Abgestuftes Vorgehen zur Anpassung an Überflutungen Bewertung des Anpassungsbedarfs und Objektschutz

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1 Abgestuftes Vorgehen zur Anpassung an Überflutungen Bewertung des Anpassungsbedarfs und Objektschutz Dipl.-Ing. Thomas Siekmann DWA-Fachtagung Die Siedlungswasserwirtschaft unter dem Aspekt der Extreme Emmelshausen,

2 Übersicht Einführung und Herausforderung Risikobestimmung Abgestuftes Vorgehen Erstbewertung Extrembelastung Vorbewertung des Systems Indikatoren Detailanalyse Objektschutz Ausblick 2

3 Einführung Schäden durch Überflutungen Komplexe Wandeleffekte lange Nutzungsdauer der Abwasserinfrastruktur Reaktion Paradigmenwechsel: Siedlungswassermanagement Urbanes Risikomanagement Anpassungsbedarf? Anpassungsmaßnahmen? 3

4 Einführung Evolutionsstufen der Siedlungswasserwirtschaft Trinkwasserversorgung Schmutz-/Regenwasserentsorgung Regenwasserbewirtschaftung Naturnahe, dezentrale Regenwasserbewirtschaftung Wassersensible Stadtentwicklung Gesellschaftliche Anforderungen Anforderungen Planung/Konzepte modifiziert nach Brown et al.,

5 Herausforderung Urbane Hochwasservorsorge & wassersensible Planung: Bedarf: strukturiertes/automatisiertes Vorgehen Reaktion: Objektbezogene Risikoanalyse Risikobestimmung und -bewertung Risikoorientierte Maßnahmenplanung 5

6 Risikobestimmung Vorgehen/Instrumente Außergewöhnliche Starkregen* Extrembelastung Lokaler Objektschutz Seltene Starkregen* Wasserwege und -plätze Bemessungsregen* Kanalausbau, RRB, ASS * nach Schmitt (2011) Kanaldaten, Zulaufganglinien Digitales Höhenmodell DHM & bidirektionale Kopplung 6

7 Risikobestimmung Abgestuftes Vorgehen I. Erstbewertung Extrembelastung GIS-Fließweganalyse II. Erstbewertung Indikatorensystem Kanaldaten (GEP) Auswahl potentiell gefährdeter Teilgebiete III. Detailanalyse Bestimmung potentieller Risiken Überflutungssimulationen durchführen Postprocessing der Ergebnisse 7

8 Risikobestimmung Abgestuftes Vorgehen Extreme I. GIS-gestützte Fließweganalyse Datenbedarf: Digitales Höhenmodell Bild nach Schmitt et al.,

9 Risikobestimmung Abgestuftes Vorgehen Seltene Starkregen II. Erstbewertung Indikatorensystem (M. Siekmann, 2011) AAAAAAAAAAAAAAA ggggggggg = n Q mmm,x 1 l Q x vvvv,x l Datenbedarf: Kanalnetzmodell Q max =Maximalabfluss, Q voll =Vollfüllungsabfluss, l=haltungslänge Übbbbbbbbbbbbbbb = NN SSSSSSSS N SSSSSSSS NÜ Schächte =Anzahl überstauter Schächte, N Schächte =Gesamtheit ssss. Übbbbbbbbbbbbbb = VV A E,b VÜ=Überstauvolumen, A E,b =Einzugsgebiet befestigte Fläche 9

10 Risikobestimmung Abgestuftes Vorgehen Erstbewertung Indikatorensystem Quelle: M. Siekmann,

11 Risikobestimmung Abgestuftes Vorgehen Indikatoren potentielles Risiko für Teilgebiet Bild (links unten) nach Schmitt et al.,

12 Risikobestimmung Grundlagen der Detailanalyse 1D-Straßenprofilmethode Wassertiefe Fließgeschwindigkeit 2D-Berechnung (gekoppelt/ungekoppelt) Wassertiefe Fließgeschwindigkeit nach DWA,2013; Bild nach Schmitt et al.,

13 Risikobestimmung Grenzen der Modelle III. Detailanalyse Überflutungstiefe potentielles Risiko Risiko: nein Datenbedarf: Kanalnetzmodell & Digitales Höhenmodell ja Haus 13

14 Risikobestimmung Risikoverständnis: Art der Gefahr Wahl der Szenarien (Dauer; Intensität) Auswahl potentieller Risikoelemente (schützenswerte Güter) hier: Auswahl: Gebäude Gefahr Wahrscheinlichkeit Exposition Gefährdung X Eintrittswahrscheinlichkeit Schadenspotential des exponierten Risikoelements Risiko Erweitert nach: Siekmann & Rob,

15 Risikobestimmung Postprocessing Status Quo Hochwasserrisiko Postprocessing 15

16 Risikobestimmung Postprocessing Detailanalyse fiktiv Risikokommunikation: Punktrisiken vs. Flächenakkumulierte Risiken Bildquelle (rechts): Siekmann & Siekmann,

17 Risikobestimmung Ergebnisverwertung Risikokommunikation Künftige Systembelastungen? Fläche Systemzulauf Systemzulauf Niederschlag Risikobewertung Haus Status Quo Zukunft Risikokategorie: sehr hoch hoch mittel gering sehr gering 17

18 Risikobestimmung Ergebnisverwertung Anpassungsplanung Flächenakkumuliertes Risiko Risikoklasse I (sehr gering) Risikoklasse II (gering) Risikoklasse III (mittel) Risikoklasse IV (hoch) Risikoklasse V (sehr hoch) Bildquelle: T. Siekmann,

19 Fazit Risikobestimmung Strukturierung & Automatisierung erforderlich Abgestuftes Vorgehen berücksichtigt: Belastung (Ereignisraum) Datengrundlage Maßnahmenportfolio Offene Fragen: Umgang mit Risikoinformationen? Risikokommunikation? 19

20 Objektschutz Maßnahmenoptionen Lokaler & flächiger Objektschutz Skizzen: Max Loderhose, FiW Aachen 20

21 Objektschutz Verortung von lokalen Objektschutzmaßnahmen Punktrisiken I sehr gering II gering III mittel IV hoch V sehr hoch Bildquelle: T. Siekmann,

22 Objektschutz lokal Bildquelle: M. Röttgen 22

23 Objektschutz flächig Verortung von Wasserwegen und -plätzen Hochbordsteinen Punktrisiken I sehr gering II gering III mittel IV hoch V sehr hoch Wasserplatz Straßenzug Suchradius Bildquelle: T. Siekmann,

24 Objektschutz flächig Wasserplatz in Porto Alegre (Brasilien) Bildquelle: FiW, Aachen 24

25 Objektschutz Wissenstransfer Akteursbeteiligung Politik Zivilgesellschaft Siedlungsentwässerung Landschaftarchitektur Wirtschaft Raumplanung Stadtplanung Bildquelle: FiW, Aachen 25

26 Objektschutz Wissenstransfer Einsatz von gegenständlichen Modellen Bildquelle: FiW, Aachen 26

27 Fazit Objektschutz Maßnahmenportfolio bekannt Verortung von Maßnahmen möglich Offene Fragen: Bemessungsgrößen? Förderung disziplinübergreifender Zusammenarbeit? Beteiligung Bürger? 27

28 Ausblick Ziel: wassersensible Stadtgestaltung Theoretische Grundlagen vorhanden Erste Pilotvorhaben gestartet Praktische Umsetzung erfordert: Sensibilisierung der Entscheidungsträger Ausreichende Datengrundlage Rechtliche Legitimierung 28

29 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

30 Kontakt Dipl.-Ing. Thomas Siekmann Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann + Partner mbh Segbachstraße 9, Thür Tel.: Mail: t.siekmann@siekmann-ingenieure.de 30

31 Literatur (1) Brown, R.R.; Keath, N.; Wong, T.H.F. (2009): Urban water management in cities: historical, current and future regimes. Water Science & Technology-WST, 59.5, IWA Publishing DWA (2013): Methoden der Überflutungsprüfung. Arbeitsbericht der DWA-Arbeitsgruppe ES-2.6 Abfluss- und Schmutzfrachtsimulation. KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 2013 (60) Nr. 6, DWA (2013a). Starkregen und urbane Sturzfluten Praxisleitfaden zur Überflutungsvorsorge, ISBN , Verlag DWA, Hennef, August Schmitt, T.G.; Thomas, M.; Ettrich, N. (2005): Assesment of urban flooding by dual drainage simulation model RisUrSim. Water Science & Technology, Vol 52, No 5, IWA Publishing Schmitt, T. G. (2011): Risikomanagement statt Sicherheitsversprechen. KA Korrespondenz Abwasser, Abfall 2011 (58), Nr. 1, Siekmann, M. (2011): Strategisches Konzept zur Bewertung der Vulnerabilität in Siedlungsräumen. Tagungsband 44. Essener Tagung für Wasser- und Abfallwirtschaft. Gesellschaft zur Förderung der Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen e.v. ISBN

32 Literatur (2) Siekmann, M.; Rob, G. (2012): Die Risikobewertung urbaner Infrastrukturen im Überflutungsfall. Tagungsband 13. Kölner Kanal und Kläranlagen Kolloquium Gesellschaft zur Förderung der Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen e.v. ISBN Siekmann, T.; Weingärtner, D. (2013): Von der Überflutung über einen potenziellen Schaden hin zur Anpassungsplanung (Erfahrungen aus dynaklim). Vortrag auf der TAH-Veranstaltung Urbane Sturzfluten. Bonn, Siekmann, M.; Siekmann, T. (2014): Aussagekraft und Grenzen von Überflutungsbetrachtungen. Tagungsband 15. Kölner Kanal und Kläranlagen Kolloquium Gesellschaft zur Förderung der Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen e.v. ISBN Siekmann, T. (2014): Bestimmung und Bewertung urbaner Risiken durch pluviale Überflutungen zur risikoorientierten Anpassung an Wandeleffekte. Dissertation an der Fakultät für Bauingenieurwesen, RWTH Aachen. 32