Das neue Merkblatt DWA-M 119 Risikomanagement in der kommunalen Überflutungsvorsorge für Entwässerungssysteme bei Starkregen

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1 Das neue Merkblatt DWA-M 119 Risikomanagement in der kommunalen Überflutungsvorsorge für Entwässerungssysteme bei Starkregen Prof. Dr.-Ing. Theo G. Schmitt Erfahrungsaustausch DWA & BWK Pfalz Neustadt/Weinstraße, 25. August 2016 Vortragsübersicht 1 Einführung Veranlassung Inhalte DWA-M Methoden zur Gefährdungsanalyse 3 Schadenspotenziale - Risikobetrachtung 4 Risikokommunikation - Vorsorgemaßnahmen 5 Folgerungen & Ausblick Dank an Prof. Marc Illgen für die Überlassung von Folien! Quelle: sein Vortrag bei DWA-Regenwassertagen

2 KOSTRA-DWD-2000, Beispiel Rasterfeld 21/ Bemessungspraxis in der Siedlungsentwässerung Bemessungs- und Nachweiskriterien für Kanalnetze EN 752 EN 752 DWA-A 118 AG ES Bemessungspraxis in der Siedlungsentwässerung Umsetzung nach Starkregenstatistik Starkregenhöhen nach Dauerstufen D und statistischer Wiederkehrzeit T n T n [a] D [min] h N h N h N h N h N h N h N h N h N überstaufreier Betrieb! Schutz gegen Überflutung! Schadensbegrenzung!

3 Merkblatt DWA-M 119 Merkblatt DWA-M 119 Risikomanagement in der kommunalen Überflutungsvorsorge für Entwässerungssysteme bei Starkregen Oktober 2016 Inhaltsverzeichnis 4. Anliegen / Veranlassung 5. Technische Regelungen 6. Aufgabenstellung Kommunale Überflutungsvorsorge 7. Gefährdungsanalyse 8. Analyse des Schadenspotenzials 9. Risikobewertung 10. Risikokommunikation 11. Hinweise zur Konzeption von Maßnahmen für das Merkblatt DWA-M 119 Anstoß: Diskussion Klimawandel Häufung von Starkregen gestiegene Relevanz Starkregen urbane Sturzfluten Notwendigkeit: Neuorientierung beim Umgang mit Starkregen kommunale Gemeinschaftsaufgabe Überflutungsvorsorge Einsicht: integrale Berücksichtigung bei kommunalen Planungen Kooperation & Synergien Klimaanpassung - Überflutungsschutz Aktion: Risikomanagement kommunale Überflutungsvorsorge bei Starkregen für Entwässerungssysteme DWA-M 119 Veranlassungen 3

4 Anliegen & Ziele DWA-M 119 Arbeitsanleitungen für Risikobetrachtungen als fachlich fundierte Planungsgrundlage systematische Analyse Ableitung von Vorsorgemaßnahmen) Etablierung kommunales Risikomanagement im Regelwerk im Kontext DIN EN 752 (Neufassung 2016) Ergänzung zu Arbeitsblatt DWA-A 118 Merkblatt als Vorstufe zu allgemein anerkannten Regeln der Technik Konkretisierung der Empfehlungen im BWK-DWA-Praxisleitfaden zur Überflutungsvorsorge Starkregen und urbane Sturzfluten nachdrückliche Empfehlung höhere Verbindlichkeit Risikomanagement Zyklus des kommunalen Risikomanagements 4

5 DWA-M 119 Anliegen Bei welchen Fragen soll das Merkblatt helfen? Wieso sind Risikobetrachtungen erforderlich? Wie kann man die Überflutungsgefährdung ermitteln und wie geht man hierbei konkret vor? Wozu sind welche Methoden geeignet und wie sollen sie angewandt werden? Was ist das Ergebnis der Risikobetrachtung und wie bewertet man hierbei die potenziellen Schäden? Was ist bei der Risikokommunikation zu beachten? Welche Vorsorgemaßnahmen kommen in Betracht? Was liefert eine Risikoanalyse? Starkregen-Gefahrenkarten Überflutungsflächen und -tiefen (T = 30 a, T = 50 a, ) Fließwege, Geländesenken Gefahrenklassen Schadenspotenzialkarten gebäudebezogene Bewertung Kennzeichnung Risikoobjekte Schadenspotenzialklassen DWA-M 119 Risikoanalyse 5

6 DWA-M 119 Risikoanalyse Was liefert eine Risikoanalyse? Risikokarten vereinfachte Risikokarte (Gebäudebetroffenheit) detaillierte Risikokarte (mit kombinierter Darstellung von Gefährdung und Schadenspotenzial) detaillierte Risikokarte (gebäudebezogene Risikoklassen) Hilfsmittel zur Identifizierung und Priorisierung von Handlungserfordernissen DWA-M 119 Gefährdungsanalyse Durchführung der Gefährdungsanalyse Methodische Ansätze vereinfachte und detaillierte Methoden belastungsunabhängige und belastungsbezogene Methoden Betrachtungsfall Starkregen seltene Starkregen mit T 30 a außergewöhnliche Starkregen mit T 50 a ( 100 a) z.b. Modellregen Hydraulische Analyse Entwässerungssystem Ergebnisse Generalentwässerungsplanung Auswertung Überstauberechnung Topografische Analyse Oberfläche Kartenauswertung Topografie, Infrastruktur etc. GIS-Analyse Fließwege und Geländesenken Vereinfachte Überflutungsberechnung statische Volumenbetrachtung Straßenprofilmethode 2D-Überflutungssimulation 2D-Simulation des Oberflächenabflusses gekoppelte 1D/2D-Abflusssimulation 6

7 Gefährdungsanalyse - Methoden Gefährdungsanalyse: GIS-Analyse der Topografie (DGM) Digitales Geländemodell (DGM) Oberflächige Fließwege Gefüllte Geländesenke Gefahren- Überflutungs- akkumulierte EZG-Fläche spezifisches klasse gefahr entlang eines Fließwegs Retentionsvolumen einer Senke 1 gering abseits eines Fließwegs (< 1 ha) abseits einer Senke 2 mäßig 1 ha bis 5 ha 100 m 3 /ha bis > 500 m 3 /ha 3 hoch 5 ha bis 10 ha 50 m 3 /ha bis 100 m 3 /ha 4 sehr hoch > 10 ha < 50 m 3 /ha Gefährdungsanalyse - Methoden Gefährdungsanalyse: statische Volumenbetrachtung (GIS) Gefahrenklasse Überflutungsgefahr Wasserstand 1 gering < 10 cm 2 mäßig 10 cm 30 cm 3 hoch 30 cm 50 cm 4 sehr hoch > 50 cm baut unmittelbar auf DGM und Fließweganalyse auf Belastung aus Regenhöhe oder als Überstauvolumen der Kanalnetzberechnung keine Strömungssimulation 7

8 Gefährdungsanalyse - Methoden Gefährdungsanalyse: statische Volumenbetrachtung (GIS) Überstauvolumen aus hydrodynamischer Kanalnetzberechnung GIS-Verschneidung mit Topografie (z.b. Maximalwerte aus Starkregenserie, Modellregen T n = a, ) zu potenziellen Überflutungsbereichen Gefährdungsanalyse - Methoden Gefährdungsanalyse: 2D-Überflutungssimulation 2D-Oberflächenmodell (hochaufgelöstes DGM) analog GIS-Analyse und ggf. verfeinert/ergänzt Strömungssimulation (Flachwassergleichungen) nur Oberflächenabflüsse (ohne Kanalnetz) ggf. vereinfachte Berücksichtigung des Kanalabflusses v.a. aussagekräftig für Szenario mit T 50 a 8

9 Gefährdungsanalyse - Methoden Gefährdungsanalyse: gekoppelte 1D/2D-Simulation detaillierteste Methode und höchste Aussagekraft simultane Simulation unter- und oberirdischer Abflüsse Austauschpunkte meist ohne GEA Abflussbildungsansatz hoher Detailgrad möglich (Bruchkanten, GEA, Gewässerläufe ) abgestufter Detaillierungsgrad sinnvoll Gefährdungsanalyse Ergebnis Gefährdungsanalyse: Aussagen und Ergebnisse Methode Abschnitt Aussage/Ergebnisse Überstauberechnung überstaute Schächte, Überstauvolumen, Auslastung der Kanalhaltungen, Schachtwasserstände GIS-Analyse Statische Volumenbetrachtung Lage, Verlauf und Charakteristik von Geländesenken und oberirdischen Fließwegen Wasserstände in Geländetiefpunkten Straßenprofilmethode D-Simulation des Oberflächenabflusses gekoppelte 1D/2D- Abflusssimulation Wasserstände in definierten Straßenprofilen, örtliche Wasserübertritte Wasserstände und Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche (flächendeckend) Wasserstände und Fließgeschwindigkeiten wie vor, Auslastung Kanalhaltungen, Schachtwasserstände 9

10 Schadenspotenzialanalyse Analyse Schadenspotenzial: Datengrundlagen mögliche materielle + immaterielle Schäden Abschätzung schwierig nur wenige Daten / Infos hilfsweise nutzbar z.b. georeferenzierte Informationen zur Nutzung von Gebäuden, Anlagen, Flächen Genauigkeitsstufen je nach Datenverfügbarkeit i.w. nur qualitative Aussagen möglich Schadenspotenzialanalyse objektspezifische Klassifizierung SP- Klasse Nutzungsart Gebäude/Fläche Kleingartenbebauung Parks/Grünflächen Wohnbebauung ohne Untergeschoß Einzelhandel/ Kleingewerbe Wohnbebauung mit Untergeschoß (bewohnt) Industrie/Gewerbe Schule/Hochschule Kindergarten/ Krankenhaus/ Altenheim Schadenspotenzial gering mäßig hoch sehr hoch 10

11 DWA-M Risikobewertung Bewertung der Überflutungsrisiken Überflutungsrisiko was ist das? Verknüpfung von Gefährdung und Schadenspotenzial besonders hoch, wenn beide Komponenten hoch sind Risikobewertung vereinfachte Risikodarstellung ohne flächenbezogene Schadenspotenzial-Analyse Ergänzung der Gebäudebetroffenheit (Wasserstände) in Gefahrenkarten gezielte punktuelle Bewertung potenzieller Schäden im Anschluss detaillierte Risikokarte mit kombinierter Darstellung von Gefährdung (Wasserstand) und Schadenspotenzial detaillierte Risikokarte mit gebäudebezogener Risikoklassifizierung über belastungsspezifische Bewertungsmatrix DWA-M Risikobewertung Risikobewertung: vereinfachte Risikokarte 11

12 DWA-M Risikobewertung Risikobewertung: detaillierte Risikokarte (Empfehlung) kombinierte Darstellung von Schadenspotenzialen und Gefährdung (z.b. Wasserstände) Risikobewertung erfolgt indirekt bzw. visuell keine Risikoklassen DWA-M Risikobewertung Risikobewertung: systematische Risikobewertung 12

13 Risikokommunikation Risikokommunikation: Starkregenindex Wiederkehrzeit T n in a > 100 Starkregenindex Vorschlag Sprachregelung : SRI 1.. 3: Überstaufreiheit ( Entwässerungskomfort ) SRI 3.. 5: Überflutungsschutz (kommunale Gemeinschaftsaufgabe) SRI : Schadensbegrenzung, Erklärung von Schadensereignissen Kontext DWA-M 119 kommunale Gemeinschaftsaufgabe Überflutungsschutz SRI:

14 Risikokommunikation SRI12 Anwendungskontext Risikokommunikation : Erklärung von Schadensereignissen Aktuelle Diskussion: Kategorisierung mit ortsbezogener Starkregenstatistik z.b. Beispiel: Rasterfeld S16-Z75, KOSTRA-DWD-2000) Starkregenindex Erhöhungsfaktor (1,0) *) 1,2-1,4 1,4-1,6 1,6-2,2 2,2-2,8 > 2,8 Dauerstufe D T n = 100 a 15 min > 87 1 h > h > h > h > 190 *) Toleranzbetrag nach KOSTRA-DWD +/- 20 % für T n = 100 a T n > 100 a Starkregenhöhen in mm Münster Juli 2014 : SRI = Vorsorgemaßnahmen Hinweise zur Konzeption von Maßnahmen Infrastruktur Gewässer Siedlungsfläche Objekt Verhalten wassersensitive Verkehrsund Straßenplanung Entschärfung von Abflusshindernissen wassersensitive Stadtund Bauleitplanung risikoangepasste Gebäudegestaltung Öffentlichkeitsarbeit und Risikokommunikation angepasste Wegegestaltung/-entwässerung Schaffung von Retentionsräumen Abflussrückhalt außer-/ innerhalb der Bebauung technisch-konstruktiver Objektschutz Anpassung/Optimierung von Verwaltungsabläufen Schaffung von Notwasserwegen Optimierung der Gewässerunterhaltung Freihaltung von Gefährdungsbereichen Verbesserung der Abflussverhältnisse Alarm- und Einsatzpläne multifunktionale Nutzung von Freiflächen Verbesserung von Bauwerkskonstruktionen dezentrale Regenwasserbewirtschaftung Elementarschadensversicherung Einrichtung von Frühwarnsystemen Kanalnetz Ausbau und Optimierung des Kanalnetzes Bewirtschaftung Kanalnetzkapazitäten Abflussrückhalt und Einleitmengenbegrenzung konstruktive Optimierung von Bauwerken /Anlagen Optimierung von Wartung und Betrieb 14

15 Zusammenfassung - Ausblick Kommunale Überflutungsvorsorge als Risikomanagement ortsbezogene Risikobetrachtungen lokale Starkregen Beschreibung methodischer Ansätze Gefährdungsanalyse.. Schadenspotenzialanalyse.. Risikobewertung Besondere Bedeutung der Risikokommunikation Kommunikationshilfe Starkregenindex Weiterentwicklung Regelwerk DIN EN 752 (2016): Überflutungsschutz abgestuft nach Risiken (impact) Anpassung DWA-A 118!? Risikodiskussion Überflutungsvorsorge Erhöhung Schutzniveau aufgrund gestiegener Vermögenswerte?? Juristische Bewertung: höhere Gewalt erst ab T n = 100 a!? Öffentliche Aufgabe versus Eigenvorsorge 15