Prognosemodelle und Hochwasservorhersagesysteme

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1 Informations- und Expertengespräch, 12. Okt. 2005, Bonn Prognosemodelle und Hochwasservorhersagesysteme Dr. Manfred Bremicker, Hochwasser-Vorhersage-Zentrale Baden-Württemberg Hier behandelte Aspekte: 1.Prognose: welche Flächen können potentiell von Hochwasser betroffen werden? -> Wahrscheinlichkeitsbetrachtung ohne konkretes Eintrittsdatum -> Hochwassergefahrenkarten 2.Vorhersage im aktuellen Hochwasserfall: wo werden wann welche Wasserstände erwartet? -> Vorhersagesysteme M. Bremicker Seite -1-

2 Teil 1: hochwassergefährdete Flächen Die Basis der Schadensminderung ist das Wissen über die mögliche Hochwassergefahr. Die entscheidenden Informationen sind: Welche Flächen können betroffen sein? Wie häufig sind diese Flächen überflutet? Welche Überflutungstiefen sind zu erwarten? Geeignetes Medium zur Darstellung und Weitergabe dieser Informationen sind Hochwassergefahrenkarten. Haßmersheim / Neckar Beispiel einer Hochwassergefahrenkarte: Rheinatlas der IKSR Darstellung der Hochwassergefahr: HW 10 als Linie HW 100 als Linie HW-Extrem mit Überflutungstiefen (Stufen: 0,5m / 2m / 4m / > 4m) M. Bremicker Seite -2-

3 Beispiel: überflutungsgefährdete Flächen am Neckar Überflutung bei Pegelstand Rockenau / Neckar: Pegel Rockenau 8,00m Pegel Rockenau 8,00-8,50m Pegel Rockenau 8,50-9,00m Pegel Rockenau 9,00-9,50m Pegel Rockenau 9,50-10,00m Pegel Rockenau10,00-10,50m HW- Gefahrenkarten in Baden- Württemberg: benötigt: standardisierte Informationen für alle relevanten Gewässer in BW: landesweite HWGK mit Detaillierungsgrad für örtliche Auswertungen und Planungen (Kabinettsbeschluss vom ) rechtliche Konsequenzen für Landwirtschaft, Bauleitplanung und die Lagerung wassergefährdender Stoffe Rahmengesetz zum vorbeugenden Hochwasserschutz ( Vortrag UBA) Haßmersheim / Neckar Baden-Baden / Oosbach M. Bremicker Seite -3-

4 Bearbeitungsschritte zur Erstellung von HW- Gefahrenkarten Vermessung der Gewässerprofile (z.b. Echolot) Erstellung eines hochaufgelösten digitalen Geländemodells (1m Laserscan) Vermessung von Durchlässen (Brücken, Unterführungen,...) Berechnung der Abflusswerte für HQ 10 bis HQ Extrem (Statistik / Regionalisierung) Berechnung der Wasserspiegellagen über hydraulische Modelle Ergebnistyp 1: Überflutungstiefen und gefährdete Flächen für HQ 100 M. Bremicker Seite -4-

5 Ergebnistyp 2: Flächenausbreitung HQ 10, 50, 100, HQ Extrem digitale Hochwassergefahrenkarte Fachverwaltung kann die HWGK-Daten mit weiteren GIS-Informationen überlagern und bis auf Flurebene zoomen M. Bremicker Seite -5-

6 Teil 2: aktuelle Hochwasserinformationen Vernetzung der Hochwasserzentralen Vorhersagezentralen Rhein: CH BW RP NL Vorhersagezentralen Donau: BW BY... Vorhersagezentralen Bodensee: CH A BW... Elbe,... M. Bremicker Seite -6-

7 rechtzeitig warnen und informieren Starkregenwarnung (nach Hochwassermeldeordnung B.-W.) Warnung vor Starkregen / starke Schneeschmelze Dauerregen warnung bis 40mm/ 24h, :00 SMS-Warnung an Diensthandy Verteiler Landratsamt Feuerwehr- Leitstelle Regierungspräsidium... Warnungen im Internet Rundfunk, Fernsehen M. Bremicker Seite -7-

8 Aktivmeldepegel (Hochwassermeldeordnung B.-W.) Überschreitung HMO-Wasserstand regionale Feuerwehr- Leitstelle Anruf Bürgermeisteramt Landratsamt Wasserschutzpolizei Regierungspräsidium Schiffahrtsamt... bei Ausbildung eines überörtlichen Hochwassers: Personelle Besetzung der Hochwasserzentrale Bereitstellung von Hochwasser-Informationen für zuständige Behörden und Dienststellen betroffene Bürger Medien (Rundfunk, Presse, Fernsehen) M. Bremicker Seite -8-

9 stündliche Aktualisierung der HW- Informationen Wasserstand Pegel Maxau / Rhein [cm] Bündelung und Bewertung der hochwasserrelevanten Daten E E Schneemessung, Lufttemperatur Niederschlagsmessung meteo. Vorhersage Niederschlagsradar M. Bremicker Seite -9- Wasserstandsmessung HVZ-Datenpool Plausibilisierung, Visualisierung, Bewertung, HW-Vorhersagen Steuerstand KWK / Polder

10 Hochwasser- Vorhersagemodelle Detaillierte Berechnung von: - Abflussbildung in der Fläche - Fließvorgängen im Gerinne (Translation, Retention) vertikale Wasserspeicherung / -transport pro Landnutzungsklasse im Teilgebie INTERZEPTION und SCHNEESPEICHER EVAPOTRANSPIRATION BODENSPEICHER Anteil wassergesättigter Flächen Drainage Perkolation laterale vertikale GEBIETSSPEICHER (laterale Wasserspeicherung/-transport im Teilgebiet) Direktabflußspeiche r Grundwasserspeicher Interflowspeiche r FLÜSSE UND SEEN pro Gewässerabschnitt Wellenablauf im Gerinne Verzweigungen, Einleitungen Seeretention, Speichersteuerung Vorhersagemodell für die badenwürttembergischen Bodensee-Zuflüsse Hochwasser- Vorhersagemodelle Hochwasser-Vorhersagen für rund 45 Pegel Für Rhein, Neckar, Donau, Main und deren Zuflüsse Vorhersagezeit für Hochwasser: - je nach Flussgebiet zwischen 6 Stunden bis 24 Stunden 850 Wasserstand Maxau / Rhein [cm] Mo Di Mi Do M. Bremicker Seite -10-

11 Beispiele für Hochwasser- Vorhersagen Wasserstand Maxau / Rhein [cm+pnp] gemessen Beispiele für Hochwasser- Vorhersagen :35 cm 5.00 Heidelberg Vorhersagen :00 Uhr :00 Uhr Heidelberg gemessen HW-Vorhersagen für den Pegel Schwaibach/Kinzig, Jan Mo Di Mi Do M. Bremicker Seite -11-

12 Grenzen der HW- Vorhersage: Einzugsgebiete < ~ 500 km 2 Prototyp einer Karte der aktuellen Hochwassergefahr für kleine Einzugsgebiete W [cm], Oberkirch / Rench mm Nied. 2 Stunden Lage und Intensität W 260 kleinräumiger cm in 90 Minuten Starkniederschläge nicht ausreichend genau Vorfeuchte nahezu irrelevant! vorhersagbar 200 verlässliche HW-Vorhersagen derzeit nicht möglich 100 in Entwicklung: täglich aktuelle Karte der regionalen Hochwassergefahr für kleine Gebiete Verbreitungsmedien Internet, Intranet Handy-WAP automat. Telefonansage FTP-Transfer Informationswege der HVZ Baden-Württemberg: Internet: Intranet: Videotext: SW3, Tafeln automat. Telefonansage: 0721 / bis -65 handy-wap: wap.hvz.baden-wuerttemberg.de Rundfunk: SWR 1, SWR 4,... HVZ-Zentrale: 0721 / Telefonzentrale Rundfunk Videotext M. Bremicker Seite -12-

13 Nutzung von HW- Vorhersagen Oberrhein: 24 h HW-Vorhersage z.b. Steuerung der Rückhaltemaßnahmen nach Vorhersagekriterien des internationalen Reglements Kulturwehr Kehl / Rhein Nutzung von HW- Vorhersagen mittlere Flüsse Neckarzufluss: Kocher km 2 EZG 9 h Vorhersage (stdl. aktuell) M. Bremicker Seite -13-

14 Zusammenfassung Hochwassergefahrenkarten und HW-Vorhersagen sind wesentliche Bausteine innerhalb einer (umfassenderen) Hochwasserschutzstrategie Die HWGK bietet Basisdaten für die Hochwasservorsorge. Die HW-Vorhersage unterstützt das rechtzeitige Einleitung von Schutzmaßnahmen zur Minderung von HW-Schäden M. Bremicker Seite -14-