Rückblick auf Diskussionsforum 1 und 2

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1 Wasserwirtschaftsämter Donauwörth, Ingolstadt und Regensburg Rückblick auf Diskussionsforum 1 und 2 Hochwasserrisiko & Schutzstrategien Münchsmünster, 24. September 2015 Rückhaltesysteme im Vergleich Regensburg 08. Oktober 2015

2 Wasserwirtschaftsämter Donauwörth, Ingolstadt und Regensburg Hochwasserrisiko 2

3 Historische Hochwasserereignisse Regensburg, 1893 Donauwörth, 1965 Quelle: Vortrag Gorbauch, Diskussionsforum Hochwasserdialog (Foto: Museen der Stadt Regensburg) Foto: Stadtarchiv Passau Foto: WWA Donauwörth Folie 3

4 Quelle: Vortrag Gorbauch, Diskussionsforum Hochwasserdialog Hochwasserereignisse in den letzten 20 Jahren Regensburg, 2002 Deggendorf, 2013 Folie 4

5 Quelle: Vortrag Gorbauch, Diskussionsforum Hochwasserdialog Zusammenhang Niederschlag Hochwasser Jedes Ereignis ist anders! Vergleich Hochwasser (Quelle: CEDIM-Bericht Junihochwasser 2013 Mitteleuropa), Niederschlagsdaten: Deutscher Wetterdienst) LfU / Referat 61 / Gorbauch /

6 Quelle: Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog Was ist eigentlich ein HQ 100? Ein 100-jährliches Hochwasser tritt 100 Mal in Jahren ein und lässt keinen Rückschluss auf den Eintrittszeitpunkt Wie beim Würfeln: Würfelt man 600 Mal, so hat man ca er zu erwarten. 6

7 Quelle: Vortrag Gorbauch, Diskussionsforum Hochwasserdialog Die größten Hochwasserereignisse der letzten 150 Jahre in den einzelnen Donauabschnitten ( TOP 3 ) Dillingen 1) Feb. 1862, Dez (ca. HQ 50 ) 2) Juni 1926 (> HQ 20 ) 3) Mai 1999 (< HQ 20 ) Ingolstadt 1) Mai 1999 (> HQ 100 ) 2) März 1845 (ca. HQ 50 -HQ 100 ) 3) Juni 1965 (ca. HQ 20 ) Schwabelweis 1) März 1845 (>> HQ 100 ) 2) Feb (ca. HQ 50 -HQ 100 ) 3) Feb. 1850, Dez (ca. HQ 50 ) Hofkirchen 1) März 1845 (>> HQ 100 ) 2) Feb. 1862, Juni 2013* (ca. HQ 100 ) 3) Dez. 1882, Juli 1954 (ca. HQ 50 ) * nach Deichbrüchen < HQ100 7

8 Quelle: Vortrag Gorbauch, Diskussionsforum Hochwasserdialog Lokale Hochwassereignisse Lokale starke Gewitterregen Verursachen kein Hochwasser an der Donau Einfluss Flächenversiegelung bzw. Vorsättigung der Böden in der Regel vorhanden 8

9 Sturzflut Quelle: Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog Ursache: Lokaler Starkregen (oft Gewitter).

10 Sturzflut Quelle: Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog Ursache: Lokaler Starkregen (oft Gewitter).

11 Sturzflut Quelle: Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog Eine Gefährdung besteht überall, nicht nur an Gewässern.

12 Quelle: Vortrag Gorbauch, Diskussionsforum Hochwasserdialog Großräumige, lang anhaltende Regenereignisse Großräumige, lang anhaltende Regenereignisse (mehrere Tage) Verursachen Hochwasser auch an großen Flüssen (z.b. Donau) Flächenversiegelung spielt in der Regel keine Rolle, da auch nicht versiegelte Böden mit der Zeit wassergesättigt sind 12

13 Hochwasser 2013 Quelle: Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog Vorbedingungen und Auslöser Niederschlagsanomalien im Mai Bodenfeuchte am Niederschlag

14 Hochwasser in Deutschland Juni 2013 Eine typische (reine) Flussüberschwemmung Quelle: Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog

15 Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog Natürliche Flüsse Folie 15

16 Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog Jahrhundert Folie 16

17 Quelle: Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog W. Kron, Munich RE Folie 17

18 Einfluss der Flussregulierung (Verlust von Retentionsräumen) Quelle: Vortrag Gorbauch, Diskussionsforum Hochwasserdialog um 1800 Donauwörth rd. 100 Mio. m³ Retentionsraumverlust Donauwörth Neu-Ulm Neu-Ulm heute

19 Abfluss (m³/s) Einfluss der Flussregulierung (Verlust von Retentionsräumen) Quelle: Vortrag Gorbauch, Diskussionsforum Hochwasserdialog Pegel Donauwörth früherer Zustand Ist-Zustand deutliche Abflussbeschleunigung keine Scheitelerhöhung (sogar leichte Scheitelreduktion) Stunden 19 LfU / Referat 61 / Gorbauch /

20 Quelle: Vortrag Greiving, Diskussionsforum Hochwasserdialog Mit der Sicherheit steigt auch der Schaden 20

21 Werte in Wohngebäuden Quelle: Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog früher - Kartoffeln - Marmeladegläser - altes Fahrrad - Gerümpel -... Waschküche Holzkeller

22 Werte in Wohngebäuden Quelle: Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog heute Heizanlage

23 Fluss-Überschwemmungen in Bayern seit 1990 Quelle: Summenergänzung auf Vortrag Kron, Diskussionsforum Hochwasserdialog Jahr betroffene Region Gesamt- versicherter schaden Schaden (nur in Bayern) Schäden seit 1990 in Bayern: [mio ] [mio ] 2,302 Mrd. Euro 1999 Donau, Alpen und südliches Donaugebiet westliches Bayern Donau und nördliches Donaugebiet Donau, Alpen und südliches Donaugebiet Mittelfranken (Baiersdorf) Donau und südliches Donaugebiet

24 Quelle: eigene Zusammenfassung Vortrag Komischke, Diskussionsforum Hochwasserdialog Klimawandel Abfluss-Prognosen/Auswertungen: Keine Veränderungen / eher Abnahmen der Hochwasserabflüsse im Sommer Mehrheitlich Zunahmen der Hochwasserabflüsse im Herbst & Winter KEINE klare Aussage zu Extremhochwässern! 15 % Zuschlag Klimafaktor im Schutzwasserbau 24

25 Wasserwirtschaftsämter Donauwörth, Ingolstadt und Regensburg Schutzstrategien (1. Forum) und Rückhaltesysteme im Vergleich (2. Forum) Folie 25

26 Raumordnung als Aufgabe der Gemeinden Überschwemmungsgebiete: HQ-100 als harte regulative Trennlinie! Hochwasserdemenz hinter den Deichen Restrisiko = das RISIKO Wenn alles auf HQ-100 ausgebaut ist ist das Risiko ein extremes Hochwasser > HQ-100 Gemeinden in Bayern dürfen/müssen selbst entscheiden, wo gebaut wird. Entscheiden Sie weise! Quelle: eigene Zusammenfassung Vortrag Greiving, Diskussionsforum Hochwasserdialog

27 Donauwörth HQ100 - HQextrem Quelle: Vortrag Greiving, Diskussionsforum Hochwasserdialog

28 Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog Deiche und Mauern Markus Aufleger, Universität Innsbruck Folie 28

29 Quelle: Vortrag Rimböck, Diskussionsforum Hochwasserdialog Deiche und Mauern Folie 29

30 Quelle: Vortrag Rimböck, Diskussionsforum Hochwasserdialog Deiche und Mauern Folie 30

31 Hochwasserrückhaltebecken Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog Folie 31

32 Hochwasserrückhaltebecken Quelle: Vortrag Rimböck, Diskussionsforum Hochwasserdialog Folie 32

33 Quelle: Vortrag Rieger, Diskussionsforum Hochwasserdialog Arten dezentraler Hochwasserschutzmaßnahmen Landwirtschaft Forstwirtschaft Renaturierung Kleinrückhalte Konservierende Bodenbearbeitung Rückbau von Dränmaßnahmen Renat. v. Mooren Aufforstung Ökologischer Waldumbau Geländemulden Fließwegverlängerung Auwaldaufforstung Feldabflussspeicher Ungesteuerte Becken Landnutzungsänderungen Faculty of Civil, Geo and Environmental Engineering Institute for Water and Environment Chair of Hydrology and River Basin Management (flächenhaft) Maßnahmen am Gewässer (linienförmig und punktuell)

34 Kleine Rückhalte Quelle: Vortrag Röttcher, Diskussionsforum Hochwasserdialog

35 Regionale und überregionale Wirkung Quelle: Vortrag Rieger, Diskussionsforum Hochwasserdialog HQ? (überregional) HQ100 (regional) - Optimale Wirkung der Becken Faculty of Civil, Geo and Environmental Engineering Institute for Water and Environment Chair of Hydrology and River Basin Management

36 Regionale und überregionale Wirkung Quelle: Vortrag Rieger, Diskussionsforum Hochwasserdialog HQ100 (überregional) HQ? (regional) - Wirksamkeit der Becken? Regionale Wirksamkeit der Becken in Abhängigkeit der Bemessung und des Ereignisses (Beispiel Windachgebiet, 65 km²): Ereignis Abflussscheitel Scheitelabminderung in % m³/s Optimiert auf HQ10 Optimiert auf HQ100 HQ10_a 20,7 13,8 2,5 Faculty of Civil, Geo and Environmental Engineering Institute for Water and Environment Chair of Hydrology and River Basin Management HQ100_a 42,9 6,2 9,5

37 Quelle: Vortrag Rieger, Diskussionsforum Hochwasserdialog Regionale und überregionale Wirkung 2013!! Beispiel Mangfall (Pegel Valley, 387 km²) Faculty of Civil, Geo and Environmental Engineering Institute for Water and Environment Chair of Hydrology and River Basin Management Teschemacher (2015)

38 Welle HQ 100 bei 150 km² Einzugsgebiet: Erpe/Nordhessen Quelle: Vortrag Röttcher, Diskussionsforum Hochwasserdialog Ist-Zustand Retentionsräume (Drossel 1) Retentionsräume (Drossel 2) HRB Ehringen (1 Mio. m³) 80 Renaturierung Abfluss [m³/s] :00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 Zeit nach Niederschlagsbeginn

39 Welle HQ km² Einzugsgebiet: Erpe/Nordhessen Quelle: Vortrag Röttcher, Diskussionsforum Hochwasserdialog HRB Ehringen (1 Mio. m³) Ist-Zustand Retentionsräume Renaturierung 80 Abfluss [m³/s] :00 03:00 06:00 09:00 12:00 15:00 18:00 21:00 00:00 03:00 06:00 09:00 12:00 Zeit nach Niederschlagsbeginn

40 Quelle: Vortrag Rimböck, Diskussionsforum Hochwasserdialog Natürlicher Rückhalt Folie 40

41 Quelle: Vortrag Rimböck, Diskussionsforum Hochwasserdialog Natürlicher Rückhalt Folie 41

42 Vergleichsberechnung: HW-Welle ca. 4,5 Tage über 3000 m³/s Quelle: Homagk, LfU Karlsruhe, 2005 Quelle: Vortrag Bernhart, Diskussionsforum Hochwasserdialog Prof. Dr.-Ing. habil. H.H. Bernhart

43 Vergleichsberechnung: HW-Welle ca. 1 Tag über 3000 m³/s Quelle: Homagk, LfU Karlsruhe, 2005 Quelle: Vortrag Bernhart, Diskussionsforum Hochwasserdialog Prof. Dr.-Ing. habil. H.H. Bernhart

44 Geplante Entwicklungsschritte Quelle: Vortrag Bernhart, Diskussionsforum Hochwasserdialog Geländeabtrag Pioniergehölze Auwaldentwicklung

45 Deichrückverlegung bei Lenzen: Elbe-km Quelle: Vortrag Bernhart, Diskussionsforum Hochwasserdialog BAW Heft 97, Titel BAW Heft 97, S Prof. Dr.-Ing. 08. habil. H.H. Bernhart

46 Quelle: Vortrag Theobald, Diskussionsforum Hochwasserdialog Staufstufenbewirtschaftung Steuerung wasserwirtschaftlicher Systeme Talsperren Staustufenketten Bewässerungskanäle

47 Wasserhaushaltsregelung Quelle: Vortrag Theobald, Diskussionsforum Hochwasserdialog Übergeordnete Steuerung Lokale Regler (z. B. OW/Q-Regelung) mit übergeordneter Steuerung (Koordinator, Prädiktive Regelung) Zufluss Zentrale Steuerung DQ, DH zweistufige Hierarchie (Redundanz) lokaler Regler DQ, DH DQ, DH lokaler Regler z. B. Berücksichtigung von Energieoptimierung, Pumpspeicherbewirtschaftung lokaler Regler z. B. Vorhersage des Abflusses und Abgleich mit Messwerten Universität Kassel, Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft, Univ. Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald 47

48 Hochwassersteuerung Quelle: Vortrag Theobald, Diskussionsforum Hochwasserdialog Prinzipieller Ansatz (Hochwasser): 1) Vermeidung einer Aufsteilung 2) Dämpfung einer Welle Zu 1): nahezu Pflicht, Berücksichtigung von Störgrößenaufschaltung (Zuflüsse) Univ. Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald, Universität Kassel 48

49 Hochwassersteuerung Quelle: Vortrag Theobald, Diskussionsforum Hochwasserdialog Prinzipieller Ansatz (Hochwasser): 1) Vermeidung einer Aufsteilung 2) Dämpfung einer Welle Zu 1): nahezu Pflicht, Berücksichtigung von Störgrößenaufschaltung (Zuflüssen) Zu 2): Speicher- und Retentionsvolumina erforderlich, Kappung der Spitze, Gute Vorhersage erforderlich Univ. Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald, Universität Kassel 49

50 Kappung des Hochwasserscheitels Quelle: Vortrag Theobald, Diskussionsforum Hochwasserdialog Prinzip: Adaptive Steuerung; Einlagerung von Volumen im Speicher, Kappung der Spitze, Speichervolumen und gute Vorhersage erforderlich Univ. Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald, Universität Kassel 50

51 Quelle: Vortrag Theobald, Diskussionsforum Hochwasserdialog Zusammenfassung Optimierungspotential Optimierungspotential abhängig von Flusssystem und Restriktionen Stauhaltungen ohne Potential Stauhaltungen mit geringem Potential Abflussreduzierung von wenigen Prozenten, geringe Zeitverschiebung Potential bei geringeren Abflüssen, z.b. HQ 30, höher als bei höheren Abflüssen Form der Hochwasserwelle entscheidend - spitzer Wellenscheitel: Kappung eher möglich - breiter Wellenscheitel: Kappung kaum möglich Verfügbarkeit der Anlage berücksichtigen, (n-1)-fall Stauraummanagement an Flüssen ohne Schifffahrt effektiver nutzbar Flusssystem (Nebenflüsse) betrachten Fazit: Staustufenmanagement nicht als Alternative, sondern additiv zu Überflutungsflächen sehen

52 Quelle: Verbund aus eigener ergänzende Recherche Das Problem: Extrem-Hochwässer: Oberwasser fast gleich Unterwasser Quelle: Verbund,

53 Rückhalt - Polder Rückhalt im Hauptschluss Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog HWRHB im Hauptschluss HWRHB im Nebenschluss (Flutpolder) Q zu speichern Q zu (t) RQ Becken leer Q ab (t) t 53

54 Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog Flutpolder Weidachwiesen, Nr. 1 in Bayern!

55 Beispiel Polder Altenheim, Baden-Württemberg Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog

56 natürliche Retention Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog

57 Q Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog t

58 Flutpolder Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog

59 Q Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog t

60 Q Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog t

61 Q Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog t

62 Quelle: Vortrag Aufleger, Diskussionsforum Hochwasserdialog Vergleich der Varianten Regulierte Fluss Deichrückverlegung Gesteuerter Polder (10 Mio ³ Volumen) Abfluss max m³/s 2800 m³/s 2800³/s Gerinne: ca m³/s Polder: 120 m³/s Freibord (Bereich Siedlungsgebiet - (bei maximalen Wasserstand) 0.44 m 0.44 m 0.57 m 13 cm durch gesteuerte Retention

63 In aller KÜRZE Extreme Hochwässer hat es immer gegeben, und wird es immer geben. Kein alleiniges Resultat der menschlichen Verbauung Mit Sicherheit steigt der Schaden: Raumordnung Klimawandel: Auswirkung auf extreme HW unklar Umfassende Schutzstrategie erforderlich: Raumplanung: Entscheiden Sie weise? naturnahe/aufweitungen/auen Linearer Schutz: Deiche, Wände Technischer Rückhalt: im Fluss, am Fluss, gesteuert/ungesteuert 63

64 Rückhaltesysteme und ihre Stärken Maßnahme Dezentrale Maßnahmen in der Fläche und Rückhaltebecken Deichrückverlegung und Wiederherstellung der Auen Staustufenmanagement Gesteuerter Rückhalt/Flutpolder/ große Talsperren Zentrale Wirkung Wasserrückhalt bei lokalen und regionalen Starkregenereignissen Bremsen von HW-Wellen (gegen Überlagerungen) und lokale Wasserspiegelabsenkung Kappung spitzer HW-Wellen bei kleineren und mittleren Ereignissen Kappung von HW-Wellen auch bei Extremereignissen 64