Risikomanagement extremer hydrologischer Ereignisse

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1 FORUM FÜR HYDROLOGIE UND WASSERBEWIRTSCHAFTUNG HEFT BAND 3. POSTER Risikomanagement extremer hydrologischer Ereignisse Beiträge zum Tag der Hydrologie 2006, 22./23. März 2006 an der Universität der Bundeswehr München Markus Disse, Karin Guckenberger, Sabine Pakosch, Alpaslan Yörük, Astrid Zimmermann (Herausgeber) Veranstalter: Institut für Wasserwesen, Universität der Bundeswehr München Lehrstuhl für Physische Geographie, Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt Fachgemeinschaft Hydrologische Wissenschaften in der DWA, Aachen Hauptausschuss Hydrologie und Wasserbewirtschaftung der DWA, Hennef Landesverband Bayern der DWA, München Der Tag der Hydrologie 2006 wurde unterstützt von: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz

2 Markus Disse, Karin Guckenberger, Sabine Pakosch, Alpaslan Yörük, Astrid Zimmermann (Herausgeber): Risikomanagement extremer hydrologischer Ereignisse Beiträge zum Tag der Hydrologie 2006, 22./23. März 2006 an der Universität der Bundeswehr München Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung; Heft 15.06, Band 3. Poster ISBN-10: ISBN-13: Fachgemeinschaft Hydrologische Wissenschaften Hennef : DWA 2006 Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung Herausgeber: Vertrieb: Fachgemeinschaft Hydrologische DWA Deutsche Vereinigung Wissenschaften in der DWA für Wasserwirtschaft, Abwasser und Geschäftsstelle Abfall e.v., Bundesgeschäftsstelle Theodor-Heuss-Allee 17 Theodor-Heuss-Allee 17 D Hennef D Hennef Tel.: 02242/872 0, Tel.: 02242/ Fax: 02242/ Fax: 02242/ HTUinfo@FgHW.deUTH HTUwww.FgHW.deUTH Univ.-Prof. Dr.-Ing. Heribert Nacken Fachgemeinschaft Hydrologische Wissenschaften in der DWA Univ.-Prof. Dr. Uwe Grünewald Hauptausschuss Hydrologie und Wasserbewirtschaftung der DWA HTUvertrieb@dwa.deUTH HTUwww.dwa.deUTH Druck und Binden: Universität der Bundeswehr München, Neubiberg Gilch GmbH, München Umschlaggestaltung: Dorit Steinberger, München FgHW Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, Hennef 2006 Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Publikation darf ohne schriftliche Genehmigung des Herausgebers in irgendeiner Form durch Fotokopie, Mikrofilm oder irgendein anderes Verfahren reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen werden. Die wissenschaftliche Richtigkeit der Texte, Abbildungen und Tabellen unterliegt nicht der Verantwortung der Herausgeber.

3 1 Vorwort Der Tag der Hydrologie stand im Jahr 2006 unter dem Motto Risikomanagement extremer hydrologischer Ereignisse. Dieser Titel berührte eine hochaktuelle Thematik, was 46 Vorträge und 50 Poster sowie 457 Teilnehmer dokumentieren. Wasserwirtschaftsverwaltungen und Ingenieurbüros beklagen häufig, dass die Universitäten eine wünschenswerte Praxisnähe vermissen ließen und dass die Schere zwischen Wissenschaft und Praxis mehr und mehr auseinander klaffe. Dieser Gefahr ist beim Tag der Hydrologie in umfangreicher Weise entgegen getreten worden. Im Tagungsprogramm wurde eine ausgewogene Mischung zwischen Anwendung und Forschung umgesetzt. Erfreulicherweise konnten auch zahlreiche Referenten aus den wasserwirtschaftlichen Behörden gewonnen werden, so dass die Community der Hydrologen sowohl in praktischer als auch in wissenschaftlicher Hinsicht die großen Herausforderungen offen diskutieren konnten, die im Hochwassermanagement noch zu bewältigen sind. Diese wurden analog zu den Themenblöcken des Förderprojektes RIMAX des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in vier Schwerpunkte gegliedert: - Dokumentation und Analyse extremer hydrologischer Ereignisse - Risikokommunikation: Bildung und Stärkung des Bewusstseins über hydrologisch bedingte Gefahren - Frühwarnung, Vorhersage und operationelles Management extremer hydrologischer Ereignisse - Sicherheit technischer Schutzanlagen, risikobasierte Bemessung So spannte der Tag der Hydrologie 2006 einen weiten Bogen über das gesamte Management hydrologisch bedingter Naturgefahren: von umfassender Gefahrendarstellung, der Definition von Schutzkriterien und intensiver Aufklärung über zuverlässige Vorhersagen bis hin zum technischen Hochwasserschutz. Der Leser möge anhand der vielen Beiträge aus Wissenschaft und Praxis erkennen, dass das Risikomanagement ein mächtiges Feld absteckt und viele Fragen noch unbeantwortet sind. Sowohl Politik als auch die Öffentlichkeit haben inzwischen erkannt, dass Begriffe wie Hochwasserfreilegung oder Gefahrenelimination eine Sicherheit suggerieren, die es nicht geben kann und geben wird. Staat und Bürger sind aufgefordert, (hydrologisch bedingte) Risiken zu erkennen, gemeinsam Schutzziele zu definieren, Schutzmaßnahmen auszuführen und mit dem Restrisiko verantwortungsbewusst umzugehen. Das Motto von der Sicherheitskultur zur Risikokultur muss quer durch alle Verantwortungsbereiche verinnerlicht werden. Die Wasserwirtschaftsverwaltung hat hier große Aufgaben

4 2 auch kommunikativer Art zu bewältigen. Die Wissenschaft kann im gesamten Naturgefahrenkreislauf umfangreiche Unterstützung leisten. An dieser Stelle möchte ich den Sponsoren aufrichtig danken, weil nur durch ihre finanzielle Unterstützung die Teilnahmegebühren auf einem sehr niedrigen Niveau gehalten werden konnten. Zu guter Letzt bedanke ich mich sehr herzlich bei allen, die zum reibungslosen und erfolgreichen Ablauf des Tags der Hydrologie 2006 und der Herausgabe dieser Dokumentation beigetragen haben, insbesondere den Kolleginnen und Kollegen im wissenschaftlichen und organisatorischen Beirat, und ganz besonders allen Mitarbeitern vor Ort. Die vielen helfenden Hände an der Rezeption und im Hörsaal sowie bei der Bewirtung und im stillen Hintergrund ermöglichten es mir, ausnahmslos in zufriedene und gutgelaunte Gesichter schauen zu dürfen. Neubiberg, im Juli 2006 Prof. Dr.-Ing. Markus Disse

5 3 Inhaltsverzeichnis B a n d 3 P o s t e r Band 1 und Band 2 Vorträge, Band 3 Poster Themenblock Dokumentation und Analyse extremer hydrologischer Ereignisse Apel, H., Thieken, A., Merz, B.: Flood risk assessment and associated uncertainty for river reaches 15 Büttner, O., Böhme, M., Sonnabend, B., Gläßer, C., Rode, M.: Modellierung der zweidimensionalen Strömungsverhältnisse in urbanen Gebieten in der Region Bitterfeld 21 Cyffka, B., Haas, F.: Die Dynamisierung der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt (Projektträger: Freistaat Bayern, vertreten durch das Wasserwirtschaftsamt Ingolstadt) und das Aueninstitut Neuburg an der Donau (Träger: Landkreis Neuburg-Schrobenhausen) 27 Ettrich, N.: Detaillierte Höhenmodelle für urban-hydrologische Abflusssimulationen 31 Finke, W., Krause, S.: Erfahrungen bei der Anpassung theoretischer Wahrscheinlichkeitsverteilungen an empirische Verteilungen von Niedrigwasserkenngrößen 35 Fleischbein, K., Lindenschmidt, K.-E., Merz, B.: Evaluating different discretisation schemes for flood forecasting in the Mulde basin (Germany) 41 Frank, T., Hirschhäuser, T., Jensen, J.: Ein Bemessungsverfahren für tidebeeinflusste hydrologische Systeme 45 Grabbert, J.-H., Kreibich, H., Thieken, A., Merz, B.: Analyse der schadensbeeinflussenden Faktoren des Hochwassers 2002 und Ableitung eines mesoskaligen Abschätzungsmodells für Wohngebäudeschäden 51 Heckmann, T., Morche, D., Haas, F., Wichmann, V., Becht, M.: Auswirkungen eines extremen Niederschlagsereignisses auf ein alpines Gerinne und die angrenzenden Hänge 57

6 4 Herrmann, U., Suhr, U., Thieken, A., Vorogushyn, S., Lindenschmidt, K.-E.: Risikoanalyse für Extremhochwasser an der Elbe 61 Jaun, S., Walser, A., Zappa, M., Ahrens, B., Gurtz, J., Schär, C.: Ex-Post-Prognose des Augusthochwassers 2005 mittels probabilistischer Abflussvorhersage 67 Knab, G., Kühnapfel, B., Döring, S.: Extremes Hochwasser am Kaitzbach im August Anwendung verschiedener Modellansätze zur Problemanalyse 73 Nemmert, J., Rutschmann, P.: Bestimmung der Jährlichkeit von Hochwasser auslösenden Faktoren 79 Neumann, J., Weber, H.: Das BMBF-Projekt "Skalenbezogene Analyse hydrologischer und meteorologischer Zeitreihen" Bestimmung von Trends, Charakterisierung von Fluktuationen, stochastische Modellierung und Extremwertstatistik 83 Pakosch, S., Disse, M.: ASGi (WaSiM-ETH): Systematischer Vergleich des Topmodels- und Richards- Ansatzes für die ungesättigte Bodenzone 89 Pech, I., Apel, H., Thieken, A., Lindenschmidt, K.-E., Merz, B.: Risikobewertung extremer Hochwasser an der Freiberger Mulde/Sachsen 93 Pöhler, H., Dunger, V., Matschullat, J.: Landnutzungsänderungen und Hochwasserschutz im Osterzgebirge: Sinn und Unsinn der staatlichen Maßnahmeprogramme 97 Rieger, W., Pakosch, S., Disse, M.: Untersuchung der Abhängigkeit der Schiefe von der Einzugsgebietsgröße und der Geologie für extreme Hochwasserabflüsse 103 Schlüter, I., Schädler, G., Kottmeier, C.: Rekonstruktion extremer Niederschläge und Abschätzung ihrer Variabilität mit Hilfe numerischer Modelle 109 Schwandt, D., Keller, M., Krahe, P., Wilke, K., Heininger, P.: Die Informationsplattform Undine als Hilfsmittel für die Einordnung, Bewertung und Dokumentation hydrologischer Extreme 113

7 5 Reimer, E., Sodoudi, S.: Extreme Hochwasserabflüsse und Kumul-Schadenspotenziale im Bodegebiet Teilprojekt 2: Downscaling kontinuirlicher Niederschläge 117 Sommer, T., Eulitz, K.: Gekoppelte Modellierung der Interaktion von Grundwasser mit Hochwasser und Kanal-Abfluss 123 Thürmer, K., Hack, H.-P., Pörtge, K.-H., Rost, K. T., Spanknebel, G., Deutsch, M., Holzhey, R.: Methodenentwicklung zur verbesserten Vorhersage von extremen Hochwasserscheitelabflüssen auf Basis historischer Daten 129 Vorogushyn, S., Apel, H., Lindenschmidt, K.-E., Merz, B.: Coupling 1D hydrodynamic, dike breach and inundation models for flood risk assessment along the Elbe River 133 Zimmer, J., Tetzlaff, G., Raabe, A.: Modellgestützte Verfahren zur Abschätzung von Maximalniederschlägen in Gebirgen 135 Zschammer, C., Hunger, F., Schwarz, O.: Organisation, Durchführung und Management der Hochwasserschadensaufnahme und -beseitigung nach dem Augusthochwasser 2002 im Bereich der Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen (LTV), Betrieb Freiberger Mulde/ Zschopau (B FM/Z) 141 Themenblock Risikokommunikation: Bildung und Stärkung des Bewusstseins über hydrologisch bedingte Gefahren Assmann, A., Tinz, M.: Kopplung von Fernerkundungsinformationen mit Simulationsmodellen zur Unterstützung des Risikomanagements 147 Ehrler, K., Zehetmair, S., Hendel, E., Grünewald, U., Pohl, J., Wieczorrek, Y.: 7 Landkreise, 4 Bundesländer, 1 Fluss - Grenzüberschreitendes Handeln im Hochwasserrisikomanagement 151 Helms, M., Evdakov, O., Ihringer, J., Nestmann, F.: Entwicklung des Hochwasserrisikos an der Küste des Kaspischen Meeres 155

8 6 Macher, C., Binder, F., Lücke, F.: Beitrag der Forstwirtschaft zum vorbeugenden Hochwasserschutz an Gewässern 3. Ordnung - Eine Simulationsstudie an der Paar 159 Moder, M., Mojssetschuk, V.: Risikomanagement beim Frühjahrshochwasser 2005 an der Elbe im Regierungsbezirk Dresden 161 Seegert, J., Bernhofer, C., Schanze, J., Siemens, K.: Internationales Lehrmodul FLOODmaster Integrated Flood Risk Management of Extreme Events 165 Vogt, R.: Bewusstseinsbildung für Hochwassergefahren und den Hochwasserschutz in Köln 171 Weichel, T., Schulz, K., Haase, D.: Effektive Ansätze zur Beschreibung des Hochwasserrisikos urbaner Räume 177 Zimmermann, A., Willems, W.: Ausweisung von Überflutungsflächen und Ermittlung von Schadenspotenzial- Verteilungen 181 Themenblock Frühwarnung, Vorhersage und operationelles Management extremer hydrologischer Ereignisse Fiener, P.: Management lokaler hydrologischer Extremereignisse durch angepasste landwirtschaftliche Nutzung 185 Hatzfeld, F., Friedeheim, K., Kubik, A., Einfalt, T., Seltmann, J., Wagner, A., Castro, D., Frerichs, S.: Vorhersage und Management von Sturzfluten in urbanen Gebieten (URBAS) 191 Krahe, P., Holzhauer, V., Tinz, M., Assmann, A., Bliefernicht, J., Daamen, K., Kunz, M., Meinel, G., Rademacher, S.: Hochwasservorhersage und Hochwasserrisikomanagement im bayerischen Donaugebiet Erste Ergebnisse des EU-Projektes PREVIEW 197

9 7 Lechthaler, E., Dietrich, J., Voß, F., Schumann, A., Trepte, S.: Entwicklung eines Systems für das operationelle Hochwassermanagement unter Einbeziehung von Ensemblevorhersagen am Beispiel der Mulde 201 Lindenschmidt, K.-E., Fleischbein, K., Petrow, T., Vorogushyn, S., Merz, B.: Concept for provision management of extreme floods in large river basins using a computer modelling system 205 Prien, K.-J., Büttner, M.: Risikomanagement von Mehrzwecktalsperren in extremen Trockenperioden am Beispiel der Aabachtalsperre 209 Reimer, E., Pawlowsky-Reusing, E.: Analyse von Niederschlagsextremen zur Verbesserung der Steuerung der Abwasserförderung in Berlin 213 Sieber, A., Badde, U., Bremicker, M.: Entwicklung eines Hochwasserfrühwarnsystems für kleine Einzugsgebiete 217 Wachter, K., Ramos, M.-H., Thielen, J., Bartholmes, J., Ad de Roo: August Hochwasser 2005 Prognoseergebnisse des European Flood Alert Systems EFAS 223 Zappa, M., Werhahn, J., Zhi Hong, S., Baumgartner, M., Gurtz, J., Kunstmann, H., Schädler, B.: Vermittlung von Know-how zur Verbesserung der Hochwasservorhersage im Yangtze-Einzugsgebiet des Drei-Schluchten-Stausees (China) 227 Themenblock Sicherheit technischer Schutzanlagen, risikobasierte Bemessung Anhalt, M., Meon, G., Meyer, S.: Fortschritte bei der Anwendung von risikobasierten Verfahren zur Abschätzung der Hochwassersicherheiten wasserbaulicher Anlagen 231 Ebner von Eschenbach, A.-D., Haberlandt, U.: Stochastische Niederschläge für die deterministische Ermittlung von Hochwasserabflüssen 235 Haselsteiner, R., Strobl, T.: Rahmenbedingungen und Methoden der Deichertüchtigung in Bayern 241

10 8 Herrmann, U.; Lehmann, T.: Entwicklung einer selbst dichtenden Wassersperre für Fenster und Türen 245 Höfer, J., Ihringer, J.: Einflussfaktoren auf die Durchströmung und Standsicherheit von Deichen während Hochwassereinstau 253 Verzeichnis der Autoren 257

11 9 Inhaltsverzeichnis B a n d 1 Band 1 und Band 2 Vorträge, Band 3 Poster V o r t r ä g e Themenblock Dokumentation und Analyse extremer hydrologischer Ereignisse Petrascheck, A.: Die Hochwasser vom August 2005 Bewährungsprobe für den Schweizer Hochwasserschutz 15 Frank, C., Copien, C., Becht, M.: Naturgefahren im bayerischen Alpenraum Analyse historischer Quellen zur Beurteilung des Gefahrenpotentials 25 Braun, L. N., Weber M.: Hochwässer in vergletscherten alpinen Einzugsgebieten 37 Dostal, P., Bürger, K., Imbery, F., Seidel, J.: Rekonstruktion und Analyse des Neckarhochwassers 1824 zur Integration in ein aktuelles Hochwasserrisikomanagement 49 Deutsch, M., Grünewald, U., Rost, K. T.: Historische Hochwassermarken Ausgangssituation, Probleme und Möglichkeiten bei der heutigen Nutzung 59 Müller, G., Godina, R.: Das Extremhochwasser im August 2005 in Österreich ein Indiz für einen Trend? 71 Haberlandt, U.: Räumliche Interpolation von Kurzzeitniederschlägen aus Bodenmessungen und Radar am Beispiel des Elbehochwassers Meißner, D., Hammer, M., Busch, N., Engel, H.,: Nachweis von Hochwasserrückhaltemaßnahmen zur Minderung extremer Rheinhochwasserstände gemäß Aktionsplan Hochwasser der Internationalen Kommission zum Schutz des Rheins 95 Jensen, J., Mudersbach, C.: Untersuchungen zu extremen Sturmflutereignissen an der Deutschen Nordseeküste 109 Pakosch, S., Bárdossy, A., Brommundt, J.: Analyse extremer Hochwasserabflüsse unter instationären Klimabedingungen 121

12 10 Lange, J., Hänsler, A., Hugenschmidt, C.: Hydrologische Prozessforschung bei Niedrigwasser in bewaldeten Einzugsgebieten Einblick in die Funktionsweise bei extremen Dürreereignissen 133 Themenblock Risikokommunikation: Bildung und Stärkung des Bewusstseins über hydrologisch bedingte Gefahren Plate, E.J.: Hydrologische Aufgaben beim Management von Hochwasser 143 Garrelts, H., Lange, H.: Bildung und Stärkung des Bewusstseins über hydrologisch bedingte Gefahren in Zeiten gesellschaftlichen Wandels 159 Geisenhofer, P., Blasczyk-Höfling, H.: Kommunikations- und Katastrophenschutzkonzepte für Einwohner im Mangfalltal 171 Fischer, M., Schindler, M., Strobl, T.: Retention zur rechten Zeit 179 Kron, W.: Extremes Wetter - Von Rekorden zur Risikovorsorge 191 Müller, U.: Der sächsische Weg zur Verbesserung des Hochwasserschutzes Ereignisanalyse, Hochwasserschutzkonzepte, Risikokommunikation, Prävention 205 Hauschild, A., Kamrath, P., Patzke, S., Schumann, A., Köngeter, J.: Entwicklung eines integrativen und interdisziplinären Planungssystems zum Hochwasserschutz am Beispiel des Flussgebiets der Unstrut 217 Wagner, K.: Gefahren- und Risikokarten Informationstool oder Stein des Anstoßes!? 231 Pörtge, K.-H., Deutsch, M.: Wir sollten daraus lernen! Vorschläge und Maßnahmen zur Risikominderung angesichts schwerer Hochwasser ( ) 243 Verzeichnis der Autoren 255

13 11 Inhaltsverzeichnis B a n d 2 Band 1 und Band 2 Vorträge, Band 3 Poster V o r t r ä g e Themenblock Frühwarnung, Vorhersage und operationelles Management extremer hydrologischer Ereignisse Blöschl, G., Reszler, C., Komma, J., Parajka, J.: Möglichkeiten und Grenzen der Frühwarnung und Vorhersage von extremen hydrologischen Ereignissen 15 Schulz, W., Badde, U., Bremicker, M.: Operationelle Vorhersage von Niedrigwasserabflüssen in Baden-Württemberg 25 Becker, M., Meyer, I.: Hochwasser August 2005 in Bayern aus hydrologischer Sicht 37 Bliefernicht, J., Bárdossy, A.: Probabilistische Vorhersage des täglichen Gebietsniederschlages unter Berücksichtigung extremer Ereignisse 49 Ackermann, D., Rogge, B., Gantert, C.: Frühwarnsystem vor Binnenhochwasser für die Freie und Hansestadt Hamburg 61 Ehret, U.; Schmid, M.: Hochwassermanagement am Forggensee Analyse der Steuerung beim Augusthochwasser 2005 und Bewertung von Programmen zur Optimierung der Hochwasserbewirtschaftung 75 Bormann, H.: Verbesserung der Prognosequalität hydrologischer Modelle durch den Einsatz von Modell-Ensembles für die Simulation von Hochwasserereignissen 87 Büchele, B., Helms, M., Mikovec, R., Ihringer, J., Nestmann, F.: Hydrologische Modellierung für das operationelle Hochwassermanagement in großen Flussgebieten (Beispiel Elbe) 99 Kunstmann, H., Marx, A., Werhahn, J.; Bardossy, A.; Seltmann, J.: Hochwasservorhersage in alpinen Einzugsgebieten mittels Kombination von operationellen meteorologischen Modellen und Abflussmodellen 111

14 12 Kern, U.; Keller, T., Huber, P., Werner, H., Simmer, C., Meetschen, D., Buchholz, O., Sacher, H., Paul, R.-D.: Fernerkundungsgestütztes Hochwasservorhersage- und Informationssystem für das Erfteinzugsgebiet (HowisErft) 125 Casper, M., Herbst, M., Grundmann, J.: Untersuchungen zur Modellierung von Extremereignissen mit Niederschlags-Abfluss- Modellen 137 Schmitz, G. H.; Liedl, R., Grundmann, J.: Abflussbildung im Spiegel der meteorologischen Vorhersageunsicherheit und ihre Konsequenzen für die Hochwasservorhersage 149 Overhoff, G.: Hochwasser August 2005 Hochwassermanagement am Sylvensteinspeicher und der Mittleren Isar 157 Siedschlag, S., Keil, M.: Zeitnahe Messung und Übertragung hydrologischer Daten in Extremsituationen 169 Richmann, A., Jüpner, R.: Notwendigkeit einer anforderungsgerechten Datengrundlage für ein GIS- und CMSgestütztes operationelles kommunales Hochwassermanagementsystem 177 Zappa, M., Rhyner, J., Gerber, M., Egli, L., Stöckli, U., Hegg, C.: IFIKIS-HYDRO MountainFloodWatch Eine endbenutzer-orientierte Plattform für Hochwasserwarnung 189 Yörük, A., Schankat, M., Disse, M.: Vergleich von verschieden komplexen hydrodynamisch-numerischen Modellen hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten im Hochwassermanagement 201 Ostrowski, M., Fröhlich, F: Ansätze zur ökologisch orientierten Bewirtschaftung von Hochwasserschutzräumen in Talsperren 213 Einfalt, T., Chumchean, S., Mark, O., Suppataratarn, P.: Das Hochwasservorhersagesystem in Bangkok 225

15 13 Themenblock Sicherheit technischer Schutzanlagen, risikobasierte Bemessung Matz, S., Pätsch, M., Larsen, O.: Regionale Gefährdungsabschätzung an der Elbe durch hydraulisch/ hydrologische Analyse extremer Ereignisse 237 Thieken, A., Kreibich, H., Müller, M., Merz, B.: Schäden in Privathaushalten während des August-Hochwassers 2002: Analyse von Einflussfaktoren und Konsequenzen für die Modellbildung 245 Klein, B., Schumann, A.: Generierung von mehrgipfligen Bemessungsganglinien für die Hochwasserbemessung von Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken 255 Höhne, U., Walther, P., Müller, U.: Ereignisanalyse Hochwasser 2002 in Sachsen Lehren und Umsetzung 267 Merz, R., Blöschl, G., Hofer, M., Humer, G.: Hydrologische Regionalisierung im HORA-Projekt (HOchwasserRisikozonierung Austria) 279 Kleinhans, A., Weber, H.: Hochwasserschutzplanung und Klimawandel Die Fallstudie Fränkische Saale im Rahmen des EU-Vorhabens ESPACE 291 Grünewald, U.: Kann der Schlüssel zur wasserwirtschaftlichen Zukunft allein in der relativ kurz beobachteten Vergangenheit gesucht werden? 303 Verzeichnis der Autoren 315

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17 15 Flood risk assessment and associated uncertainty for river reaches Heiko Apel, Annegret Thieken, Bruno Merz Abstract This study aims at the development of a modelling system for probabilistic flood risk assessments of a complete river reach. The basic concept is to map the complete chain of flood causing processes (hydrological load - routing in the river network - tributary input - possible levee failures - inundation - resulting damage) with relatively simple but computational efficient models, with an emphasis on an approximation of a continuous test for levee failures along the reach. These models are embedded in a Monte-Carlo simulation framework consisting of two layers: The first layer quantifies the flood risk in terms of a flood risk curve for the complete reach, whereas the second layer aims at an uncertainty assessment of the risk estimation. This is achieved by calculating uncertainty distributions for specified return intervals, which are consequently used to construct uncertainty bounds associated to the risk curves. The system was applied to a reach of the Lower Rhine in Germany from Cologne to Rees at the Dutch-German border. Using two different sets of input data, the recorded annual maximum discharge series at Cologne for the years and a maximum series extended to a period of 1000 years with synthetically generated discharges, it could be shown that a) the system is able to derive realistic flood frequency curves, representing the storage effects of flood plains, b) it is able to perform a risk assessment on spatially distributed asset values, and c) it gives an uncertainty estimate in addition to the risk assessment. The system can be used to estimate the uncertainty reduction when additional data are used. The main drawback of the system is, in spite of the computational efficient models, the large effort in data preparation and hydraulic simulation that has to be put in the pre-processing works. 1. Introduction Flood risk assessments are valuable tools for risk management plans, regional planning and insurance companies. However, risk assessments on a larger scale, e.g. a complete river reach, are scarce and are usually based on static inundation scenarios. These static scenarios assume a uniform return interval of discharges along the complete reach, which is an assumption far from reality for large river reaches. We therefore propose a probabilistic model system in order to derive risk assessments closer to real flooding conditions. In this model system the flood causing processes are mapped with simple, but process-oriented models, which are embedded in a Monte Carlo (MC) framework. The MC framework is organised in two layers, where the first layer assesses the actual risk in terms of aggregated risk curves for the river reach, and the second layer quantifies the uncertainties associated to the risk assessment. The uncertainty assessment is based on parameter uncertainties and is expressed in terms of confidence bounds to the risk curves.

18 16 2. Investigation area and input data The model system was developed and applied to the Lower Rhine between Cologne and Rees near the Dutch-German border. The basic data set is the annual maximum discharge series of the gauge Cologne for the period This data set was extended using synthetic flood events published in (LAMMERSEN 2004) and used for the extension of the recorded series (DVWK 1999). 3. Methods The risk analysis is based on the following components representing the physical processes of flood events as well as the vulnerability of the affected area: Hydrological load of the Rhine and of the tributaries, flood routing, levee failure and outflow through levee breach and finally the damage estimation. A detailed description of the modules can be found in (APEL et al. 2004; APEL et al. 2006), except the newly developed levee failure module, which is described briefly in the following section. 3.1 Levee failure In order to consider levee failures along the complete reach, we derived potential model breach locations on the basis of similar inundation areas. The method consists of the following steps: 1. 2D-inundation simulations due to levee breaching were performed every flow kilometre on both sides of the river. The breach width was set to 100 m and the breach depth to the levee foot. A constant breach outflow was assumed approximating the outflow in case of river discharges at levee crest height. The breach outflow was calculated with a standard formula for broad crested weirs. 2. The inundated areas of the single breach events were compared and grouped according to the similarity of the inundation areas. Each of these groups represents a model breach location, where the model breach is located in the midpoint of the levee section of the group. By this procedure 41 model breach locations were identified on both sides of the river along the complete reach. During a single model run each breach location was tested for failure caused by overtopping in downstream order Results Figures 1 and 2 show the results of the modelling system in terms of derived flood frequency curves at the output gauge Rees (Figure 1) and risk curves for the complete reach (Figure 2). The risk curves exemplarily show insured risks based on an insurance portfolio provided by AON Re insurance broker, Hamburg. The derived flood frequency at Rees exhibits an asymptotic behaviour reflecting the mitigating effect of flood plain inundation on maximum discharges. This reasonable hydrological behaviour cannot be reproduced by extreme value statistics, as shown in Figure 1. The effect of the longer data series is best observed in the risk curves. Using the extended data series damages commence at return intervals > 400 a, whereas the results from the short series suggest a protection level of approx. 750 a, which is rather unrealistic.

19 17 Another important effect of the extended series is the reduced uncertainty in both derived flood frequency and risk assessment, as shown in Figure 3. This can be attributed to the better fit of the distribution function of the extreme value statistics to the extended data series Q [m 3 /s] synth. series, BR=random 8000 synth. series, BR=50m synth. series, BR=100m 6000 short series, BR=random short series, BR=50m 4000 short series, BR=100m GEV Rees Pearson3 Rees Plotting Positions Rees T [a] Fig. 1: Model output: derived flood frequency curve at Rees for the recorded/synthetic year AMS and the AMS for different breach width scenarios BR; for comparison the fit of GEV and Pearson 3 distributions to the annual maximum discharge series at Rees for the years is given. insured damage [Mio. ] synth. series, BR = random synth. series, BR = 50m synth. series, BR = 100m short series, BR = random short series, BR = 50m short series, BR = 100m T [a] Fig. 2: Risk curves for the Lower Rhine in terms of insured damages for the 1000-year recorded/synthetic AMS and the AMS for different breach width scenarios BR.

20 Discussion The advantages and drawbacks of the model system are summarised as follows: Advantages The risk assessment is based on statistical AND process-oriented simulation models. Realistic, i.e. hydrologically reasonable flood frequency statistics are derived for locations within the river reach, taking into account the peak-reducing effect of levee breaching and floodplain inundation. A cumulated risk assessment for the complete river reach based on realistic inundations scenarios could be performed. A continuous testing for levee failures in the Monte Carlo framework along the complete reach could be achieved by derivation of model breach locations and associated inundation tables. Uncertainty bounds are provided even for large return intervals Drawbacks Considerable amount of data is required, which is sometimes hard to obtain, esp. levee data. Time consuming pre-processing works, e.g. 2D-hydraulic simulations. Not all possible uncertainty sources could be considered in the calculations, because data required for the quantification of uncertainty sources are often lacking. Damage [Mio. ] Damage [Mio. ] Damage [Mio. ] BR = 50m % c.i. c.i. data points BR = 100m % c.i. c.i. data points 500 BR = random 95% c.i. c.i. data points T [a] Damage [Mio. ] Damage [Mio. ] Damage [Mio. ] BR = 50m % c.i. c.i. data points BR = 100m % c.i. c.i. data points 500 BR = random 95% c.i. c.i. data points T [a] Fig. 3: Uncertainty assessment for the risk curves for [a] the 1000-year recorded/synthetic AMS and [b] the AMS for different breach width scenarios BR.

21 19 Literature APEL, H., A. THIEKEN, B. MERZ & G. BLÖSCHL (2006). A Probabilistic Modelling System for Assessing Flood Risks. Natural Hazards 38(1-2): APEL, H., A. THIEKEN, B. MERZ & G. BLÖSCHL (2004). Flood risk assessment and associated uncertainty. Natural Hazards and Earth System Science 4(2): DVWK (1999). Statistische Analyse von Hochwasserabflüssen. Bonn, Kommissionsvertrieb Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbh. LAMMERSEN, R. (2004). Grenzüberschreitende Auswirkungen von extremem Hochwasser am Niederrhein, Abschlussbericht. Düsseldorf, Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen (MURL).

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23 21 Modellierung der zweidimensionalen Strömungsverhältnisse in urbanen Gebieten in der Region Bitterfeld Olaf Büttner, Michael Böhme, Burkhard Sonnabend, Cornelia Gläßer, Michael Rode Zusammenfassung Im Bereich der vereinigten Mulde werden ca. 50 km² zwischen Muldestausee Unterpegel und Pegel Priorau mit einem zweidimensionalen hydraulischen Modell betrachtet. Das Gebiet wird in neun verschiedene Rechengebiete aufgeteilt, die unterschiedlich hoch aufgelöst modelliert werden. Erste Ergebnisse werden für das Gebiet vorgestellt, dass durch den Anstieg des Wassers im ehemaligen Tagebausee Goitzsche überflutet wurde. Als Randbedingungen wurden die Wasserstände des extremen Hochwassers vom August 2002 gewählt. 1. Einführung Im Rahmen der BMBF Fördermaßnahme Risikomanagement extremer Hochwasserereignisse (RIMAX) wird das Verbundprojekt Entwicklung eines Schadstoffausbreitungsmodells zur stoffbezogenen Risikoanalyse und -bewertung extremer Hochwasserereignisse am Beispiel des Landkreises und der Stadt Bitterfeld ( gefördert. Darin sollen alle wichtigen Modellkomponenten Hydraulik, Sedimenttransport, das vom Sedimenttransport abhängige Verhalten verschiedener Schadstoffe, eine Risikobewertung enthalten und miteinander gekoppelt werden. Eine Grundlage des Schadstoffausbreitungsmodells bilden die Strömungsgeschwindigkeiten und Wasserspiegellagen in den definierten Untersuchungsgebieten. In diesem Beitrag soll das Konzept für die hydraulische Modellierung vorgestellt werden. 2. Material und Methoden Das Untersuchungsgebiet umfasst eine Fläche von rund 50 km² und erstreckt sich entlang der Mulde. Es reicht vom Unterpegel des Muldestausees (Muldekilometer 43.5) bis zum Pegel Priorau (Muldekilometer 24). Das Kerngebiet der Modellierung bilden die unterhalb des Muldestausees in den potentiellen Überflutungsgebieten der Mulde gelegenen Industriestandorte Bitterfeld und Wolfen sowie weitere Ortschaften innerhalb der Muldeaue. Das Untersuchungsgebiet wurde in verschieden hoch aufgelöste Modellgebiete zerlegt (Tabelle 1), die hydraulisch nicht unbedingt miteinander verbunden sein müssen. Randbedingungen und Detaillierungsgrad (Auflösung) des Modellgebietes werden durch die Szenarien bestimmt. Für jedes der Modellgebiete M1 bis M9 wird ein zunächst eigenständiges zweidimensionales Modell aufgebaut, kalibriert und validiert. Eine Kopplung der verschiedenen Modellgebiete kann später über die Randbedingungen erfolgen, so dass beispielsweise die Ergebnisse (Durchflüsse oder Wasserstände) von M4 als Inputgröße für das feiner aufgelöste M1 genutzt werden können.

24 22 Tab. 1: Übersicht über die Aufteilung des Kernuntersuchungsgebietes (43 km²) Modellgebiet M1 M2 Beschreibung Stadtgebiet Bitterfeld östlich der Leine bis zum Goitzschesee Stadtgebiet westlich der Leine, östlich der Bahntrasse Fläche in km² Überflutete Fläche August ,7 90% Hoch 2,9 10% Mittel Auflösung des Rechengitters M3 Ausschnitt aus Stadtgebiet Bitterfeld 100% Hoch M4 M5 Muldeaue, begrenzt von B100(Südosten), Muldedeich(Nordwesten), Bahnlinie(im Norden) Muldeaue vom Muldestausee bis Pegel Priorau 4,0 70% Niedrig 25,4 95% Niedrig M6 Chemiepark Bitterfeld östlich der Bahnlinie 1,9 über- nicht flutet Mittel M7 3,6 über- nicht flutet Greppin, begrenzt von Bahnlinie und Muldedeich Mittel M8 Raguhn 2,1 100% Mittel M9 Jessnitz 1,4 100% Mittel Der Anteil der Modellgebiete, der vom Augusthochwasser betroffen war, wurde durch Verschneiden mit den in HAASE (2003) angegebenen Überschwemmungsflächen bestimmt. Zum Aufbau der Modellgebiete stehen flächendeckend zur Verfügung: Digitales Geländemodell (DGM) und digitales Höhenmodell (DHM) in 1m Auflösung aus einer Laserscanningbefliegung (Quelle: Landesamt für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft Sachsen-Anhalt (LHW LSA)) Color Infrarot (CIR) Aufnahmen sowie RGB Bilder (LHW LSA) Topographische Karten, digital in verschiedenen Maßstäben (wurden zentral von der RIMAX Koordinierungsstelle zur Verfügung gestellt) Biotoptypenkartierung (Landesamt für Umweltschutz Sachsen-Anhalt, 1992) Satellitenbild (Landsat-7ETM vom , UFZ) Luftbildaufnahmen vom , georeferenziert und aufgearbeitet innerhalb des adhoc-hochwasserprojektes (LHW LSA und HAASE, 2003) GIS Grundlagendaten (LHW LSA) Alle raumbezogenen Daten wurden auf einem GIS-Server zusammengeführt und werden mit ArcGis verwaltet und weiter bearbeitet (Abbildung 1, links). Die zweidimensionalen Strömungsgeschwindigkeiten und Wasserspiegellagen werden unter Nutzung des TELEMAC - Modellsystems berechnet. TELEMAC löst die tiefengemittelten

25 23 Navier-Stokes Gleichungen unter der Annahme der hydrostatischen Druckverteilung. (Hervouet 2000). Zur Gittergenerierung wird das Programmpaket JANET (SMILECONSULT 2006) eingesetzt. Abb. 1: Die schematische Darstellung der verfügbaren Informationen zur Erstellung des Modellgebietes M1 (links) und Ausschnitt aus dem Rechengitter M1 (rechts). In einem ersten Schritt wurden die Modellgebiete M1 und M4 (Tabelle 1) mit einem groben regelmäßigen Gitter diskretisiert. Das Gitter enthält ca Elemente mit einer durchschnittlichen Elementgröße von 1250 m². Anschließend wurde das Stadtgebiet M1 feiner als M4 aufgelöst (Abbildung 1 rechts, Kantenlänge der Elemente ca. 30m, Elementgröße m²), jedoch wurden Häuser und Straßen noch nicht als Bruchkanten im FE-Netz berücksichtigt. Im Folgenden wird das Szenario M4a betrachtet: In Folge von Dammbrüchen und des dadurch einströmenden Muldewassers steigt der Pegel des Tagebaurestsees Goitzsche an. In der Nacht zum breitet sich das Wasser über die Muldeaue (M4) aus und überflutet das Stadtgebiet von Bitterfeld östlich der Leine (M1). Dies entspricht dem tatsächlichen Verlauf der Ereignisse während des Hochwassers vom August 2002 (LMBV, 2006). Als Randbedingung wird dabei der Wasserstand des Goitzschepegels gewählt. Weitere Szenarien werden innerhalb des Verbundprojektes diskutiert und werden nach Festlegung der Randbedingungen gerechnet. 3. Ergebnisse und Diskussion Für das Modellgebiet M4 wurde das Szenario M4a berechnet. Der Verlauf der Überflutung entspricht qualitativ dem tatsächlichen Geschehen. Die höchsten Geschwindigkeiten finden sich im Bereich der alten Flutrinnen und in den Bereichen, in denen die B100 überströmt wurde. Im Modell wurden für den letzteren Bereich Geschwindigkeiten zwischen 0.9 und 1.3 m/s berechnet. Abschätzungen von Experten vor Ort (LMBV 2006) gehen von Geschwindigkeiten um 1 m/s aus. Auf der Basis der Schätzungen kamen die Fachleute auf einen Zustrom von 160 m³/s, die Berechnung liefert eine Rate von 225 m³/s. Die maximalen Überflutungstie-

26 24 fen finden sich naturgemäß in den Flutrinnen, außerhalb dieser waren die normalerweise trockenen Flächen in Abhängigkeit von der Geländehöhe bis zu 2 m überstaut. Innerhalb des Stadtgebietes von Bitterfeld (M1) lagen die maximal berechneten Strömungsgeschwindigkeiten bei bis zu 1.2 m/s im Bereich von Gräben, die eine natürliche hydraulische Verbindung zwischen Aue und Stadtgebiet bilden. Die berechneten Geschwindigkeiten betragen innerhalb der Stadt bis zu 0.8 m/s. Sie sinken in dem Maße, wie sich das Stadtgebiet mit Wasser füllt und die Wasserspiegellage sich mit der der Aue und des Goitzschesees angleicht. Nach Erreichen eines quasi stationären Zustandes bei einem Wasserstand von 78.5 mnn befinden sich ca. 2.5 Mio. m³ Wasser im Gebiet M1. Da es sich bei den vorliegenden Berechnungen um Simulationen extremer Hochwässer handelt, gestaltet sich die Kalibrierung schwierig. Im gegenwärtigen Arbeitsstand wurde die Modellüberprüfung nur grob (nass oder trocken) an Hand einzeln vorliegender Luftbilder vorgenommen. Dabei zeigte sich trotz des groben Gitters bereits eine gute Übereinstimmung bei den auf den Luftbildern erkennbaren Objekten. Eingemessene Hochwassermarken innerhalb des Stadtgebietes liegen bisher nicht vor. Für den Auenbereich werden die Ausuferungsgrenzen, die mit Satellitenaufnahmen verglichen werden, als Maß für die Güte der Modellierung betrachtet. 4. Ausblick Das Szenario M4a umfasst nur die Flutung der Gebiete M1 und M4. Der Ablauf des Wassers wurde bisher nicht betrachtet, spielt aber für die Verteilung der Schadstoffe eine Rolle. Da es hydraulisch keinen oberirdischen Abfluß aus dem Stadtgebiet gibt, bleibt das Wasser so lange im Gebiet, bis es ggf. durch die Kanalisation abgelaufen oder verdunstet bzw. im Boden versickert ist. Diese Prozesse wurden bisher nicht berücksichtigt, können jedoch über einfache Raten pro Knoten oder Element Eingang in das Modell finden. Zur Erstellung der Netze für das FE - Verfahren werden die Gebäudegrenzen erfasst und unter verschiedenen Gesichtspunkten verallgemeinert, um die Auswirkungen auf die Berechnungsergebnisse abzuschätzen. Die Häuserkanten und Straßenzüge sollen nun als Bruchkanten in den Gittern berücksichtigt werden. Neben der Verbesserung der Aussagen bezüglich der Rechengebiete M1 und M4 wird der nächste Arbeitsschwerpunkt auf die Erstellung des Rechengebietes M5 gelegt.

27 25 Literatur HAASE, D., T. WEICHEL, M. VOLK, C. GLÄßER, B. BIRGER, D. ZOBER, P. REINARTZ, T. HEEGE, R. MÜLLER & M. SCHRÖDER (2003): Flächenhafte Erfassung der Hochwassergebiete mittels Fernerkundungsdaten. IN: Geller, W. et al. (Hrsg.): Schadstoffbelastungen nach dem Elbe-Hochwasser 2002, Endbericht des BMBF-Ad-hoc- Verbundprojektes, Magdeburg, S , ISBN HERVOUET J. (2000): TELEMAC modelling system: an overview. Hydrological Processes 14: LANDESAMT FÜR UMWELTSCHUTZ SACHSEN-ANHALT (1992): Katalog der Biotoptypen und Nutzungstypen für die CIR-luftbildgestützte Biotoptypenkartierung im Land Sachsen-Anhalt, Berichte des Landesamtes für Umweltschutz Sachsen-Anhalt, 1992 Heft 4, ISSN LMBV (2006): Sanierungsgebiet Goitzsche. Bericht zum Hochwasserereignis 2002, Broschüre, 62 Seiten SMILECONSULT (2006):

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29 27 Die Dynamisierung der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt (Projektträger: Freistaat Bayern, vertreten durch das Wasserwirtschaftsamt Ingolstadt) und das Aueninstitut Neuburg an der Donau (Träger: Landkreis Neuburg-Schrobenhausen) Bernd Cyffka, Florian Haas Zusammenfassung Mit dem Projekt Dynamisierung der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt durch den Freistaat Bayern als Projektträger (vertreten durch das Wasserwirtschaftsamt Ingolstadt) soll mit Fördergeldern der EU der von der Donau weitgehend abgekoppelte Auwald mit einer Fläche von ha durch eine kontinuierliche Ausleitung von Wasser aus der Donau mit 2-5 m³/s in Teilen wiederbelebt, also dynamisiert werden. Neben der kontinuierlichen Ausleitung soll durch gezielte ökologische Flutungen während Hochwasserereignissen die hydrologische und morphologische Dynamik der Auengewässer angeregt werden. Um dieses Projekt mit europäischer Dimension zu begleiten und dabei eine Kompetenz im Bereich Verbesserung stauregulierter Flüsse zu erreichen und EU-weit zur Verfügung zu stellen, soll das Auenzentrum Neuburg aufgebaut werden. Einen wichtigen Teil dieses Zentrums, das seinen Platz direkt in der Aue im Wittelsbacher Schloss Grünau haben soll, stellt das Aueninstitut Neuburg dar. Seine Aufgaben sind neben der Beweissicherung vor allem die wissenschaftlichen Begleituntersuchungen zu dem Projekt. So sollen die durch die Veränderung in der Aue hervorgerufenen Prozesse genauestens dokumentiert werden, um als Basis für künftige Projekte an großen stauregulierten Flüssen zur Verfügung zu stehen. 1. Einleitung Flüsse und die ihnen angrenzenden Auen wurden seit Beginn des 19. Jahrhunderts durch zunehmende anthropogene Nutzung in ihrer Gestalt stark verändert. Durch Begradigung und Landgewinnung wurden an den Flüssen starke Korrekturen durchgeführt (KONOLD1994; JÜRGING 2001). Hierdurch kam es zu einer Entkoppelung des Flusses von seiner Umgebung. Besonders stark von dieser Entwicklung waren und sind die Auwälder, also die natürlichen Überflutungsbereiche der Flüsse, betroffen. Der Verlust dieser Flächen durch Bebauung oder durch landwirtschaftliche Nutzung spielt dabei eine wichtige Rolle für den Hochwasserschutz, da diese natürlichen Retentionsräume bei Hochwasser meist nicht mehr zur Verfügung stehen. Durch das Ausbleiben der regelmäßigen Überflutungen während Hochwässern fehlt aber gleichzeitig den Auwälder die für dieses sensible Ökosystem nötige Dynamik (WWF-AUENINSTITUT 1997). Dies führte in der Folge zum Verlust von wichtigen Lebensräumen für Flora und Fauna und damit zu einer ökologischen Abwertung dieser Räume (PATT et al. 1998). Um diesen negativen Auswirkungen entgegenzutreten, hat in den letzten Jahren zum Teil ein Sinneswandel stattgefunden, der dazu führte, dass über den Zustand der Gewässer in der Europäischen Union nachgedacht wurde (MCDONALD et al. 2004). In der Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union heißt es zu den Zielen:...Vermeidung einer weiteren Ver-

30 28 schlechterung sowie Schutz und Verbesserung des Zustands der aquatischen Ökosysteme und der direkt von ihnen abhängenden Landökosysteme und Feuchtgebiete im Hinblick auf deren Wasserhaushalt,... (EUROPÄISCHE UNION 2000) Ein Vorhaben zur Verbesserung des Zustandes eines Flussgebietes und seines Umlandes im Sinne der oben angeführten EU Richtlinie wird nun nach jahrelanger Planung in großem Rahmen an der Donau zwischen Neuburg und Ingolstadt vollzogen, wobei auf einer Fläche von ha der Auwald wieder an die natürliche Dynamik der Donau angeschlossen wird. Folgender Aufsatz soll einen kurzen Überblick über die Dynamisierungspläne und die damit verbundenen Maßnahmen geben. 2. Projektgebiet und geplante Maßnahmen 2.1 Projektgebiet Das Projektgebiet liegt an der Donau zwischen Flusskilometer 2471 und 2465 und zwischen den Städten Neuburg a.d. Donau und Ingolstadt. Hier hat sich auf einer Fläche von 1200 ha einer der größten zusammenhängenden Hartholzauwälder Mitteleuropas erhalten, der allerdings durch Begradigung und den Bau zweier Staustufen zur Stromgewinnung weitgehend von der Donau abgekoppelt wurde und so seine natürliche Dynamik verloren hat (REGIE- RUNG VON OBERBAYERN 2001). Zwar wird der Bereich während großer Hochwässer (Jährlichkeit > 5 a) immer noch überflutet, aber kleinere Hochwässer oder gar ein dauerhaftes Fließgewässer sind nicht zu verzeichnen (RMD CONSULT 2004). Dieser Umstand führte zu einem Verlust der Durchgängigkeit der Donau auf einem großen Abschnitt und zu einer Veränderung des Lebensraumes Auwald. Abb. 1: Ausschnitt des Projektgebietes und Lage der geplanten Maßnahmen 2.2 Geplante Maßnahmen Wie Abbildung 1 zeigt haben sich auf dem Gebiet östlich von Neuburg nicht nur große Flächen Wald erhalten, sondern auch die alten Gerinnestrukturen (Flussschlingen), wie sie vor

31 29 der Begradigung durch die Donau angelegt wurden, sind noch immer deutlich sichtbar. Dieser alte Donaulauf soll durch das Projekt wieder aktiviert werden, um ein dauerhaft fließendes Gerinne um die Staustufe herum zu schaffen. Zusätzlich soll der Aue durch mehrmalige ökologische Flutungen (30 m 3 /s bei einem Abfluss der Donau zwischen 600 und 1000 m 3 /s) eine größere Dynamik zugestanden werden (RMD CONSULT 2004), die für eine funktionierende Aue im Bereich des Grund- und Oberflächenwassers, aber auch der Morphologie nötig ist. Um die kontinuierliche Ausleitung und die episodischen Überflutungen gezielt durchführen zu können, ist die Errichtung von Ausleitungsbauwerken zwingend erforderlich. Dabei kann das Projektgebiet grob in zwei Teilbereiche untergliedert werden: Der erste Abschnitt erstreckt sich vom Stauraum der Staustufe Bergheim bis zur Straße ST Hier werden zwei Ausleitungsbauwerke errichtet. Das eine erlaubt es, kontrolliert bis zu 5 m 3 /s aus der Donau in den Auwald fließen zu lassen. Das andere schafft die Möglichkeit, die für die ökologischen Flutungen nötigen bis zu 30 m 3 /s in das neue Gerinne auszuleiten. Im Verlauf wird dann ein neues Gerinne geschaffen, das durch eine Trogbrücke über den Längenmühlbach geführt wird. Bis zur Straße entsteht dann durch Aushub ein neues Gerinne. Im zweiten Abschnitt sollen mit möglichst geringen Eingriffen (Brückenbauwerken und Aushubarbeiten zur Sicherstellung eines durchgängigen Gerinnes) die ehemaligen Donauschlingen als Gerinnebett benutzt werden. In diesem Bereich werden sich flache Gerinneabschnitte, die momentan trocken liegen, mit tieferen momentan als Stillwasser (Altarme) ausgeprägten Abschnitten abwechseln, um dann wieder kontrolliert (durch Einlassbauwerke) in die Donau zurückgeleitet zu werden. Um die ökologische Durchgängigkeit zu gewährleisten, werden an mehreren Bauwerken (Einlass- und Auslassbauwerke) Fischtreppen eingerichtet. Das Projekt wird vom Freistaat Bayern als Projektträger (vertreten durch das Wasserwirtschaftsamt Ingolstadt) durchgeführt und mit Mitteln der europäischen Union gefördert. Der Startschuss für die Umsetzung des Vorhabens wurde im Rahmen eines Spatenstiches durch den Bayerischen Umweltminister Dr. Schnappauf am 21.November 2005 gegeben. 3. Aueninstitut Um das Projekt im Vorfeld und nach der Fertigstellung wissenschaftlich zu begleiten, wurde 2005 das Aueninstitut Neuburg/Donau gegründet. Das Aueninstitut, das stark mit der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt verknüpft und Teil des Auenzentrums Neuburg ist, soll neben der Erfolgskontrolle (Monitoring) für das Projekte auch die Kompetenz für die Renaturierung stauregulierter Flüsse in der Region bündeln. Die durch die Begleitung dieses Großprojektes an der Donau erworbenen Kenntnisse können so landes- und europaweit verfügbar gemacht werden, um wichtige Impulse für die Umsetzung der europäischen Wasserrahmenrichtlinie an stauregulierten Flüssen zu liefern. Zu den momentanen Aufgaben des Aueninstitutes gehört es, Aufnahmen und Kartierungen für die Beweissicherung dieses Projektes durchzuführen. Dazu zählen beispielsweise hydrologische Untersuchungen (Pegelanlagen), bodenkundliche und gerinnemorphologische Aufnahmen und die Kartierung von Flora und Fauna im Auwald.

32 30 4. Ausblick Durch das Dynamisierungsprojekt an der Donau zwischen Neuburg a.d. Donau und Ingolstadt ergibt sich die Möglichkeit, die Auswirkungen von Dynamisierungsvorhaben an einem großen europäischen Strom eingehend zu studieren. Dabei entsteht ein wichtiger Erfahrungsschatz sowohl was die Umsetzung eines solchen Großprojektes anbelangt, als auch die ökologischen Folgen, die sich daraus ergeben. Um diese Erfahrungen für zukünftige Projekte verfügbar zu machen, ist eine enge Zusammenarbeit zwischen Forschung auf der einen Seite und administrativen Einrichtungen auf der anderen Seite dringend erforderlich. Auch in dieser Hinsicht betritt das Projekt Neuland, als dass versucht wird die Erfahrungen und Kenntnisse aus beiden Bereichen in einem Kompetenzzentrum (Auenzentrum mit Aueninstitut) zu bündeln. Hier sollen in Zukunft Wissenschaftler aus dem universitären Bereich und Spezialisten aus den unterschiedlichen Teilbereichen staatlicher Stellen (Wasserwirtschaft, Forst, Umwelt) in enger Zusammenarbeit Kompetenz in einem wichtigen Feld weiter ausbauen und Anstoß für weitere Entwicklungsprojekte unserer stark beeinträchtigten Flusssysteme geben. Literatur Europäische Union (2000): Richtlinie 2000/60/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 23. Oktober 2000 zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik. Jürging, P. (2001): Landschaftspflegerische Aspekte beim Hochwasserschutz. In: Patt, H. (Hrsg.), Hochwasserhandbuch Auswirkungen und Schutz, Berlin Heidelberg. Konold, W. (1994): Historische Wasserwirtschaft im Alpenraum und an der Donau. Wittwer, Stuttgart. McDonald A., S.N. Lane, N.E. Hycock & E.A. Chalk (2004): River of dreams: On the gulf between theoretical and practical aspects of an upland river restoration. In: Transactions, Institute of British Geographers 29, Patt, H., P. Jürging & W. Kraus (1998): Naturnaher Wasserbau Entwicklung und Gestaltung von Fließgewässern. Springer, Berlin, Heidelberg. Regierung von Oberbayern - Projektgruppe (2001): Dynamisierung der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt Schlussbericht, München RMD Consult 2004: Dynamisierung der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt Teil A, 2-D-WSP-Berechnung. WWF-Aueninstitut (1997): Machbarkeitsstudie Auenkonzept Ingolstadt Auenrenaturierung an der Donau zwischen den Staustufen Bergheim und Ingolstadt. Rastatt