Nachhaltige Wiederaufbauplanung (nwap) für die Wilde Sau einschließlich Bewertung des Hochwasserrisikos nach 73 WHG. Wilsdruff am

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1 Nachhaltige Wiederaufbauplanung (nwap) einschließlich einer Bewertung des Hochwasserrisikos nach 73 WHG für die Wilde Sau bei Wilsdruff, Grumbach und Pohrsdorf Wilsdruff am Auftraggeber: Stadtverwaltung Wilsdruff 1

2 Übersicht zum Gesamtprojekt Ablauf und Inhalte 1 Einführung und Problemanalyse - Beschreibung Einzugsgebiet - Bewertung Hochwasserrisiko (Ist-Zustand) 2 Geodätische Grundlage - Gewässervermessung (Ist-Zustand) - Einmessung Hochwassermarken 3 Gebietshydrologie - N-A-Modellierung - Ermittlung maßgebender Abflussdaten 4 Hydraulische Berechnungen und Dokumentation der Ergebnisse - Hydraulische Modellierung (Ist-Zustand) - Bewertung hydraulische Leistungsfähigkeit (Bordvollbetrachtung) - Hydraulische Modellierung (Plan-Zustand) 5 Ermittlung der Schutzgrades sowie des Gefährdungs- und Schadenspotenzials 6 Maßnahmenplan Hintergrund und allgemeine Zielstellung: Keine Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes 1:1 wenn Maßnahmen zum nachhaltigen Hochwasserschutz möglich sind! - Schutzziele, bestehender Schutzgrad und Schadenspotenzialanalyse Projektabschluss voraussichtlich bis

3 Einführung und Problemanalyse Bearbeitungsgebiet WILSDRUFF Grumbach Kaufbach Gewässerverlauf Wilde Sau zwischen Pohrsdorf bis uh. Kläranlage Wilsdruff Fließlänge von 13,1 km etwa 2/3 der Fließstrecke in Siedlungsbereichen ( hohes Schadenspotenzial) starkes Sohlgefälle ( h gesamt = 70 m Mittel 5,3, Ober- und Unterlauf noch steiler!) Abschnitt als Gewässer 2.Ordnung eingestuft Zuständigkeit bei Kommunen EZG-Grenze Braunsdorf Pohrsdorf

4 Einführung und Problemanalyse Analyse vergangener Hochwasserereignisse Hochwasser 08/2002 als größtes Ereignis (HQ 150 HQ 200 ) Hochwasser 06/2013 als zweithöchstes Ereignis seit 1979! (= HQ 100 ) Hochwasser 01/2003 als drittgrößtes Ereignis (etwa HQ 20 ) 10 größten HW-Ereignisse (Pegel Wilsdruff ) HW 09/2010 betrug nur etwa HQ5, daher detaillierte Analyse für nwap anhand HW 06/2013 größte HW-Ereignisse in den letzten 10 Jahren (seit 1979)!

5 Einführung und Problemanalyse Hochwasserereignis Juni Pegel Wilsdruff/1 zum Hochwasser 06/2013 Wasserstand [cm] Wasserstand Durchfluss Scheiteldurchfluss 22,2 m³/s um 15:00 Uhr 17,4 m³/s um 6:30 Uhr Durchfluss [m³/s] Durchflussganglinie am Pegel Wilsdruff/1 im HW- Zeitraum Hohe Niederschläge Ende Mai / Anfang Juni führten zur Sättigung des EZG und anschließend zum Hochwasserabfluss mit mehreren Scheiteln Datum Alarmstufe Wasserstand [cm] max. Scheiteldurchfluss am 2.Juni (15 Uhr) mit Q max = 22,2 m³/s W max = 208 cm

6 Einführung und Problemanalyse Hochwasserereignis Juni 2013 Ableitung von Überschwemmungsgebieten mit Videomaterial Grumbach: Tharandter Straße (vor Schule) Wilsdruff: Innenstadt Wilsdruff: Brücke Freiberger Straße

7 Geodätische Grundlagen Gewässervermessung Beispiel: Bauwerksschnitt Bogenbrücke Dresdner Straße Gewässervermessung der Wilden Sau zwischen Pohrsdorf bis uh. Kläranlage Wilsdruff ausgeführt durch IG Falasch mbh Zeitraum: 12/ /2014 insgesamt 364 Querprofile hohe Auflösung innerhalb der Ortschaften keine/kaum Profile im Zwischenabschnitt insgesamt 43 Querbauwerke (v.a. Brücken) teils ober- und unterwasserseitig erfasst Einmessung der Wasserspiegellage Beispiel: Bauwerksschnitt Brücke (Zufahrt) in Grumbach

8 Geodätische Grundlagen Gewässervermessung Hochwassermarken Bildausschnitte aus Videoanalyse Verteilung der HWM im Längsschnitt beachten!

9 Gebietshydrologie Ermittlung der hydrologischen Randbedingungen ausgeführt durch DHI-WASY GmbH Ermittlung der HW-Scheiteldurchflüsse an 12 Aussagequerschnitten anhand N-A-Modellierung (Jährlichkeiten T = 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500a ) Ermittlung von Abflussganglinien relevant für Standort-Bewertung von HWRB Gewässerbenutzungen ( Einleitungen/Entnahmen sind hier nicht relevant) HQ(T)-Werte in der Nähe vom Pegel Wilsdruff/1 starke Abflussschwankung zwischen Mittelwasser (MQ) und Hochwasser Verhältnis HQ 100 /MQ 133

10 Gebietshydrologie Ermittlung der hydrologischen Randbedingungen Bach aus Braunsdorf AQ1 Zufluss Vogelweide AQ AQ4 Grumbach AQ Hydrologischer Längsschnitt auch für MNQ und MQ vorhanden! AQ7 Stationierung [m] AQ8 Kaufbach AQ9 AQ11 Wilsdruff AQ Durchfluss [m³/s] T = 500 a T = 200 a T = 100 a T = 50 a T = 20 a T = 10 a T = 5 a Hydrologischer Längsschnitt für HQ(T) Punktförmige Zuflüsse - Bach aus Braunsdorf - Vogelweide - Kaufbach Linienförmige Zuflüsse Zunahme der HQ(T) im Längsschnitt

11 Hydraulische Berechnungen Modellaufbau Modellbereich + Höhenverhältnisse 248,3 m NHN Aufbereitung der Gewässervermessung 01/2014 zur Übertragung ins hydraul. Modell Querprofile Querbauwerke (Brücke, Durchlässe) WILSDRUFF 260,9 m NHN Aufbereitung der Gebietshydrologie zur Übertragung ins hydraul. Modell Abflussverteilung im Längsschnitt (Zuflüsse) Hochwasserscheitelabschlüsse Aufbereitung und Übertragung der Flächennutzungsdaten ins hydraul. Modell (im Bereich der Überschwemmungsflächen) Grumbach 285,5 m NHN Pohrsdorf 318,1 m NHN

12 Hydraulische Berechnungen Modellkalibrierung Hochwasserzustand (Grumbach) HWM in Grumbach Tharandter Straße Stationierung [m] Modell HQ100 Kalibrierung HWM Höchststand Gewässersohle Zufahrtsweg Grundstücke Herzogswalder Straße Geh-/Radweg An der Mühle Mühlweg Zeisigweg ausgewählte Brücken Sohlhöhe und Wasserspiegellage [m NHN] Bereich Grumbach mit 4 Hochwassermarken von Hochwasser 06/2013 Berechnungen mit Abflüssen des HQ 100 Modellkalibrierung Berechnete Wasserspiegellage passt gut zu den gemessenen HW-Marken

13 Gefahrenanalyse vorläufig: Hochwassergefahrenkarte HQ100 (Ist-Zustand) Wasserspiegellagenberechnung mit kalibriertem Ist-Modell für HQ100 Ermittlung der Wassertiefen Darstellung der Überschwemmungsflächen Abgleich mit dem Schadensbild vom Hochwasser im Juni 2013 Erstellung Schadenskarte Grundlage für Ermittlung des Schadenspotenzials

14 Maßnahmenvorschläge zum Hochwasserschutz Abgeleitet auf Basis der Modellergebnisse und nach Vor-Ort-Begehung 10 Maßnahmen in Wilsdruff Prinzipielle Herangehensweise: Wo treten HW-Schäden auf? Welche Bereiche sind besonders häufig oder besonders stark vom HW betroffen? Wie hoch ist das Schadenspotenzial im überschwemmten Bereich? 6 Maßnahmen in Grumbach Schadenspotenzialanalyse Kostenschätzung der Maßnahmen Die Förderfähigkeit von HW-Schutzmaßnahmen setzt ein Nutzen-Kosten-Verhältnis > 1 voraus! zusätzlich: HW-Rückhaltemaßnahmen

15 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W1 Fabrikstraße: Sicherung und Erhöhung der Ufermauer rechte Ufermauer erhöhen Gebäudesicherung linkes Ufer Standsicherheit der bestehenden Ufermauer? Gewerbe Besonders auf der rechten Gewässerseite.

16 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W1 Fabrikstraße: Sicherung und Erhöhung der Ufermauer (links und rechts) linke Ufermauer erhöhen rechte Ufermauer erhöhen linkes Ufer: Erhöhung der Ufermauer stromaufwärts

17 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W2 Fabrikstraße: Sicherung Gebäude mit Gewerbenutzung (rechte Uferseite) Gebäude sichern Gebäude (Gewerbenutzung) sichern, z.b. durch Vorsatzschale oder erhöhte Brüstung. zum HW 06/2013 nicht betroffen

18 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W3 Berggasse: Böschungssicherung (rechte Uferseite) Böschungssicherung Berggasse, Hausnummer 9 Weitere Uferabbrüche vermeiden! rechtes Ufer sichern Im Maßnahmenplan der HW- Schadensbeseitigung bereits enthalten!

19 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W4 stromunterhalb Brücke Dresdner Straße: Böschung sichern und erhöhen Böschungssicherung und -erhöhung auf linker Uferseite Ufermauer herstellen bzw. verlängern Überschwemmung von Wiesen- und Gartengrundstücken linkes Ufer sichern und erhöhen Dresdner Straße

20 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W5 stromoberhalb Brücke Dresdner Straße: Böschung erhöhen relevant für Überschwemmung in der Innenstadt linkes Ufer erhöhen (Ufermauer o.ä.) Anschluss Ufermauer bestehende Ufermauer erhöhen Blick: Brücke Dresdner Straße gegen die Fließrichtung

21 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W6 Lunapark: wasserbauliche Umgestaltung Erhöhung der Ufermauern oder Böschungen (beidseitig) relevant für Überschwemmung in der Innenstadt Absenkung der Gewässersohle (30-40 cm) Lunapark naturnahe Gestaltung des Gewässerbetts

22 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W6 Lunapark: wasserbauliche Umgestaltung Lunapark Hochwasser Juni 2013 Ausuferungen im Bereich Lunapark bis Brücke Dresdner Straße verhindern: Schutz angrenzender Gebäude Schutz der Innenstadt

23 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W7 stromoberhalb Lunapark: Erhöhung der Ufermauer und Verwallung Verwallung Erhöhung/ Verlängerung der Ufermauern (beidseitig) relevant für Überschwemmung in der Innenstadt Kaufbach Berücksichtigung der aktuellen Planung (Entwurfsplanung Stand 09/2010)

24 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W8 stromunterhalb Brücke Friedhofstraße: Gewässeraufweitung verfügbare Fläche zur Gewässeraufweitung / Retention bisher z.t. als Lagerfläche genutzt Einengung des Fließquerschnitts unmittelbar stromunterhalb der Brücke Gewässeraufweitung (linke Uferseite) zur Abminderung von Abflussspitzen

25 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W9 Bereich Brücke Friedhofstraße: Ufermauer/ Böschung erhöhen z.t. bestehende Ufermauern

26 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff W10 stromoberhalb Brücke Freiberger Straße: linke Böschung erhöhen Anschluss Flügelmauer Brücke relevant für Ortsdurchfahrt über Freiberger Straße zum HW 06/2013 überschwemmt Böschung linke Uferseite erhöhen rechte Böschungshöhe zum HW 06/2013 ausreichend Böschung linke Uferseite erhöhen zum HW 06/2013 nicht überschwemmt

27 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff Sicherung von Einzelgebäuden z.t. großflächige Überschwemmung in Wilsdruff Überschwemmung HW 06/2013 (Ausweitung der Ausuferungen auf über 50 m Breite) Fehlender Hochwasserschutz entlang der Gewässerstrecke, z.b. Am Oberen Bach Umfassender Hochwasserschutz durch lokale Maßnahmen z.t. nicht umsetzbar! (da Berücksichtigung von Kosten-Nutzen-Verhältnis der Maßnahmen erforderlich)

28 Hochwasserschutz-Maßnahmen Wilsdruff Gefährdung durch Treibgut vermindern Feuerwehr Gerätehaus gefährdetes Gebäude Pegel Gebäude in Ufernähe bei Hochwasser als potenzieller Treibgut-Lieferant

29 Hochwasserschutz-Maßnahmen Grumbach G1 Am Wehr: Rückbau Sohlrampe (ehemaliges Wehr) und Flutgraben Nutzung bestehender Gewässerstrukturen Gewässeraufweitung (Wieder)-Herstellung Flutgraben Absenkung Wasserspiegellage (Oberwasser) Herstellung ökologische Durchgängigkeit Auswirkungen (Absenkung Grundwasserstand) auf umliegende Nutzungen im Vorfeld bewerten Wehrrückbau, Herstellung Sohlgleite Am Wehr

30 Hochwasserschutz-Maßnahmen Grumbach G2 Tharandter Straße (Schule): Ersatzneubau Durchlass und Verwallung Rechteckdurchlass erweitern Schule Verwallung Maßnahme (Brücke) im Rahmen der HW- Schadens-beseitigung bereits in Planung

31 Hochwasserschutz-Maßnahmen Grumbach G3 Tharandter Straße (gegenüber Zum Teich ): Ersatzneubau/Sicherung Brücke Sicherung oder Ersatzneubau Brücke Brücke nur noch als Geh- und Radweg genutzt!

32 Hochwasserschutz-Maßnahmen Grumbach G4 Tharandter Straße ( Am Oberen Bach ): Ersatzneubau Brücke baufälliger Zustand Ersatzneubau Brücke Maßnahme (Brücke) im Rahmen der HW-Schadensbeseitigung bereits in Planung

33 Hochwasserschutz-Maßnahmen Grumbach G5 Tharandter Straße ( Am Oberen Bach ): Rückbau der Brücke baufälliger Zustand, eingeschränkte Nutzung Rückbau Brücke

34 Hochwasserschutz-Maßnahmen Grumbach G6 Gewässerunterhaltung enges Gewässerprofil mit ufernaher Bepflanzung Verklausungsgefahr! wenig Spielraum für Gewässeraufweitung innerhalb der Ortschaft, enge Bebauung

35 Hochwasserschutz-Maßnahmen: HW-Rückhalteräume Möglichkeiten zum HW-Rückhalt in Grumbach und Wilsdruff Hochwasserrückhaltebecken (HWRB): Zwischenspeicherung der zufließenden HW-Welle und gedrosselte Abgabe der Wassermenge über einen längeren Zeitraum Abfluss-Ganglinie Abfluss-Ganglinie sind aus Modelluntersuchungen zur Gebietshydrologie bekannt ermöglicht hydraulische Bewertung (Wirksamkeit) von HWRB Reduzierung der Abflussscheitel bei Hochwasserwellen als HW-Schutzmaßnahme auf den gesamte unterhalb liegenden Gewässerabschnitt wirksam lokale Maßnahme (z.b. Ufermauern) können ggf. eingespart werden Flächen oberhalb des Absperrbauwerkes können weiterhin (eingeschränkt) genutzt werden

36 Hochwasserschutz-Maßnahmen: HW-Rückhalteräume Übersicht HW-Rückhalteräume in Grumbach und Wilsdruff Betrachtete Standorte als potenziell mögliche HWRB: Zufluss Kaufbach Wilde Sau (westl. Stadion Wilsdruff) Zufluss Vogelweide (Wiesenbach) Zufluss Feldbach (in Planung) Zufluss Bach aus Braunsdorf Wilde Sau (Ortseingang Grumbach) Wilde Sau (Kleinspeicher Pohrsdorf) Sinnvolle Kombination der HWRB erforderlich!

37 Hochwasserschutz-Rückhaltemöglichkeiten Grumbach Kleinspeicher Pohrsdorf m³ bei einer verfügbaren Staulamelle von 2 m und einer Wasserfläche von rund 1.3 ha gegenwärtige Nutzung: Fischerei Erhöhung des bestehenden Dammbauwerkes

38 Hochwasserschutz-Rückhaltemöglichkeiten Grumbach HWRB Pohrsdorfer Straße (Ortseingang Grumbach) Jährlichkeit T = 5 a T = 10 a T = 20 a T = 50 a T = 100 a T = 200 a T = 500 a Q Wilde Sau [m³/s] 1,4 2,1 2,6 3,4 4,3 5,3 6,3 Verfügbares Stauraumvolumen bei Volleinstau (295 m NHN): m³

39 Hochwasserschutz-Rückhaltemöglichkeiten Grumbach HWRB Pohrsdorfer Straße (Ortseingang Grumbach) Vergleich erforderliches und vorhandenes Stauraumvolumen In Abhängigkeit vom Drosselabfluss (ungesteuert) Detaillierte (instationäre) Berechnung mit Hochwasserganglinie HQ100: Reduzierung des Hochwasserscheitels von 3,5 m³/s (HQ 100 ) auf 1,4 m³/s (HQ 5 ) deutlicher Effekt für Ortslage Grumbach

40 Hochwasserschutz-Rückhaltemöglichkeiten Grumbach Erweiterung Feuerlöschteich Braunsdorfer Straße als HWRB m³ Zuflussmenge relativ gering, aber Nutzung bestehender Strukturen Q Braunsd. Bach Q Wilde Sau 25%

41 Hochwasserschutz-Rückhaltemöglichkeiten Grumbach HWR am Zufluss Vogelweide (Wiesenbach) Dammlänge ca. 130 m bestehenden Weg erhöhen und als Dammbauwerk nutzen ca. 1,2 ha bei Einstau auf 285 m NHN ( m³) Q Vogelweide Q Wilde Sau 20%

42 Hochwasserschutz-Rückhaltemöglichkeiten Wilsdruff HWRB zwischen Wilsdruff und Grumbach Sportanlagen Wilsdruff Stauraumvolumen von ca m³ (ggf. noch erweiterbar) Dammlänge 170 m Höhe 3,5 m erhebliche Zuflussmengen da im Hauptschluss der Wilden Sau Fläche 8 ha Volumen m³ vorhandenes Volumen bei kleineren Hochwässern wirksam (bis HQ50) erhöhte Wirksamkeit in Kombination mit weiterem HW-Rückhalt im Oberlauf

43 Hochwasserschutz-Rückhaltemöglichkeiten Wilsdruff HWRB am Kaufbach oberhalb Mündung in die Wilde Sau Q Kaufbach Q Wilde Sau 25% relativ hohe Zuflussmenge erfordert große HWR-Volumen Rückhalteeffekt wirkt sich vor allem bei kleineren HQ(T) aus, aber keine deutliche Reduzierung der HQ(T) Abflussreduzierung in der Wilden Sau nach der Einmündung Kaufbach zwischen % verfügbares Stauraumvolumen max m³

44 Übersicht Hochwasserschutz-Maßnahmen zusätzlich: Erschließung geeigneter HW-Rückhaltevolumina (überwiegend im Bereich der OL Grumbach)

45 Wirksamkeit der Hochwasserschutz-Maßnahmen Bestehender und erreichbarer Schutzgrad Bestehender Schutzgrad: Wilsdruff HQ10-HQ20 Grumbach HQ5-HQ10 Schutzziele (formal): Wohnflächen / Gebäude Infrastruktur HQ100 HQ25/HQ100 Erreichbarer Schutzgrad (vorläufig): Wilsdruff HQ20 (-HQ50) Grumbach HQ20 nur lokale Maßnahmen am Gewässer Erreichbarer Schutzgrad (vorläufig): Wilsdruff HQ50-HQ100 Grumbach HQ50-HQ100 mit Umsetzung der HWRB (Reduzierung Scheitelabflüsse) Nachhaltiger Hochwasserschutz: Kombination von lokalen Maßnahmen am Gewässer und Hochwasserrückhalt