotten Fließrichtung RRB geplant RÜB Delle AUE Pilghauser Bach RÜ Höhscheider Weg Höhscheider Bach RÜB + RRB Brücke RÜB Schirpenbruch 0,0 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z14 Z15 Z20 Z21 Z22 Element Folie 36 Hydraulischer Nachweis BWK M3 Nacker Bach HQ 1plan / HQ 2pnat 6,00 5,50 5,00 HQ1Plan HQ2 pnat HQ1 Plan(Var1a) [m³/s] 4,50 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 HRB Heidberg RÜB +RRB Kotterheidberg RÜB Schaafenmühle RÜB Nester Kotten RÜB Delle Pilghauser Bach Höhscheider Bach RÜB + RRB Brücke RÜB Schirpenbruch 0,00 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z14 Z15 Z20 Z21 Z22 Element 18

19 Hydraulischer Nachweis BWK M3 Folie 37 Wellenüberlagerung: Ablauf Nacker B. Pilghauser Bach / Nacker Bach Zulauf Nacker B. Zulauf Pilghauser B. Wellenüberlagerung: Ablauf Nacker B. Höhscheider / Nacker Bach Zulauf Nacker B. Zulauf Höhscheider B. Hydraulischer Nachweis BWK M3 Folie 38 Wellenablauf HQ100 Nacker Bach: natürlicher Zustand Wellenablauf HQ100 Nacker Bach: Planungszustand 19

20 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Maßnahmen Folie 39 Becken Volumen [m³] Drossel [l/s] vorhanden geplant vorhanden geplant HRB Heidberg (Tn=25a) (Tn=5a) RÜ Kotterheidberg RRB Kotterheidberg (Tn=20a) (Tn=5a) RRB Schaafenmühle (Tn=1a) - 50 RRB Delle (Tn=0,5a) - 75 RRB Brücke (Tn=1a) (Tn=1a) 45 / / 450 RRB Hermannstraße (Tn=1a) - 25 RRB Michelshäuschen (Tn=1a) RRB Stockholmer Str Optimiert aus SF RRB Untenhöhscheid Optimiert aus SF Summe vorhanden Summe geplant Summe Prognose Anders bewirtschaftet Neu geplant Unverändert Hochwasserschutz - Gewässerschutz Folie 40 HQ100 Nacker Bach HQ100 IST HQ1 IST m³/s Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z14 Z15 Z20 Z21 Z22 Element Fließrichtung 20

21 Folie 41 Hochwasserbetrachtung Nacker Bach HQ100 Nacker Bach HQ100 Statistik pnat HQ100 Gerresheim pnat HQ100 IST m³/s Fließ richtung Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z14 Z15 Z20 Z21 Z22 Ele ment Folie 42 Hochwasserbetrachtung Pilghauser Bach HQ100 Pilghauser Bach HQ100 Statistik pnat HQ100 Gerresheim pnat HQ100 IST 7 6 m³/s Fließrichtung Z9 Z10 Z11 Z12 Z13 Element 21

22 Folie 43 Hochwasserbetrachtung Höhscheider Bach HQ100 Höhscheider Bach HQ100 Statistik pnat HQ100 Gerresheim pnat HQ100 IST 2 m³/s Fließrichtung 0 Z16 Z17 Z18 Z19 Element Folie 44 Hochwasserbetrachtung - gefährdete Bebauung 22

23 Hochwasserbetrachtung - gefährdete Bebauung Folie 45 Stofflicher Nachweis BWK M3 Folie 46 23

24 Stofflicher Nachweis BWK M3 - Situation ohne Maßnahmen Folie 47 Einleitungsstelle: RÜB Heidberg RÜB Kotterheidberg Stofflicher Nachweis BWK M3 - Situation mit Maßnahmen Folie 48 Einleitungsstelle: RÜB Heidberg RÜB Kotterheidberg 24

25 Stofflicher Nachweis BWK M3 - Situation ohne Maßnahmen Folie 49 Einleitungsstelle: RÜB Heidberg RÜB Delle RÜB Schirpenbruch Stofflicher Nachweis BWK M3 - Maßnahme Heidberg Folie 50 Einleitungsstelle: RÜB Heidberg RÜB Delle RÜB Schirpenbruch 25

26 Stofflicher Nachweis BWK M3 - Einflussbereich 1,6 km Folie 51 Einleitungsstelle: RÜB Delle RÜB Schirpenbruch Stofflicher Nachweis BWK M3 - Situation ohne Maßnahmen Folie 52 Einleitungsstelle: RÜB Heidberg RÜB Delle RÜB Schirpenbruch 26

27 Stofflicher Nachweis BWK M3 - Maßnahme Heidberg Folie 53 Einleitungsstelle: RÜB Heidberg RÜB Delle RÜB Schirpenbruch Stofflicher Nachweis BWK M3 - Einflussbereich 1,6 km Folie 54 Einleitungsstelle: RÜB Delle RÜB Schirpenbruch 27

28 NH4-N Entlastungskonzentration am RÜB Heidberg Folie 55 Bewertung Folie 56 Konzentration der Informationen (GIS) Kalibrierte Modelle (messgestützt) Vergleichende Berechnungen (Referenzzust. Planung) (Beweissicherung) Quantifizierung von Maßnahmen Wirkungsprognose Fortschreibungsfähige, maßnahmenbez. Modelle (stetige Weiterentwicklung d. Maßnahmeprogrammes) 28

29 Hydraulischer Nachweis BWK M3 - Maßnahmen Folie 57 Nacker Bach HRB Heidberg (Tn=5a) Drossel RÜ Kotterheidberg optimiert Nutzung RRB Kotterheidberg optimiert (Tn=5a) RRB Schaafenmühle RRB Delle Pilghauser Bach RRB Hermannstraße RRB Michelshäuschen Folie 58 Flussgebietstyp Leitbild Restriktionen Flächenverfügbarkeiten Defizitanalyse Entwicklungsziele Gewässerentwicklung Regelwerke blaue Richlinie BWK M3/7 Trennerlass Maßnahme - Varianten Variantenempfehlung Maßnahmenumsetzung Potentialanalyse Ist damit der gute Zustand sichrgestellt? 29

30 Ausblick Folie 59 Ausblick Folie 60 30

31 Ausblick Folie 61 31