Hochwasserschutzkonzept Schwarzbach im Regierungsbezirk Leipzig

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1 Auftraggeber Fachliche Koordination Landestalsperrenverwaltung des Staatliches Umweltfachamt Leipzig Freistaates Sachsen Bautzner Str. 67 Talsperrenmeisterei Untere Pleiße Leipzig Gartenstr. 34, Rötha Auftragsnr.: X Datum: Phase: Konzept Hochwasserschutzkonzept Schwarzbach im Regierungsbezirk Leipzig Anlage 10.2 Gefahrenkarte Gemeinde Doberschütz Ortslage Battaune Projektsteuerung: Bearbeitung: KUBENS Ingenieurgesellschaft mbh Beratende Ingenieure Niederlassung Leipzig Beethovenstr. 14, Leipzig 0341/ , Fax: 0341/ INGENIEURBÜRO MARTIN GmbH Leipzig Beratende Ingenieure für Bauwesen Beratung Planung Bauleitung 0341/ , Fax: 0341/ E- mail:

2 1 1. ALLGEMEINES ZIELSTELLUNG GRUNDLAGEN VORGEHENSWEISE PROZESSANALYSE HYDROLOGIE GESCHIEBE GEFAHRENPROZESSE GEFAHRENKARTEN SCHLUSSFOLGERUNGEN, EMPFEHLUNGEN...7 VERZEICHNISSE...7 LITERATUR...7 ABKÜRZUNGEN...8 TABELLEN...8 ANHANG...8

3 2 1. Allgemeines 1.1 Zielstellung Die Gefahrenkarte stellt vom Hochwasser ausgehende Gefahren für Menschen und Sachwerte in ihrer räumlichen Ausdehnung dar. Es werden damit Gebiete gezeigt, deren Nutzung wegen Naturgefahren eingeschränkt ist. Die Gefahrenkarte ist fachliche Planungsgrundlage - der Flächennutzung - des Objektschutzes - der Konstruktion von Bauwerken im Gefahrenbereich - von wasserbaulichen Schutzmaßnahmen - von Maßnahmen zur Schadensverminderung - der Alarmierung, Katastrophenabwehr und Evakuierung im Ereignisfall Die in der Gefahrenkarte verzeichneten Flächen sind nicht Gegenstand einer gesetzlich vorgeschriebenen Regelung, sie sind vielmehr fachliche Handlungsgrundlage für Behörden sowie private Eigentümer und Nutzer. In der Gefahrenkarte Schwarzbach, Ortslage Battaune, wird die Ausdehnung und Intensität der Gefahrenart Überschwemmung für mehrere Wahrscheinlichkeiten abgebildet. Die Auswirkungen der Feststoffbewegungen (Geschiebe und Treibgut) auf die Abflussverhältnisse werden dabei berücksichtigt. Verweise auf andere Gefahrenarten, insbesondere die Ufererosion und Ablagerung von festen Stoffen außerhalb des Gewässerbettes sind im HWSK enthalten und sollten bei der Gefahrenbeurteilung grundsätzlich berücksichtigt werden, eine kartografische Darstellung bleibt der Fortschreibung der Gefahrenkarte vorbehalten. 1.2 Grundlagen Die Gefahrenkarte ist Bestandteil des Hochwasserschutzkonzeptes Schwarzbach und wurde auf gleicher Datengrundlage erstellt. Sie wurde für den Ist-Zustand des Gewässers und der bei Hochwasser überschwemmten Gebiete erarbeitet. Die Geländevermessung erfolgte im Zeitraum März bis Mai Vorgehensweise Der Bearbeitungsabschnitt wurde längs des Schwarzbaches so festgelegt, dass die gefährdeten besiedelten Bereiche erfasst werden. Die Gefahrenkarte umfasst vier Einzelkarten für unterschiedliche mittlere Wiederkehrintervalle im Bereich von häufigen (alle 25 Jahre) bis sehr seltenen (alle 200 Jahre) Ereignissen. Das im Hochwasserschutzkonzept ausgewiesene Schutzziel liegt bei einem Ereignis mit Wiederkehrintervall von 100 Jahren.

4 Ausgehend von berechneten Wasserspiegellagen für Hochwasserereignisse mit 25-, 50-, 100- und 200-jährlichem Wiederkehrintervall wurden zuerst Schwachstellen, von denen eine besondere Gefährdung ausgeht, identifiziert (Ausbruchsstellen bei niedrigem Ufer, Verklausung von Brücken infolge Treibgut und unzureichendem Querschnitt, Versagen unterbemessener Hochwasserschutzeinrichtungen u. a.). Anhand dieser Betrachtung und der Vermessung des Geländes wurden Überschwemmungskarten erstellt. Innerhalb der überschwemmten Flächen wurden drei Intensitäten abgegrenzt. Dabei wurden zwei Formen der Überschwemmung berücksichtigt. Bei statischer Überschwemmung treten relativ geringe Fließgeschwindigkeiten auf und die Intensität wird durch die Wassertiefe bestimmt. Bei dynamischer Überschwemmung ist die Gefahr überwiegend durch hohe Fließgeschwindigkeiten bedingt. In der Tabelle 1 sind die Kriterien für die drei Intensitätsstufen aufgeführt. Unter Berücksichtigung dieser Kriterien werden die Flächen mit hoher, mittlerer und niedriger Intensität abgegrenzt. Intensität Überschwemmung hoch Wassertiefe h w 2,0 m oder spezifischer Durchfluss q = v h w 2,0 m 2 /s mittel 2,0 > h w > 0,5 m oder 2,0 m 2 /s > q = v h w > 0,5 m 2 /s niedrig h w 0,5 m oder q = v h w 0,5 m 2 /s Tabelle 1: Kriterien zur Intensität der Gefahrenart Überschwemmung In der Kartendarstellung ist eine Unterscheidung zwischen statischer und dynamischer Überschwemmung nicht mehr möglich. Bereiche, bei denen die Intensität maßgeblich durch hohe Fließgeschwindigkeiten bestimmt wird, sind in Abschnitt 2.3 benannt. Neben den Überschwemmungsflächen und Intensitäten für die oben erwähnten Wiederkehrintervalle ist auf allen Kartenblättern die maximale Ausdehnung des Überschwemmungsgebietes (ohne Intensitäten) für ein Extremereignis dargestellt, wobei angenommen wird, dass die Gebiete außerhalb dieser Überschwemmungsfläche nicht von Hochwasser des Schwarzbaches betroffen sein können. Für die Ortslage Battaune wurde der Hochwasserabfluss 2 x HQ100 als Extremereignis gewählt. 3

5 4 2. Prozessanalyse 2.1 Hydrologie Die von der LTV bereitgestellten Oberflächenabflüsse für das Einzugsgebiet Schwarzbach sind nach dem N-A-Modell (NASIM Arbeitsstand 10/2003) als Bemessungsgrundlage entwickelt worden. Der für die Ortslage Battaune maßgebliche Berechnungsabschnitt erstreckt sich von Station bis Station Tabelle 2: Oberflächenabflüsse nach N-A-Modell Berechnungsabschnitt Battaune HQ 25 HQ 50 HQ 100 HQ 200 HQ Extr. m³/s 4,69 6,23 8,42 10,35 16,84 Das im Hochwasserschutzkonzept ausgewiesene Schutzziel für die Ortslage Battaune liegt bei einem Wiederkehrintervall von 100 Jahren. Als Extremereignis HQ Extrem wurde der Hochwasserabfluss 2 x HQ100 gewählt. 2.2 Geschiebe Im relativ neuen Abflussquerschnitt des Schwarzbaches kam es seit der Neuprofilierung 1972 bis 1975 zu keinem Extremereignis. Aufgrund der vorhandenen Abflussprofile ist mit einer maßgebenden Änderung der Profilgeometrie infolge Hochwasser nicht zu rechnen. Die Problematik der Geschiebeablagerung ist für den Schwarzbach nicht zutreffend. 2.3 Gefahrenprozesse Die Gefahrenkarten stellen die Ortslage Battaune einschließlich angrenzender Landund Forstwirtschaftsflächen am Flusslauf des Schwarzbaches dar. Gefährdungen durch Verklausung, Einstau oder Überströmung gehen von allen Brückenbauwerken in diesem Bereich aus. Tabelle 3: Brückenbauwerke im Bearbeitungsgebiet Station Bezeichnung HQ 25 HQ 50 HQ 100 HQ 200 HQextr Fußgängerbrücke 18 verklau.-gefährdet eingestaut überströmt überströmt überströmt Straßenbrücke 19 verklau.-gefährdet eingestaut eingestaut eingestaut überströmt Straßenbrücke 20 - verklau.-gefährdet eingestaut eingestaut überströmt

6 5 Situation bei HQ25: Oberhalb der Ortslage Battaune kommt es zu kleineren Überschwemmungen mit niedriger Intensität (h w 0,50 m). Grund hierfür ist die zu geringe Leistungsfähigkeit des Gerinnes, der bordvolle Abfluss liegt in etwa bei HQ10. Die Gefahr der Verklausung tritt hier bei der Stauanlage 15 (Station ) auf. Die Ortslage ist von keiner Überschwemmung betroffen. Lediglich oberhalb der Stauanlage 14 außerhalb Battaune bei Station kommt es zu kleineren Überschwemmungen links und rechts des Flusslaufes. Betroffen davon sind Ackerund Wiesenflächen. Bei der Stauanlage besteht aufgrund des reduzierten Querschnittes die Gefahr der Verklausung. Situation bei HQ50: Oberhalb der Ortslage Battaune kommt es zu größeren Überschwemmungen mit niedriger Intensität. Grund hierfür ist die geringe Leistungsfähigkeit des Gerinnes. Die Überschwemmung weitet sich bei Station m in östliche und 170 m in westliche Richtung auf die Wald- und Ackerflächen aus. Die Gefahr der Verklausung tritt hier bei der Stauanlage 15 (Station ) auf. Die Ortslage ist nicht von Überschwemmungen betroffen. Oberhalb und unterhalb der Stauanlage 14 bei Station kommt es aufgrund des nicht ausreichend leistungsstarken Gerinnes und Rückstau vor der Stauanlage zu Überschwemmungen links und rechts des Flusslaufes. Betroffen davon sind Acker- und Wiesenflächen. Bei der Stauanlage besteht aufgrund des reduzierten Querschnittes die Gefahr der Verklausung. Situation bei HQ100: Oberhalb der Ortslage Battaune kommt es zu großen Überschwemmungen mit niedriger und mittlerer Intensität (h w > 0,50 m bis < 2,00 m). Grund hierfür ist die geringe Leistungsfähigkeit des Gerinnes. Die Überschwemmung weitet sich bei Station m in östliche und 280 m in westliche Richtung auf die Waldund Ackerflächen aus. Die Grundstücke im Oberstrom vor der Brücke Nr. 20 werden von der Überschwemmung niedriger Intensität berührt. Die Gefahr der Verklausung tritt bei der Stauanlage 15 (Station ) auf. Die Ortslage bleibt zum größten Teil von der Überschwemmung unberührt, was am leistungsstarken Gerinne zwischen den Brücken 19 und 20 liegt. Lediglich zwischen Station bis werden die westlich des Schwarzbaches liegenden Grundstücke von der Überschwemmung niedriger Intensität berührt. Grund hierfür ist der Rückstau vor Stauanlage 14 bei Station und die Leistungsfähigkeit des Gerinnes, die hier bei HQ50 liegt.

7 Unterhalb der Stauanlage 14 kommt es aufgrund des nicht ausreichend leistungsstarken Gerinnes zu Überschwemmungen links und rechts des Flusslaufes. Betroffen davon sind Acker- und Wiesenflächen. Bei der Stauanlage besteht aufgrund des reduzierten Querschnittes die Gefahr der Verklausung. Situation bei HQ200: Oberhalb der Ortslage Battaune kommt es zu großen Überschwemmungen mit niedriger und mittlerer Intensität. Grund hierfür ist die geringe Leistungsfähigkeit des Gerinnes. Die Überschwemmung weitet sich bei Station m in östliche und 420 m in westliche Richtung auf die Wald- und Ackerflächen aus. Die Grundstücke im Oberstrom der Brücke Nr. 20 sind von der Überschwemmung niedriger Intensität betroffen. Die Gefahr der Verklausung tritt bei der Stauanlage 15 (Station ) auf. Die Ortslage bleibt zum großen Teil von der Überschwemmung unberührt, was am leistungsstarken Gerinne zwischen den Brücken 19 und 20 liegt. Lediglich zwischen Station bis werden die westlich des Schwarzbaches liegenden Grundstücke von der Überschwemmung niedriger Intensität berührt. Grund hierfür ist der Rückstau oberhalb Stauanlage 14 bei Station und die geringe Leistung des Gerinnes. Ebenfalls sind die Grundstücke südlich des Bielickegrabens von der Überschwemmung niedriger Intensität betroffen. Hier staut sich das Wasser aufgrund der topographischen Verhältnisse im Graben zurück. Unterhalb der Stauanlage 14 kommt es aufgrund des nicht ausreichend leistungsstarken Gerinnes zu Überschwemmungen geringer bis mittlerer Intensität links und rechts des Flusslaufes. Betroffen davon sind Acker- und Wiesenflächen. Bei der Stauanlage besteht aufgrund des reduzierten Querschnittes die Gefahr der Verklausung. Die Überschwemmungslinie HQ Extrem gibt die maximale Reichweite der Überschwemmung an. Der Hochwasserabfluss beträgt dann 2 x HQ100. Aufgrund der topographischen Lage und der Stärke des Abflusses ist Battaune vollständig überschwemmt Gefahrenkarten Die Gefahrenkarten enthalten genaue Angaben zur Ausdehnung und Intensität der Überschwemmung des Schwarzbaches und geben an, welches Bauwerk von Verklausung oder Zerstörung betroffen ist. Hierbei handelt es sich um Stauanlagen und Brücken, bei denen der Freibord bei Abflüssen > HQ25 0,5 m unterschreitet oder bei HQ25 kein Freibord mehr besteht.

8 Bei der Beurteilung der Überschwemmung wird zwischen drei Intensitäten - hoch, mittel und niedrig - unterschieden. Maßgeblich für die Darstellung der Intensität ist die Wassertiefe, da aufgrund der vergleichsweise statischen Überschwemmung relativ geringe Fließgeschwindigkeiten auftreten. Über dies ist die Intensität der Überschwemmung abhängig von der Jährlichkeit T des Hochwasserabflusses. In allen Gefahrenkarten ist die Überschwemmungslinie EHQ als rote Linie, welche die maximale Ausdehnung des ermittelten Überschwemmungsgebietes wiedergibt, dargestellt Schlussfolgerungen, Empfehlungen Für die Ortslage Battaune wird das Schutzziel HQ100 bereits im IST-Zustand zum größten Teil erreicht. Lediglich zwischen Station bis werden die westlich des Schwarzbaches liegenden Grundstücke von der Überschwemmung niedriger Intensität berührt. Hier schaffen die Maßnahmen M 14 und M 15 Stauanlagenrückbau und die Maßnahme M 19 Sedimentberäumung Abhilfe. Durch den Rückbau der Stauanlagen 14 und 15 erfolgt eine deutliche Verbesserung der Abflusssituation in diesem Flussabschnitt. Im Rahmen der weiteren Detailplanung ist zu untersuchen, ob ein Rückbau der Stauanlagen oder der Umbau mit Verbesserung des Hochwasserabflusses (Querschnittsvergrößerung) erfolgt. Die betroffenen Brückenbauwerke (Brücke 18, 19 und 20) weisen einen zu geringen Freibord aus. Die Brücken werden bei Bemessungshochwasserabfluss HQ100 teilweise ein- bzw. überstaut. Infolge der Brückenbauwerke erfolgt jedoch kein wesentlicher zusätzlicher Rückstau und somit nur ein geringer Einfluss auf die Wasserspiegellage. Prinzipiell besteht jedoch die Gefahr einer Verklausung des Abflussprofiles. Im Rahmen der Hochwasservorsorge sind geeignete Maßnahmen vorzusehen, die der Verklausung entgegenwirken. Verzeichnisse Literatur Bundesamt für Wasserwirtschaft u.a. (Hrsg.): Empfehlungen, Berücksichtigung der Hochwassergefahren bei raumwirksamen Tätigkeiten. Biel, S. Bundesamt für Wasser und Geologie (Hrsg.): Hochwasserschutz an Fließgewässern, Wegleitung Biel, S.

9 8 Abkürzungen HQ(T) HQ Extrem LTV N-A-Modell T h w q v Hochwasserereignis 1 x in T Jahren Extremes Hochwasserereignis (2 x HQ100) Landestalsperrenverwaltung Niederschlags-Abfluss-Modell Jährlichkeit Wassertiefe [m] spezifischer Durchfluss [m²/s] Fließgeschwindigkeit [m/s] Tabellen Tabelle 1: Tabelle 2: Tabelle 3: Kriterien zur Intensität der Gefahrenart Überschwemmung Oberflächenabflüsse nach N-A-Modell Brückenbauwerke im Bearbeitungsgebiet Anhang Ermittlung der Wasserspiegellagen, des Freibordes und der Energiehöhe an den Brückenbauwerken der Gemeinde Doberschütz, Ortslage Battaune

10 Ingenieurbüro MARTIN GmbH Hochwasserschutzkonzept Schwarzbach VORHABEN: Erstellung eines flussgebietsbezogenen Hochwasserschutzkonzeptes für den Schwarzbach im Regierungsbezirk Leipzig Anhang: Ermittlung der Wasserspiegellagen, des Freibordes und der Energiehöhe an den Brückenbauwerken der Gemeinde Doberschütz, Ortslage Battaune Brücken mit Freibord < 0,50 m Brücken eingestaut Brücken überströmt HQ 25 HQ 50 HQ 100 HQ 200 Brücken- Sohle KOK KUK WSL Freibord Energie- Differenz WSL Freibord Energie- Differenz WSL Freibord Energie- Differenz WSL Freibord Energie- Differenz WSL Freibord Station Bezeichnung nummer höhe EH - WSL höhe EH - WSL höhe EH - WSL höhe EH - WSL gemäß HWSK mhn mhn mhn mhn m mhn m mhn m mhn m mhn m mhn m mhn m mhn m mhn m Fußgängerbrücke ,84 97,40 96,95 96,87 0,08 96,88 0,01 97,29-0, ,53-0, ,55-0, ,48-1, Straßenbrücke ,06 97,75 96,95 96,90 0,05 96,92 0,02 97,31-0, ,56-0, ,58-0, ,51-1, Straßenbrücke ,44 98,39 97,64 97,02 0, ,38 0,26 97,41 0,03 97,66-0, ,67-0, ,59-0,95 HQextrem Anzahl Brücken mit Freibord < 0,5 m: Anzahl an eingestauten Brücken: Anzahl an überströmten Brücken: Anmerkung: WSL Wasserspiegellage EH Energiehöhe KOK Konstruktionoberkante des Bauwerkes KUK Konstruktionunterkante des Bauwerkes 1