Gewässerschutz. Hochwasserschutz. Dr.-Ing. O. Sterger: Gewässerschutz su_06

Transkript

1 Gewässerschutz Hochwasserschutz 5

2 Hochwasserschutz Von Anfang an war die Menschheit Hochwasserereignissen ausgesetzt, denn die Besiedlung erfolgte immer zuerst in der Nähe zum Wasser. In unseren Breiten treten Hochwasserereignisse vor allem im Frühjahr infolge der Schneeschmelze, aber auch in den übrigen Jahreszeiten nach länger anhaltenden Starkniederschlägen auf. Der Mensch hat auf vielfältige Weise in das Abflussgeschehen eingegriffen und das heutige Erscheinungsbild von Flüssen und Bächen massiv geprägt. Diese Maßnahmen hatten das Ziel nah am Fluss Standorte für Wirtschaftsansiedlungen und Wohnorte zu schaffen, die Schifffahrt zu erleichtern oder Siedlungen vor Hochwasser zu schützen. Häufig konnten so auch höhere Erträge in der Landwirtschaft durch Intensivierung erreicht werden. Dies führte über langjährige Prozesse zum Verlust der natürlichen Überschwemmungsgebiete. Die Landschaft veränderte sich entscheidend. Der jahreszeitliche Rhythmus des Abflussverhaltens der Gewässer wurde gestört. Hochwasser fließen heute schneller und mit erheblich steilerer Welle ab, da die Flüsse nur wenig verzweigt und stark begradigt sind. Außerdem transportieren Hochwasser heute ein größeres Wasservolumen pro Zeiteinheit. Parallel zu diesen Entwicklungen steigen die Werte, z.b. die Anzahl von Wohngebäuden, Industrie und Kulturstätten, in ehemaligen Auen und auf Überschwemmungsflächen an. Trifft ein Hochwasser auf eine Siedlung oder ein Industriegebiet, können sehr hohe Schäden entstehen. (aus Internethomepage UBA) 6

3 Hochwasserschutz Hochwasser sind natürliche Ereignisse. Die Entstehung von Hochwasser hängt von der Stärke des Niederschlags, den Eigenschaften des Einzugsgebietes und den Besonderheiten des Flusses ab. Wir müssen uns darauf einstellen, dass es infolge des Klimawandels in Deutschland in Zukunft häufiger zu Hochwassern kommen kann. Durch Eindeichungen und andere Flussausbaumaßnahmen sind natürliche Überschwemmungsgebiete weggefallen. Die Flussläufe sind verkürzt worden. Die Fließgeschwindigkeit der Flüsse hat dadurch zugenommen. Der Abfluss vieler Zuflüsse konzentriert sich schneller in einem Flussbett. Dadurch haben sich die Laufzeiten der Hochwasserwellen reduziert und es fließt in kürzerer Zeit mehr Wasser ab - die Gefahr der Schäden durch Hochwasser steigt Die Ausweisung von Überschwemmungsgebieten ist ein zentraler Bestandteil eines vorbeugenden Hochwasserschutzes. So können Retentionsflächen zur Ausbreitung von Überschwemmungen erhalten und die Schäden bei Hochwasser reduziert werden. aus HORNEMANN & RECHENBERG,

4 Hochwasserschutz Gefährdete Flächen nicht zu bebauen, ist das wirksamste Mittel, um Schäden bei einem Hochwasser zu verhindern. Mit der Regenwasserversickerung, der Entsiegelung von Flächen und einer standortangepassten Land- und Forstwirtschaft, lässt sich das Wasserspeichervermögens des Bodens verbessern und so Wasser in der Fläche zurückhalten. Das wirkt sich insbesondere in kleinen Einzugsgebieten und bei kleinen Hochwassern positiv, also vermindernd, auf das Entstehen von Hochwasser aus. Der technische Hochwasserschutz, vor allem der Deichbau, ist fester Bestandteil einer umfassenden Hochwasservorsorge. Aber man muss sich darüber im Klaren sein: Tritt ein Hochwasser ein, das die technischen Bauwerke überfordert, so können hohe Schäden entstehen. Dieses Restrisiko bleibt. Die Kooperation im ganzen Flusseinzugsgebiet ist eine wichtige Voraussetzung für einen erfolgreichen vorsorgenden Hochwasserschutz. aus HORNEMANN & RECHENBERG,

5 Hochwasserentstehung Ursachen bzw. Auslöser für Hochwasser können sein Einzelnes Starkniederschlagsereignis Lang anhaltende Niederschlagsperiode Tauwetter und Schneeschmelze ( Frühjahrshochwasser ) Eisgang (Bildung von Eisbarrieren, z. B. an Brücken) Anthropogen verursachte Ereignisse (z. B. Talsperrenentlastung) Grundwasseranstieg Rückstau aus der Kanalisation Sonstiges (z. B. Deich- oder Dammbruch, Treibgut) und beliebige Kombinationen der oben genannten Ereignisse! 10

6 Hochwasserentstehung aus TRAS 310,

7 Hochwasserentstehung Abflussganglinie und Hochwasserscheitel 12

8 Hochwasserentstehung Entstehung einer Durchflussganglinie aus Zuflüssen von Teilbereichen des Einzugsgebietes aus GeoDZ,

9 Hochwasserschutz-Richtlinie Richtlinie 2007/60/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. Oktober 2007 über die Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken wurde erlassen in Auswertung der verheerenden Hochwässer an Elbe und Donau vom August 2002 Ziele der Hochwasserschutz-Richtlinie der EU: Verbesserung des Hochwasserschutzes, u. a. durch Schaffen von Informationswerkzeugen für die Festlegung von Prioritäten sowie für Entscheidungen im Bereich des Hochwasserrisikomanagements aus denen die möglichen nachteiligen Folgen unterschiedlicher Hochwasserszenarien einschließlich der Informationen über potenzielle Quellen der Umweltverschmutzung infolge von Hochwasser hervorgehen (Termin: Dezember 2010) Aufstellung von Hochwassergefahrenkarten und Hochwasserrisikokarten Erarbeitung von Hochwasserrisikomanagementplänen 14

10 Hochwasserschutz - Alarmstufen Festlegen der HW- Alarm-/ Warn- oder Meldestufen ist Sache der Bundesländer, daher von Land zu Land einige Unterschiede Screenshot aus HW-Portal,

11 Hochwasserschutz - Alarmstufen Beispiel zur Festlegung der Alarmstufen (Pegel Elsterberg, Weiße Elster/Sachsen) Screenshot aus Pegel Elsterberg Alarmstufe 1: Hochwassermeldedienst Alarmstufe 2: Kontrolldienst Alarmstufe 3: Wachdienst Alarmstufe 4: Katastrophenabwehr 16

12 Hochwasserschutz - Schutzziele Wiederkehrsintervalle als Maßstab für den Hochwasserschutz unterschiedlicher Schutzziele in Baden- Württemberg aus LfUBW,

13 Hochwasserschutz - Klimafolgen Faktoren zur Erhöhung des Bemessungshochwassers zwecks Berücksichtigung der Klimafolgen auf Hochwasserereignisse (in fünf verschiedenfarbig gekennzeichneten Regionen) in Baden-Württemberg aus LfUBW,

14 Hochwasserschutz - Deichverteidigung Querschnitt durch einen Deich Begriffe aus LfUBW,

15 Hochwasserschutz - Deichverteidigung Geometrie eines Deiches aus LfU Bayern,

16 Hochwasserschutz - Deichverteidigung Stützung des Deiches von der Landseite mit Kiesschüttung / Sandsäcken / Sandsäcken mit Gitterrost aus LfU Bayern,

17 Hochwasserschutz - Deichverteidigung Stützung des Deiches durch Anlegen eines Fangedamms aus LfU Bayern,

18 Hochwasserschutz - Deichverteidigung Stützung des Deiches durch Anlegen eines Auflastfilters aus LfU Bayern,

19 Hochwasserschutz - Deichverteidigung Schutz der wasserseitigen Böschung des Deiches vor Ersosion aus LfU Bayern,

20 Hochwasserschutz - Deichverteidigung Deicherhöhung mit Kiesschüttung bzw. mit Sandsäcken aus LfU Bayern,

21 Hochwasserschutz - Deichverteidigung Prall gefüllte Sandsäcke lassen sich nicht zu einem schwer durchlässigen Fangedamm aufschlichten. Zu 2/3 gefüllte Sandsäcke sind anschmiegsam und leichter zu transportieren. Sie rollen nicht, liegen stabil und dichten besser ab. aus LfU Bayern,

22 Hochwasserschutz - Deichverteidigung aus LfU Bayern,

23 Hochwasserschutz - Eisaufbruch Grundsätzliche Vorgehensweise beim Eisaufbruch Beseitigung von Abflusshindernissen im Gegensatz zur beschaffenheitsmäßigen Sanierung von Fließgewässern immer von der Mündung zur Quelle (entgegen der Fließrichtung)! 30

24 Hochwasserschutz - Eisaufbruch Eisbrecher Hohensaaten vom WSA Eberswalde beim Eisaufbruch auf der Oder bei km 707 (2008) 31

25 Hochwasserschutz - Eisaufbruch Eisbrecher Seelöwe beim Eisaufbruch in der Berliner Innenstadt zum Schutz der Schleuse Mühlendamm 32

26 Gewässerschutz Objektschutz in Industrie und Gewerbe 49

27 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Maßnahmen zur Hochwasservorsorge in Industrie und Gewerbe 50

28 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Beispiel eines Unternehmens der Chemieindustrie 51

29 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Wehr Beispiel: Unternehmen der Chemieindustrie Straßenbrücke Eisenbahnbrücke 52

30 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Hochwasser der Weißen Elster 1954 Überströmtes Wehr in Greiz-Dölau 53

31 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Feuerwehrleute mit Schlauchboot auf dem Werksgelände während des Hochwassers der Weißen Elster

32 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Lage des Unternehmens Hydrographische Karte des Flussgebiets der Weißen Elster oberhalb des Industriestandorts mit maßgeblichen Pegeln im Hochwassermessnetz und Talsperren zur Hochwasserrückhaltung 55

33 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Systemskizze des Flussgebiets oberhalb des Industriestandorts Lage des Unternehmens 56

34 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Werkslageplan mit Pumpstationen und Leitungen aus den betrieblichen Dokumenten zur Hochwasserabwehr 57

35 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Wehr Hochwasserschutzmauer mit Verschlusseinrichtungen für Werksentwässerung und Anschlüssen für Feuerwehrschläuche zum Freipumpen des Werksgeländes 58

36 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Skizze zur Umstellung der Werksentwässerung bei Hochwasser 59

37 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Überschwemmungsgebiete auf dem Werksgelände bei HQ 100 und HHQ 60

38 Objektschutz in Industrie und Gewerbe Prinzip der auffahrbaren Wand 61

39 Nachhaltiger Hochwasserschutz Maßnahmen für einen nachhaltigen Hochwasserschutz - Prinzipskizze 63

40 Nachhaltiger Hochwasserschutz Folgende Maßnahmen bewirken eine nachhaltige Verringerung des Hochwasserrisikos und der Hochwasserschäden Flächenentsiegelung Dachbegrünung (Flachdächer) Versickerung von Niederschlagswasser Aufforstung Naturnaher Gewässerausbau (Wiederherstellung von Mäandern, Altarmen etc.) Schaffen von Retentionsflächen Beseitigung von Verrohrungen und Abflussbarrieren (Brückenprofile!) Verbreiterung der Abflussquerschnitte, Verlangsamung der Fließgeschwindigkeit (z. B. durch Rückverlegung von Deichen) Rückbau von Gebäuden und Anlagen in Überschwemmungsgebieten und beliebige Kombinationen dieser Maßnahmen! 64

41 Modelle zum Hochwasserschutz WinTR-55 der U.S. DA siehe U.S. DA,

42 Literaturverzeichnis GeoDZ, 2013 UBA, 2013 LfUBW, 2005 TRAS 310, 2012 LfU Bayern, 2010 HW-Portal, 2013 GeoDZ, Stichwort Abflussprozess Anonymus Internetseite des Umweltbundesamtes, Dessau zu wassergefährdenden Stoffen Festlegung des Bemessungshochwassers für Anlagen des technischen Hochwasserschutzes Leitfaden Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg, Juli 2005, 1. Auflage Bekanntmachung einer sicherheitstechnischen Regel der Kommission für Anlagensicherheit TRAS 310 Vorkehrungen und Maßnahmen wegen der Gefahrenquellen Niederschläge und Hochwasser vom 15. Dezember 2011 Bundesanzeiger 64. Jg., Nr. 32a vom Wach, R.; Popp, M.; Kleber-Lerchbaumer, U. und Brotschol, S. Hinweise zur Deichverteidigung und Deichsicherung Bayerisches Landesamt für Umwelt, dex.htm Länderübergreifendes Hochwasserportal 66