Hochwasserschutz Lustnau Chancen und Herausforderungen einer ungewöhnlichen Bauweise

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1 Hochwasserschutz Lustnau Chancen und Herausforderungen einer ungewöhnlichen Bauweise Heike Weißer 1. Historie des Projektes Das erste heute bekannte Hochwasserereignis wurde 1886 dokumentiert. Daraufhin folgten weitere, die jedoch wenige Schäden verursacht haben. Hochwasserereignisse mit erheblichen Schäden sind erst nach dem zweiten Weltkrieg aufgetreten, wobei ein besonders Schaden bringendes aus dem Jahr 1955 bekannt ist. Sehr gut dokumentiert sind Ereignisse der Jahre 1978 und Auf diese beiden Ereignisse wird im Folgenden eingegangen. Seit 1978 sind die unterschiedlichsten Überlegungen angestellt worden, wie ein Hochwasserschutz verwirklicht werden könne. Es wurde über einen Damm nachgedacht, aber auch über einen Stollen, der das Wasser an Lustnau vorbei in den Neckar leiten sollte. Nach dem Hochwasserereignis von 1987 wurde dann eine Planung angefertigt, welche exakt das Hochwasserereignis von 1978 hätte zurückhalten können. Das Ergebnis war die Planung eines Dammes im Bebenhäuser Tal mit einem Rückhaltevolumen von 1,7 Mio. Kubikmetern und einer Dammhöhe von 13 Metern. Die Realisierung war nicht nur wegen der berechneten Kosten von 20 Mio. DM, sondern auch wegen des landschaftlichen Eingriffs durch den Damm, mit einer für dieses Tal gigantischen Höhe, unvorstellbar. 2. Das drei-säulen Modell Das drei-säulen-modell setzt sich zusammen aus einer Hochwasservorhersage, einem Hochwasserrückhaltebecken mit deutlich kleinerem Volumen und nicht zu vernachlässigen, dem Objektschutz! Die erste Säule: die Vorwarnung Im Schönbuch, dem Einzugsgebiet des Goldersbachs, betreibt die Stadt Tübingen drei Niederschlagsmessstellen und zwei Pegelanlagen. Abbildung 1 ist zu entnehmen, dass die Niederschlagsmessstellen am Rande bzw. sogar knapp außerhalb des Einzugsgebietes liegen. Dies ist der Tatsache geschuldet, dass der Mobilfunkempfang im Schönbuch nicht sehr gut ist und vor allem im Wald und bei Regen gerne zusam- Abb. 1: Einzugsgebiet des Goldersbach menbricht. Also genau dann, wenn die Daten interessant sind, liegen sie nicht oder nur sehr zeitverzögert vor. Deshalb wurde auf Standorte ausgewichen, an denen eine Festnetztelefonverbindung möglich war. Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Daten repräsentativ sind. Die Pegelanlagen müssen bei Hochwassergefahr zusätzlich von der Feuerwehr vor Ort überwacht werden. Derzeit wird noch an einer Kabelanbindung gearbeitet. Für die Niederschlagsmessstellen sind Schwellenwerte definiert worden, bei deren Überschreitung ein Alarm bei der Feuerwehr eingeht. Die Schwellenwerte liegen bei zehn Millimetern in einer Stunde, 18 mm in sechs Stunden bzw. 20 mm Regen in zwölf Stunden. Ebenso wird die Feuerwehr alarmiert, wenn der Pegelstand am Pegel Goldersbach die 45 cm oder der am Pegel Kirnbach die 60 cm überschreitet. In diesem Fall ruft die Feuerwehr einen Krisenstab ein. Dieser entscheidet dann anhand von Radarbildern, ob weiterer Regen erwartet wird und ob die Bevölkerung alarmiert und der Hochwasserschutz aktiviert wird. Die Schwellenwerte sind sehr niedrig angesetzt, um die Vorwarnzeit maximal zu verlängern. Dass es dadurch zu einigen Alarmierungen kommt, die keinen Hochwasserfall nach sich führen, ist im System verankert. 6

2 Erfahrungsaustausch Betrieb von Hochwasserrückhaltebecken in Baden-Württemberg Beim Hochwasserereignis von 1978 wird allein durch die Beobachtung und die niedrigen Schwellenwerte eine Vorwarnzeit von ca. sieben Stunden generiert. Mit der Aktivierung des Hochwasserrückhalteraums verlängert sich die Vorwarnzeit auf über 30 Stunden bevor die Ortschaft dann letztendlich doch überflutet wird. Hierbei handelt es sich um ein Hochwasser, welches nach einem dreitägigen Dauerregen relativ langsam eintrat. Der Verlauf des Hochwassers ist in Abbildung 2 dargestellt. Abb. 3: Ganglinie des Hochwassers von 1987 Die zweiten Säule: das Rückhaltevolumen Abb. 2: Ganglinie des Hochwassers von 1978 Ganz anders das Hochwasserereignis von Hier war ein kurzer, aber sehr starker Gewitterregen der Auslöser. Sie sehen in Abbildung 3, dass die Welle deutlich schneller ankommt und auch die Spitze etwas höher ausfällt. Allerdings war das Volumen wesentlich geringer. Die Verlängerung der Vorwarnzeit durch die Beobachtung hätte hier lediglich eine Stunde Zeitgewinn bedeutet. Besonders in so einem Fall ist dann die zweite Säule des Hochwasserschutzes von Bedeutung. Abb. 4: Als zweite Säule wurde vor Tübingen Lustnau in drei Rückhalteräumen ein Volumen von insgesamt ca m³ geschaffen. In Abbildung 4 sehen Sie einen Lageplan des Hochwasserrückhaltebeckens. Dabei weist der Retentionsraum Klosterhof ca m³ und die beiden kleineren Rückhalteräume Sauwasen 1 und Sauwasen 2 insgesamt weitere m³ auf. Mit Hilfe dieses Volumens können bei Ereignissen mit großer Fülle die Vorwarnzeit verlängert und bei Ereignissen mit kleiner Fülle eventuell sogar eine Überflutung verhindert werden. Betrachten wir nochmal das Ereignis von Die in Abbildung 3 dargestellte rote Fläche entspricht dem Volumen von m³ des großen Rückhalteraums. Trotz Lageplan des Hochwasserrückhaltebeckens Tübingen Lustnau 7

3 des Rückhaltes der beiden kleineren Volumina am Standort Sauwasen wird es zu einer Überflutung kommen. Die Schäden dürften aber bei diesen Wassermengen minimal bleiben. Die dritte Säule: der Objektschutz Durch die verlängerte Vorwarnzeit wird die Bevölkerung in die Lage versetzt, rechtzeitig gefährdete Bereiche zu räumen und Fahrzeuge aus der Gefahrenzone zu entfernen. Auch die Aktivierung privater Schutzeinrichtungen benötigt eine gewisse Zeit, die durch eine frühzeitige Vorwarnung nun eher gegeben ist. Die Installation privater Schutzeinrichtungen liegt jedoch in der Eigenverantwortung der Bürger. Hier ist eine umfangreiche Öffentlichkeitsarbeit noch immer von Nöten. Der erste Gedanke wäre, den Durchlass aufzuweiten und die Anströmung und somit die hydraulische Leistungsfähigkeit zu optimieren. Da im Sediment unter der Brücke jedoch das Bachneunauge, ein Tier der roten Liste, zuhause ist, war das keine Option. Der Bach ufert nun hier bereits bei 35 m³/s aus. Das Wasser wird in diesen kleineren Retentionsräumen zurückgehalten und in Durchlässen unter der Straße zurück ins Bachbett geleitet. Regelorgan Landschaftsschutz Abbildung 6 zeigt das Retentionsvolumen Klosterhof sowie das Regelorgan, die Fischbauchklappe. 3. Funktion des Hochwasserrückhaltebeckens und der einzelnen Bauteile Die Leistungsfähigkeit des Goldersbachs innerhalb der Ortschaft liegt bei 55 m³/s. Lediglich direkt unterhalb des Dammes war die Leistungsfähigkeit nicht gegeben. Deshalb wurde an dieser Stelle ein zusätzlicher Leitdamm errichtet, der das Wasser bis 55 m³/s im Bachbett halten soll. Steinerne Brücke - Bachneunauge Auch außerhalb der Ortschaft ist die gewünschte Leistungsfähigkeit nicht überall gegeben. Der Goldersbach fließt von Norden nach Süden. Dies entspricht einer Fließrichtung von links nach rechts in Abbildung 4. Ganz links im Bild an der Steinernen Brücke ist die Leistungsfähigkeit lediglich ca m³/s. Die Situation ist in Abbildung 5 vergrößert dargestellt. Abb. 6: Lageplan Fischbauchklappe und Retentionsraum Klosterhof Zunächst muss darauf hingewiesen werden, dass der im oberen Teil der Abbildung dargestellte Weg die Naherholungsrennstrecke von Lustnau ist. Intensiv genutzt von Spaziergängern, Müttern mit Kinderwagen und älteren Bürgern auch mit Gehhilfen. Die Höhenabwicklung dieses Weges musste deshalb immer im Blick behalten werden. In der Mitte des Lageplans (Abb. 6) ist das Regelbauwerk positioniert. Normalerweise würde hier ein Schieberschacht sitzen, in dem zwei Schieber den Normalabfluss und den Hochwasserabfluss regeln. Das Bauwerk hätte an dieser Stelle eine Höhe von wenigstens zehn Metern. Also etwa fünf Meter über dem heutigen Niveau. Aus Gründen des Landschaftsschutzes sollte dies unbedingt vermieden werden. Abb. 5: Lageplan Steinerne Brücke und Retentionsraum Sauwasen Zunächst wurde hier eine raue Rampe geplant, deren hydraulische Leistungsfähigkeit auf 55 m³/s berechnet war. Wenn mehr Wasser kommt, sollte dies über eine sehr lange Schwelle oberhalb der Rampe in das Rückhaltebecken fließen. 8

4 Erfahrungsaustausch Betrieb von Hochwasserrückhaltebecken in Baden-Württemberg Die Genehmigungsbehörde hat diese Planung als zu risikobehaftet eingestuft und auf einem Regelorgan bestanden. Daraufhin wurde die Planung um eine Fischbauchklappe ergänzt. Der Vorteil der vorliegenden Bauweise liegt in einer deutlich geringeren Bauhöhe. Eine Systemskizze der Fischbauchklappe ist in Abbildung 7 dargestellt. Abb. 7: Systemskizze der Fischbauchklappe Die Klappe wird so gesteuert, dass der Wasserspiegel 3,15 Meter über der Kante liegt. Dies entspricht dem gewünschten Abfluss und wird mittels einer Druckdose im Oberwasser überprüft. Sollte es sich herausstellen, dass die erwarteten 55 m³/s nicht abgeleitet werden können, so kann der Wert von 3,15 Meter über Klappenkante korrigiert werden. Aus Abbildung 8 ist ersichtlich, dass das Bauwerk recht gut in die Landschaft eingebunden ist. Abb. 8: Die Straße zu verlegen war aus Kostengründen keine Option. Dazu kommt, dass die L1208 eine stark befahrene Verbindung nach Stuttgart darstellt, die, wenn sie umgelegt worden wäre, einiges an Leistungsfähigkeit eingebüßt hätte. Als Lösung wurde ein Schiebetor gewählt, welches im Hochwasserfall geschlossen wird. Fischbauchklappe (Foto: Pirker + Pfeiffer Ingenieure Münsingen) Retentionsraum Straßenquerung Eine weitere Herausforderung stellte die Straße dar, die mitten durch den geplanten Retentionsraum verläuft und den heutigen Damm quert. Abb. 9: Feuerwehreinsatz am Feuerwehr Tübingen) Schiebetor (Foto: In die Straße ist eine Schiene eingelassen, die im Normalfall mit Stahlplatten verdeckt ist. Diese müssen wegen ihres Gewichts von jeweils 350 kg durch einen Kran entfernt werden. Abbildung 9 zeigt die Feuerwehr bei einer Übung. Hier werden gerade die Stahlplatten entfernt. Abb. 10: Absperrbauwerk (Foto: Pirker + Pfeiffer Ingenieure Münsingen) Danach kann das rechts in Abbildung 10 zu sehende Tor mittels eines Seilzugs über die Straße gezogen werden und hydraulisch an Boden und Seitenteile angepresst werden. Dieser Vorgang dauert ca. 30 Minuten. 9

5 Auch beim Absperrbauwerk, war die landschaftliche Einbindung wichtig. Dass diese gut gelungen ist zeigt Abbildung 11. Der hier vorgestellte Hochwasserschutz wurde nicht, wie sonst üblich, unter der Maßgabe errichtet, einen hundertjährigen Hochwasserschutz auf Biegen und Brechen umzusetzen. Vielmehr wurde ausgelotet, was möglich und, unter den gegebenen Umständen, sinnvoll erschien. So konnte ein langjähriger kommunalpolitischer Streit über Sinnhaftigkeit und Ausmaß des baulichen Hochwasserschutzes im Konsens gelöst werden. Dazu kommt, dass dieses System eine sehr gute Kosten-Nutzen-Relation aufweist. Allerdings soll nicht verschwiegen werden, dass das System mit Risiken behaftet ist. Sobald die Schwellenwerte der Niederschlagsmesser oder der Pegelanlagen überschritten sind, ist die Entscheidung zu treffen, ob die Bevölkerung alarmiert und das Tor geschlossen wird. Eine frühzeitige Entscheidung ist notwendig, um die Vorwarnzeit auszunutzen, die Bevölkerung zu warnen und das Tor zu schließen. Diese Entscheidung ist für die Verantwortlichen eine Gratwanderung. Eine zu häufige Alarmierung der Bevölkerung ohne ein tatsächliches Hochwasser hat zur Konsequenz, dass ein Alarm nicht mehr ernst genommen wird. Ein nicht geschlossenes Tor bei einem Hochwasserfall jedoch wäre fatal. Das Versagensrisiko des Gesamtsystems ist deutlich höher als bei einem konventionellen Becken. Ein weiteres Risiko liegt in der Bedeutung der privaten Hochwasservorsorge. Eine Verlängerung der Vorwarnzeit ist nur zielführend, wenn die Zeit für Vorsorge genutzt werden kann. Je nach Zeitpunkt des Hochwassers können viele Bürger nicht erreicht werden, wenn diese sich gerade z. B. auswärts bei der Arbeit oder im Urlaub aufhalten. Zudem kommt, dass noch immer nicht alle betroffenen Gebäude mit einem sinnvollen Objektschutz ausgestattet sind. Ob es gelingt, zum gewünschten Zeitpunkt ausreichend Sandsäcke zur Verfügung zu stellen, ist fraglich. Umfangreiche Öffentlichkeitsarbeit ist weiterhin von großer Bedeutung. Trotz aller Risiken muss das Projekt positiv bewertet werden. Das Ergebnis ist unter dem Fokus Hochwasserschutz sicher nicht perfekt, aber im Zusammenspiel mit allen anderen Restriktionen konnte hier nach einer sehr langen Planungszeit endlich eine deutliche Verbesserung des Schutzgrades verwirklicht werden. Abb. 11: Landschaftliche Einbindung des Absperrbauwerks (Foto: Pirker + Pfeiffer Ingenieure Münsingen) 4. Bewertung des Systems Verfasserin Heike Weißer Stadt Tübingen Fachbereich Tiefbau Walter-Simon-Str. 12, Tübingen heike.weisser@tuebingen.de 10

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