Hochwasser-Aktionsplan Emscher Grundlagen, Überflutungsgebiete, Schaden

Transkript

1 Grundlagen, Überflutungsgebiete, Schaden Band I: Bericht, Anlagen 1 bis 2.3 und Karten Essen-Karnap, Februar 1946 im Auftrag von M i n i s t e r i u m f ü r U m w e l t u n d N a t u r s c h u t z, L a n d w i r t s c h a f t u n d V e r b r a u c h e r s c h u t z d e s L a n d e s N o r d r h e i n - W e s t f a l e n E M S C H E R G E N O S S E N S C H A F T Hydrotec Aachen September 2004

2 Impressum Wir danken allen Beteiligten für die Hilfestellungen bei der Bearbeitung und die jederzeit freundliche und kooperative Zusammenarbeit. Die vorliegende Studie setzt sich aus den folgenden Bänden zusammen: Band I: Bericht, Anlagen 1 bis 2.3 und Karten Band II: Anlagen bis 6.3 Projektbearbeitung (Hydrotec) Dipl.-Geogr. Lisa Friedeheim (Projektleitung) Peter Band Dipl.-Ing. (FH) Susanne Friedeheim Dipl.-Ing. Gaby Läbisch Dipl.-Ing. Rainer Räder Dr.-Ing. Hartmut Sacher Dipl.-Ing. Tina Schaffmann Dipl.-Biol. Eva Wiotte Kernarbeitskreis MUNLV Nordrhein-Westfalen Emschergenossenschaft Bezirksregierung Arnsberg Bezirksregierung Düsseldorf Bezirksregierung Münster Staatliches Umweltamt Duisburg Staatliches Umweltamt Hagen Staatliches Umweltamt Herten Staatliches Umweltamt Krefeld Staatliches Umweltamt Lippstadt Redaktion M. A. Geogr. Birgitt Charl Für den Kernarbeitskreis Aachen, im September 2004 Essen, im September 2004 Dipl.-Geogr. L. Friedeheim (Hydrotec) Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. E. Pfeiffer (Emschergenossenschaft) Dr.-Ing. H. Sacher (Hydrotec) Bildnachweis Foto Titelseite: Emschergenossenschaft, Jegliche anderweitige, auch auszugsweise, Verwertung des Berichtes, der Anlagen und ggf. mitgelieferter Projekt-CD außerhalb der Grenzen des Urheberrechts ist ohne schriftliche Zustimmung des Auftraggebers unzulässig. Dies gilt insbesondere auch für Vervielfältigungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Hydrotec - Ingenieurgesellschaft für Wasser und Umwelt mbh, Bachstraße 62-64, Aachen Projektnummer P750 Anzahl der Ausfertigungen 114 Auflage 2 September 2004 Seite I

3 Inhalt Impressum Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Anlagen- und Kartenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Glossar Zusammenfassung I II VII VIII X XIII XV XIX 0 Veranlassung und Projektorganisation 1 1 Darstellung des Gebietes des HWAP Emscher Einzugsgebiet Verwaltungsgrenzen und Zuständigkeiten Naturraum und Topographie Kulturraum und Landnutzung Böden und Geologie Abbau von Bodenschätzen Klima/Niederschläge Grundwasser Schutzgebiete Naturschutzgebiete ( 13 BNatG) Landschaftsschutzgebiete ( 15 BNatG) Gebiete nach 62 LG NRW Bereiche für den Schutz der Natur (GEP NRW) FFH-Gebiete (EU-Richtlinie 92/43/EWG) Wasserschutzgebiete ( 19 WHG) und Bereiche zum Schutz der Gewässer (GEP NRW)...18 September 2004 Seite II

4 1.9.7 Heilquellen ( 16 LWG) Gewässer Emscher Historische Entwicklung der Emscher Von Menschen verursachte Belastung der Emscher Ökologische Verbesserung / Umbau des Emschersystems Wasserqualität Entflechtungskonzept Gewässerstrukturgüte Gewässergüte Nebenläufe Modelle im Einzugsgebiet der Emscher Allgemeine Hinweise Hydraulische Modellierung mit Jabron D-Strömungsmodellierung mit Hydro_AS-2D und SMS Stationierung der Emscher Bemessungswassermengen einschließlich Extremereignis Bemessungswassermengen für die hydraulischen Modelle Szenarien Extremereignis Extremereignis mit unendlicher Leistungsfähigkeit der Emscher (HW extrem_ul ) Extremereignis (HW extrem ) Extremereignis mit Überströmsicherung (HW extrem_üs ) Extremereignis ohne Rückstaueinfluss der Brücken (HW extrem_b ) Hydraulische Modelle Hydraulisches 1D-Modell der Emscher von Dortmund-Deusen bis zur Mündung Hydraulische 1D-Modelle oberhalb von Dortmund-Deusen Hydrologische Modellierung mit NASIM Weitere Modelle Hochwasserschutz und Hochwassergefährdung Allgemeine Hinweise Überflutungsgebiete und Potenzielle Überflutungsgebiete Überflutungsgebiete/Gesetzlich festgesetzte Überschwemmungsgebiete...44 September 2004 Seite III

5 3.2.2 Potenzielle Überflutungsgebiete Potenzielle Überflutungsgebiete: Ermittlung mit 2D-Strömungsmodellierung Potenzielles Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke Ermittlung der Volumina Simulationsvoraussetzungen Alternative Deichversagensstellen Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Vergleich HW 100, HW Potenzielles Überflutungsgebiet Karnap Ermittlung der Volumina Simulationsvoraussetzungen Alternative Deichversagensstellen Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Vergleich HW 100, HW Potenzielles Überflutungsgebiet Boye Ermittlung der Volumina Simulationsvoraussetzungen Alternative Deichversagensstellen Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Vergleich HW 100, HW Potenzielles Überflutungsgebiet Alte/Kleine Emscher Ermittlung der Volumina Simulationsvoraussetzungen Alternative Deichversagensstellen Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Vergleich HW 100, HW Potenzielle Überflutungsgebiete beim Extremereignis Potenzielles Überflutungsgebiet HW extrem (Herne Nord/Schalke) Simulationsvoraussetzungen Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Vergleich HW 100, HW 200, HW extrem Potenzielle Überflutungsgebiete HW extrem_üs Bereich 1: Herne Nord Bereich 2: Schalke Bereich 3: Überleitstelle in den Rhein-Herne-Kanal Bereich 4: Oberhausen, Neue Mitte Scheitelabflüsse in der Emscher Rückgewinnbare Überschwemmungsflächen...94 September 2004 Seite IV

6 3.5 Historische Hochwasserereignisse Pegel Bauwerke an der Emscher Deiche, Dämme und Mauern mit Hochwasserschutzfunktion Stauanlagen Pumpwerke In Planung bzw. Ausführung befindliche Maßnahmen Rhein-Herne-Kanal Produktleitungen Hochwasservorsorge Allgemeines Flächenvorsorge Bauvorsorge Risikovorsorge Verhaltensvorsorge und Eigenvorsorge Rechtliche Grundlage und Zuständigkeiten im Hochwasserfall Hochwassermanagement bei der Emschergenossenschaft Strategisches Hochwassermanagement Betriebliches Managementsystem (BMS) Zertifizierung der Arbeitsabläufe gem. DIN EN ISO 9001: Verbesserungen des Hochwasserschutzes, der Hochwasserprognose und der Kommunikation mit Externen Beteiligung von Kommunen, Leitstellen, Aufsichtsbehörden Leitstellen der Kreise bzw. kreisfreien Städte, StUÄ Alarm- und Einsatzpläne der Kommunen und Kreise/kreisfreien Städte Anmerkungen der Kommunen Methodik der Schadensermittlung Schäden Allgemeines und Begriffsklärung September 2004 Seite V

7 6.2 Schäden je Stadt Schäden Überflutungsgebiet Schäden potenzielles Überflutungsgebiet Schäden für das Extremereignis Schäden nach Bereichen Besonders gefährdete/gefährdende Objekte Große Industrieanlagen und Gewerbegebiete Kraftwerke Chemiebetriebe, Tanklager etc Schächte des Bergbaus U-Bahnstationen Defizite/Empfehlungen und Maßnahmen Allgemeines Maßnahmenvorschläge lt. LAWA (1999) Maßnahmen zur Minderung der Schadensrisiken Maßnahmen zur Minderung der Hochwasserstände Maßnahmen für die Verbesserung der Hochwassermeldesysteme Maßnahmen für die Verstärkung des Hochwasserbewusstseins Defizite/Empfehlungen Maßnahmenvorschlag beim Extremereignis: Pöppinghauser Riegel Maßnahmenvorschlag beim Extremereignis: Notfallpolder Resser Mark Maßnahmenvorschlag beim Extremereignis: Überlastungsbereiche mit Überströmsicherung Wirkungsanalyse und Ermittlung der Kosten der Maßnahmen Öffentlichkeitsarbeit Internet Faltblatt Information Kommunen Literaturverzeichnis 139 September 2004 Seite VI

8 Abbildungsverzeichnis Abbildung 0-1: Organisationsstruktur zur Erarbeitung des HWAP Emscher 6 Abbildung 1-1: Übersicht über das Einzugsgebiet der Emscher 7 Abbildung 1-2: Die Emscherquelle bei Holzwickede (Quelle: ) 10 Abbildung 1-3: Schematische Darstellung der Emscher mit den größeren Nebenläufen 23 Abbildung 2-1: Darstellung der Überlastungsbereiche beim Extremereignis mit unendlicher Leistungsfähigkeit der Emscher 34 Abbildung 2-2: Darstellung der Überlastungsbereiche beim Extremereignis mit unendlicher Leistungsfähigkeit der Emscher ohne Rückstaueinfluss durch Bauwerke 37 Abbildung 3-1: Übersicht über die potenziellen Überflutungsgebiete an der Emscher für das HW Abbildung 3-2: Übersicht über die Lage des potenziellen Überflutungsgebietes Herne Nord/Schalke 55 Abbildung 3-3: Übersicht über die Lage des potenziellen Überflutungsgebietes Karnap 62 Abbildung 3-4: Übersicht über die Lage des potenziellen Überflutungsgebietes Boye 68 Abbildung 3-5: Übersicht über die Lage des potenziellen Überflutungsgebietes Alte/ Kleine Emscher 74 Abbildung 3-6: Hydrologischer Längsschnitt der Szenarien beim Extremereignis 83 Abbildung 3-7: Extremereignis mit Überströmsicherung der Deiche (HW extrem_üs ), Bereich 1, mit Überlastungsbereich und eingestauter Fläche 90 Abbildung 3-8: Extremereignis mit Überströmsicherung der Deiche (HW extrem_üs ), Bereich 2, mit Überlastungsbereich und eingestauter Fläche 91 Abbildung 3-9: Extremereignis mit Überströmsicherung der Deiche (HW extrem_üs ), Bereich 3, Überleitungsstelle in den Rhein-Herne-Kanal 92 Abbildung 3-10: Extremereignis mit Überströmsicherung der Deiche (HW extrem_üs ), Bereich 4, mit Überlastungsbereich und eingestauter Fläche 93 Abbildung 3-11: Bemessungsgrundlagen/Hochwasserschutzgrad an der Emscher 98 Abbildung 6-1: Einstautiefen beim HW extrem für das potenzielle Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke 117 Abbildung 7-1: Verfügbare Geländemodelldaten im Emschergebiet 128 Abbildung 7-2: Mögliche Maßnahme Pöppinghauser Riegel 133 Abbildung 7-3: Mögliche Maßnahme Notfallpolder Resser Mark Abbildung 7-4: (mit Einstauflächen HW 100, HW 200 und HW extrem ) 134 Übersicht über die beim Extremereignis mit Überströmsicherung betroffenen Flächen 136 Abbildung 8-1: Faltblatt zum HWAP Emscher, Außenseite 137 Abbildung 8-2: Faltblatt zum HWAP Emscher, Innenseite 138 September 2004 Seite VII

9 Tabellenverzeichnis Tabelle 1-1: Wichtige Nebenläufe der Emscher (nach Gewässerverzeichnis der Emschergenossenschaft und GSK 25, 3. Auflage) 27 Tabelle 2-1: Szenarien für das Extremereignis an der Emscher 33 Tabelle 2-2: Ermittlung der Abflüsse für das HW 100 für den Abschnitt Emscher 2 (km 57,498 km 67,530) 40 Tabelle 2-3: Ermittlung der Abflüsse für das HW 100 für die Abschnitte Oberlauf der Tabelle 3-1: Emscher 1 bis 4 (km 2,220 km 7,755) 41 Eingestaute Flächen in den Überflutungsgebieten HW 100, HW 200 und für das Extremereignis 45 Tabelle 3-2: Vergleich der Volumina aus der 1D-Verschneidung und dem 2D- Strömungsmodell für HW Tabelle 3-3: Ermittelte potenzielle Überflutungsgebiete an der Emscher 48 Tabelle 3-4: Tabelle 3-5: Tabelle 3-6: Tabelle 3-7: Tabelle 3-8: Tabelle 3-9: Tabelle 3-10: Tabelle 3-11: Tabelle 3-12: Tabelle 3-13: Tabelle 3-14: Tabelle 3-15: Tabelle 3-16: Tabelle 3-17: Tabelle 3-18: Eingestaute Flächen, Einstauvolumina und maximale Einstautiefen in den potenziellen Überflutungsgebieten 49 Herne Nord/Schalke: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke 60 Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des potenziellen Überflutungsgebietes Schalke/ Herne Nord 61 Karnap: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Karnap 67 Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des potenziellen Überflutungsgebietes Karnap 67 Boye: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Boye 73 Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des potenziellen Überflutungsgebietes Boye 73 Alte/Kleine Emscher: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Alte/Kleine Emscher 81 Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des pot. Überflutungsgebietes Alte/Kleine Emscher 82 Herne Nord/Schalke: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW extrem 85 Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke 87 September 2004 Seite VIII

10 Tabelle 3-19: Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des potenziellen Überflutungsgebietes Schalke/ Herne Nord 88 Tabelle 3-20: Vergleich HW extrem und HW extrem_üs (Extremereignis mit Überströmsicherung) 89 Tabelle 3-21: Bereich 1, Herne Nord: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW extrem_üs 90 Tabelle 3-22: Bereich 2, Schalke: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW extrem_üs 92 Tabelle 3-23: Vergleich der Scheitelabflüsse in der Emscher ober- und unterhalb der Deichversagensstellen 94 Tabelle 3-24: Übersicht über die Stauanlagen nach 105 LWG im Emschereinzugsgebiet 99 Tabelle 6-1: Ermittelte Gesamtschäden in den Überflutungsgebieten je Stadt und Jährlichkeit 119 Tabelle 6-2: Ermittelte Gesamtschäden in den potenziellen Überflutungsgebieten je Stadt/Gemeinde und Jährlichkeit 120 Tabelle 6-3: Ermittelte Gesamtschäden für das Extremereignis 121 Tabelle 6-4: Ermittelte Schäden in den potenziellen Überflutungsgebieten nach Bereichen 122 September 2004 Seite IX

11 Anlagen- und Kartenverzeichnis Texte und Tabellen Anmerkung: Anlage 1: Anlage 1.2: Anlage 1.3: Anlage 1.7: Anlage 1.9: Anlage 2.3: Anlage : Anlage : Anlage 2.4.2: Anlage 2.5: Anlage 3.1: Anlage 3.5: Anlage 3.6: Anlage 3.7: Anlage 3.8: Anlage 3.10: Anlage 4.5: Anlage 5: Die Nummerierung der Anlagen bezieht sich auf die jeweiligen Kapitel des Berichts. Übersicht Daten Zuständigkeiten im Blattschnittübersicht Niederschlag Schutzgebiete Bemessungswassermengen, Ermittlung Extremereignis, Zusammenstellung der Abflüsse für das Extremereignis, Überlastungsbereiche bei Extremereignis Hydraulische Längsschnitte Dortmund-Deusen bis Mündung: - HW 100 und HW 200 Hydraulische Längsschnitte Dortmund-Deusen bis Mündung: - Extremereignis Hydraulische Längsschnitte oberhalb Dortmund-Deusen: - HW 100 Kurzbeschreibung NASIM Begriffsklärung Überflutungsgebiete Historische Hochwasserereignisse Pegel Bauwerke an der Emscher Deiche an der Emscher Pumpwerke der Emschergenossenschaft Verhaltensvorsorge, Befragung der Kommunen, Alarmpläne Methodik der Schadensermittlung September 2004 Seite X

12 Anlage 6.2: Anlage 6.3: Schäden je Stadt/Gemeinde und Schäden Gesamtgebiet Schäden nach Bereichen und Schäden Extremereignis Karten Anlage K1.1: Übersichtskarte Verwaltung, Maßstab 1: Anlage K1.2: Übersichtskarte Gelände und Niederschlag, Maßstab 1: Anlage K1.3: Übersichtskarte Realnutzung, Maßstab 1: Anlage K1.4: Übersichtskarte Gebietsmodelle, Maßstab 1: Anlage K1.5: Übersichtskarte Überflutungsgebiet und potenzielles Überflutungsgebiet der Emscher, Maßstab 1: Anlage K2: Detailkarte Emscher Gewässerlauf, 4 Blätter, Maßstab 1: Anlage K3.0: Übersichtskarte Szenario Deichversagen, Maßstab 1: Anlage K3.1: Karte Szenario Deichversagen Deusen, Maßstab 1: Anlage K3.2: Anlage K3.3: Anlage K3.4: Karte Szenario Deichversagen Kleingartenanlage Mengede, Maßstab 1: Karte Szenario Deichversagen Waldfriedhof und Resser Mark, Maßstab 1: Karte Szenario Deichversagen Herne Nord/Schalke, 2 Blätter, Maßstab 1: Anlage K3.5: Karte Szenario Deichversagen Erle, Maßstab 1: Anlage K3.6: Karte Szenario Deichversagen Horst, Maßstab 1: Anlage K3.7: Karte Szenario Deichversagen Insel, 3 Blätter, Maßstab 1: Anlage K3.8: Karte Szenario Deichversagen Karnap, Maßstab 1: Anlage K3.9: Karte Szenario Deichversagen Boye, Maßstab 1: Anlage K3.10: Karte Szenario Deichversagen Schwarze Heide, Maßstab 1: September 2004 Seite XI

13 Anlage K3.11: Anlage K3.12: Anlage K3.13: Karte Szenario Deichversagen Alte/Kleine Emscher, 3 Blätter, Maßstab 1: Karte Szenario Deichversagen Nassenkampgraben, Schlagregenshof und Averbruch, Maßstab 1: Karte Szenario Deichversagen Pflipsenhof, B8, Am Birnbaum, Eppinghoven und Stapp, Maßstab 1: Anlage K4.1: Karte Hochwasserereignis HW extrem und Szenario Deichversagen, Maßstab 1: Anlage K4.2: Karte Hochwasserereignis HW extrem_üs mit Überströmsicherung, 4 Blätter, Maßstab 1:10.000/1: Anlage K5.1: Anlage K5.2: Anlage K5.3: Karte Mögliche Maßnahme beim Extremereignis Pöppinghauser Riegel, Maßstab 1:10.000/1: Karte Mögliche Maßnahme beim Extremereignis Resser Mark, Maßstab 1:10.000/1: Karte Mögliche Maßnahme beim Extremereignis Deiche mit Überströmsicherung, Maßstab 1: September 2004 Seite XII

14 Abkürzungsverzeichnis Abkürzung Bedeutung AA Arbeitsanweisung innerhalb der Emschergenossenschaft AGA Allgemeine Geschäftsanweisung innerhalb der Emschergenossenschaft AKNZ Akademie für Katastrophenschutz, Notfallmanagement und Zivilschutz in Bad Neuenahr/Ahrweiler ATKIS Amtliches Topografisch-Kartografisches Informations-System ATKIS DLM 25 Digitales Landschaftsmodell des Amtlichen Topografisch-Kartografischen Informations-Systems, Maßstab 1: Bez.-Reg. Bezirksregierung BFZ Betriebsführungszentrale der Emschergenossenschaft in Bottrop BHQ Abfluss beim Bemessungshochwasser BHW Wasserstand beim Bemessungshochwasser BMS Betriebliches Managementsystem der Emschergenossenschaft BNatG Bundesnaturschutzgesetz BWK Bund der Ingenieure für Wasserwirtschaft, Abfallwirtschaft und Kulturbau e.v. DGK5 Deutsche Grundkarte, Maßstab 1:5000 DGM5 Digitales Geländemodell, Rasterweite 10 m x 10 m DGM25 Digitales Geländemodell, Rasterweite 50 m x 50 m DIN EN ISO 9001:2000 Qualitätsmanagementsystem; Norm, entwickelt von der International Organisation for Standardization (ISO), als Europanorm (EN) übernommen und durch das Deutsche Institut für Normung (DIN) als national gültig anerkannt DMS Dokumentenmanagementsystem der Emschergenossenschaft DuBA Dienst- und Betriebsanweisungen DVWK Deutscher Verband für Wasserwirtschaft und Kulturbau e.v. EG Emschergenossenschaft EU Europäische Union FFH-Richtlinie Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie der EU FG Flussgebiet GEP Gebietsentwicklungsplan GIS Geographisches Informations-System GLA Geologisches Landesamt (jetzt Geologischer Dienst) HQ index Hochwasserereignis (Abfluss) mit Angabe der Jährlichkeit oder Detailinformation im Index GW Grundwasser HHW Höchstwasserstand (am Pegel) HW index Hochwasserereignis (Wasserspiegel) mit Angabe der Jährlichkeit oder Detailinformation im Index HWAP Emscher HY Hydrotec GmbH, Aachen IKSR Internationale Kommission zum Schutz des Rheins KVP Kontinuierlicher Verbesserungsprozess (Bestandteil der Zertifizierung) LAWA Länderarbeitsgemeinschaft Wasser LDS Landesamt für Datenverarbeitung und Statistik NRW LEP Landesentwicklungsplan LG NRW Landschaftsgesetz Nordrhein-Westfalen LÖBF Landesanstalt für Ökologie, Bodenordnung und Forsten LUA Landesumweltamt Nordrhein-Westfalen LV Lippeverband LWG Landeswassergesetz LWK Landwirtschaftskammer m ü. NN Meter über Normalnull September 2004 Seite XIII

15 Abkürzung MAA MNW MUNLV MURL N-A-Modell NN NRW Pot. ÜFG PW RHK SGA StAWA StUA SüwKom SüwVKan T n TIN UDK ÜFG ÜSG ULB VA WHG WRRL ZAA Bedeutung Musterarbeitsanweisung innerhalb der Emschergenossenschaft Mittlerer Niedrigwasserstand (am Pegel) Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (bis 1999 MURL) Ministerium für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft Nordrhein- Westfalen (seit 2000 MUNLV) Niederschlag-Abfluss-Modell Normalnull Nordrhein-Westfalen Potenzielles Überflutungsgebiet Pumpwerk Rhein-Herne-Kanal Spezielle Geschäftsanweisung innerhalb der Emschergenossenschaft Staatliches Amt für Wasser und Abfall (jetzt StUA) Staatliches Umweltamt Selbstüberwachungsverordnung kommunale Kläranlagen Selbstüberwachungsverordnung Kanal (für Kanalisationsnetze) Angabe der Jährlichkeit eines Hochwasserereignisses Triangulated Irregular Network (unregelmäßiges Dreiecksnetz) Umweltdatenkatalog Überflutungsgebiet Überschwemmungsgebiet Untere Landschaftsbehörde Verfahrensanweisung innerhalb der Emschergenossenschaft Wasserhaushaltsgesetz Wasserrahmenrichtlinie der EU Zentrale Arbeitsanweisung innerhalb der Emschergenossenschaft September 2004 Seite XIV

16 Glossar Abflussvolumen: Summe der im Simulationszeitraum (2D Modellrechnungen) an einem Kontrollquerschnitt durchgeflossenen Wassermenge advektiv: Akteure: bezogen auf Niederschläge: ein Niederschlagstyp, der an horizontale Luftbewegungen gebunden ist und sich häufig in Form von Dauerregen darstellt Handelnde Personen im Kontext der Verfahrens- und Arbeitsanweisungen der EG Arbeitsanweisung: Interne Anweisung der Emschergenossenschaft Ausbaugrad: Bezeichnung für die Leistungsfähigkeit eines Gewässers/einer Anlage in Bezug auf das abführbare Hochwasserereignis Bemessungsabfluss/Bemessungswassermenge: (Hochwasser-)Abflussmenge zur Bemessung von Hochwasserschutzanlagen unter Berücksichtigung eines evtl. vorhandenen Freibords Bemessungsereignis: Hochwasserereignis einer bestimmten Jährlichkeit (z. B. HW 100 ) zur Bemessung von Hochwasserschutzanlagen Bemessungsgrenze: Maximale Belastung einer Anlage entsprechend ihrer Bemessung (z. B. Hochwasserschutzeinrichtung) Betriebliches Managementsystem: Abbildung der Organisationsstruktur der Hauptabteilung Betrieb der EG mit dem Ziel der Qualitätssicherung von betrieblichen Abläufen (BMS) Deichversagen: Annahme eines vollständigen, plötzlichen Versagens eines Hochwasserdeiches mit Einströmen eines Teils der Abflusswelle in das Gebiet hinter dem Deich Dienst- und Betriebsanweisungen : Aus den Arbeitsanleitungen abgeleitete orts- und anlagenbezogene Anweisungen für Mitarbeiter der EG (DuBA) Dokumentenmanagementsystem (DMS): System zur Verwaltung von Dokumenten für das Betriebliche Managementsystem (BMS) Einstauvolumen/Einstauvolumina: Im betrachteten Zeitraum einem Überflutungsgebiet zufließende Wassermenge Einstautiefe: emscher:dialog: Höhe des Wassers über Gelände in [m] in überfluteten Gebieten Kommunikationsplattform der EG für den Umbau des Emschersystems September 2004 Seite XV

17 Extremereignis: Extremes Hochwasserereignis oberhalb der Bemessungsgrenzen der Hochwasserschutzanlagen, das nicht beherrscht werden muss, untersucht in verschiedenen Szenarien: HW extrem_ul : Extremes Hochwasserereignis mit angenommener unendlicher Leistungsfähigkeit der Emscher mit ihren Deichen HW extrem : Extremes Hochwasserereignis mit angenommenem Deichversagen am ersten Überlastungsbereich HW extrem_üs : Extremes Hochwasserereignis mit überströmsicherer Ausbildung der Deichkronen in allen Überlastungsbereichen HW extrem_b : Extremes Hochwasserereignis ohne Rückstaueinflüsse durch Brücken Faltblatt: Freibord: Achtseitige Informationsbroschüre zu Zielen, Aufgaben und Ergebnissen des HWAP Emscher Senkrechter Abstand zwischen Wasserspiegel beim Bemessungsereignis und Deichkrone als Reserve für Windstau, Wellenschlag, Eisgang und evtl. Sicherheitszuschlag (vgl. DIN 19712, Flussdeiche) Großschadensereignis: hier Hochwasserereignis, durch das Leben oder Gesundheit zahlreicher Menschen oder erhebliche Sachwerte gefährdet sind und in dem aufgrund eines erheblichen Koordinierungsbedarfs eine rückwärtige Unterstützung der Einsatzleitung erforderlich ist, die von einer kreisangehörigen Gemeinde/kreisfreien Stadt nicht geleistet werden kann (vgl. FSHG, 1998, 1 Absatz 3) Hochwasser: Zustand eines oberirdischen Gewässers (Fluss See, Meer), bei dem der Wasserstand oder der Abfluss (oder beides) einen bestimmten seltenen Wert überschreitet. Dabei muss es nicht unbedingt zu Überflutungen kommen. Der zeitliche Verlauf des Hochwassers an einer bestimmten Stelle wird Ganglinie genannt, der höchste Wert Hochwasserscheitel. (Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft, 1997) Hochwasserdienst EG: Organisationsrahmen für Einsätze im Hochwasserfall Hochwasserbereitschaft EG: 1. Stufe der Aktivitäten bei Prognose eines Hochwassers Hochwassereinsatz EG: 2. Stufe der Aktivitäten bei Eintreten des Hochwasserfalls Ist-Zustand: Begriff verwendet für das Hydraulikmodell; die Abbildung des Gewässerverlaufs der Emscher mit Deichhöhen und Bauwerken entspricht i. W. dem Zustand Mitte der 90er-Jahre; die Emscher oberhalb Landwehrbach bis Kläranlage Dortmund-Deusen wurde 2000 neu vermessen September 2004 Seite XVI

18 Jährlichkeit: konvektiv: Eintretenshäufigkeit; z. B. HW 100 : ein Hochwasser, das statistisch im Mittel einmal in 100 Jahren auftritt bezogen auf Niederschläge: ein Niederschlagstyp, der an vertikale (aufsteigende) Luftbewegungen gebunden ist und sich häufig in Form von Schauerregen darstellt Lenkungskreis Hochwasser (EG/LV): Arbeitskreis von Mitarbeitern von EG und LV, die die Hochwasserschutzstrategie bei EG und LV erarbeitet haben und die kontinuierliche Umsetzung der Hochwasser-Aktivitätenliste bearbeiten Modell-Kilometer: Angabe der Entfernung zur Mündung der Emscher in den Rhein entsprechend der Darstellung der Emscher im hydraulischen Modell Polder: Einzugsgebiet ohne natürlichen Oberflächenabfluss zu einem Gebietsausgang; auch künstlich entwässertes Gebiet Potenzielles Überflutungsgebiet: hinter Hochwasserschutzeinrichtungen liegendes Gelände (Polderfläche), das beim Versagen oder Überströmen von Hochwasserschutzeinrichtungen überflutet wird (vgl. NRW- Arbeitsgruppe Ermittlung und Festsetzung von Überschwemmungsgebieten, 2001) Rauheit: Maß für die Beschaffenheit einer Oberfläche (z. B. Gewässersohle); hat Auswirkung auf das Strömungsverhalten/Fließgeschwindigkeiten Schaden, Schadenspotenzial: hier synonym verwendet als der durch ein Hochwasserereignis auftretende Wertverlust an Gebäuden, Infrastruktureinrichtungen und Flächen (abh. von Siedlungsdichte, Nutzung und Einstautiefe). Wenn man davon ausgeht, dass ein dargestelltes Überflutungsszenario wirklich eintrifft, entsteht ein realer Schaden, der einen bestimmten Teil des potenziellen Schadens umfasst. In diesem Sinne wird hier von Schaden bzw. Schäden gesprochen, obwohl die dargestellten Szenarien noch nicht eingetreten sind und mit hoher Wahrscheinlichkeit auch nicht eintreten werden. Scheitelabfluss: Schutzgrad: Maximaler Abfluss beim Durchlauf einer Hochwasserwelle in einem Gewässer ähnlich Ausbaugrad, aber mit Bezug auf zu schützende Güter hinter Hochwasserschutzeinrichtungen Station, Stationierung: historisch festgelegte Unterteilung der Emscher, welche aufgrund der vorhandenen Fehlstation durch die Verlegung des Emscherunterlaufes (vgl. Kapitel 2.2) nicht mehr der wahren Fließlänge entspricht Umbau Emschersystem: Konzept zur ökologischen Verbesserung der Emscher und ihrer Nebenläufe (wesentlich ist die Trennung von Abwasser und Niederschlagswasser) September 2004 Seite XVII

19 Überflutungsgebiet: Gebiet zwischen oberirdischen Gewässern und Deichen oder Hochufern sowie sonstiges Gebiet, das bei Hochwasser überschwemmt oder durchflossen oder das für Hochwasserentlastung oder Rückhaltung beansprucht wird (NRW-Arbeitsgruppe, 2001) Überströmungssicherung: Erosionssicherung eines Deich in der Form, dass ein Deichversagen bei Überflutung des Deiches verhindert wird Verfahrensanweisung: Interne Anweisung der Emschergenossenschaft Wasserspiegellage, Wasserspiegel: Höhe der Wasseroberfläche an einer bestimmten Stelle zu einer bestimmten Zeit (abhängig vom Abfluss) 2D-Sektoren: Unterteilung der potenziellen Überflutungsgebiete in Sektoren, die bzgl. Einströmung und Einstauzeitpunkt beschrieben werden September 2004 Seite XVIII

20 Zusammenfassung Aufgabenstellung und Besonderheiten beim Der hier vorliegende Hochwasser-Aktionsplan für die Emscher (HWAP Emscher) ist unter Federführung der Emschergenossenschaft, Essen, in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (MUNLV) erarbeitet worden. Die Arbeiten wurden begleitet von einem Kernarbeitskreis, in dem die für den Hochwasserschutz zuständigen Landesbehörden mitgearbeitet haben. Die Ingenieurgesellschaft Hydrotec, Aachen, wurde im November 2002 mit der Projektbearbeitung beauftragt. Das Gewässersystem der Emscher unterscheidet sich im Abflussverhalten bei Hochwasser wesentlich von allen anderen Gewässern in NRW, da das Einzugsgebiet der Emscher sehr hohe Versiegelungsgrade aufweist, rund 40% der Einzugsgebietsflächen Polder sind, das Hauptgewässer über weite Strecken, insbesondere in Bergsenkungsbereichen eingedeicht ist und zur Gewährleistung einer großen Hochwassersicherheit bis zu einer Jährlichkeit HW 200 hochwassersicher ausgebaut ist. Bedingt durch die Eindeichungen ist das verbleibende natürliche Überflutungsgebiet der Emscher klein, ein Hochwasser in der Emscher fließt im Normalfall (bis zum Bemessungsereignis) zwischen den Deichen ab, nur im Oberlauf werden kleine Flächen in Anspruch genommen. Hochwasserereignisse der Emscher werden von den direkten Emscheranliegern meist wenig oder gar nicht bemerkt. Durch die großen Poldergebiete, die künstlich entwässert werden müssen, ist das natürliche Abflussverhalten erheblich verändert. Diese Poldergebiete hinter den Deichen sind potenziell überflutungsgefährdet. Bei Versagen oder Überströmung der Deiche werden in diesen Gebieten z. T. sehr hohe Schäden auftreten. Die in NRW allgemein übliche Vorgehensweise bei der Aufstellung von Hochwasser- Aktionsplänen musste aus den genannten Gründen an die besonderen wasserwirtschaftlichen Verhältnisse an der Emscher angepasst werden. Untersuchungsschwerpunkte und Dokumentation der Arbeiten Im Einzelnen wurden folgende Themen bearbeitet und beurteilt: Die Gebietsbeschreibung für das gesamte Einzugsgebiet der Emscher ist erarbeitet worden. Mit fünf Übersichtskarten liegen Informationen mit den Themen Verwaltungsgrenzen/Gewässer/Stauanlagen, Geländemodell/Niederschlag, Landnutzung, Gebietsmodelle/Pegel und hochwassergefährdete Gebiete für das Gesamteinzugsgebiet vor. Die von der EG für die Ausbauplanungen der Hochwasserschutzeinrichtungen der Emscher verwendeten Bemessungshochwassermengen aus dem Jahr 1993 (HQ 100 und September 2004 Seite XIX

21 HQ 200 ) sind bzgl. ihrer weiteren Gültigkeit untersucht und bestätigt worden. Darüber hinaus wurden Bemessungswassermengen für extreme Hochwasserabflusssituationen ermittelt. Da das Einzugsgebiet kein natürliches Abflussverhalten aufweist, wurde das Extremereignis über eine Tabellenrechnung bestimmt. Aufbauend auf dem Bemessungswert für das HW 200 wurden die zu erwartenden Zuflussmengen aus Gewässern und Pumpwerken ohne wesentliche Abschläge aufsummiert. Zusätzlich wurde zur Absicherung der Ergebnisse die Extremwertstatistik des Pegels Königstraße in Oberhausen durch die EG überprüft. Diese Untersuchung ergab keine Hinweise auf eine erforderliche Erhöhung der Bemessungswassermengen. Das zur Zeit aufgestellte hydrologische Gebietsmodell, das von der Emschergenossenschaft betreut wird, ist für Prognoserechnungen für ein Extremereignis zur Zeit nicht ausgelegt. Es wird aber kontinuierlich im Zuge des Emscherumbaus weiterentwickelt und soll künftig für Prognoserechnungen auch im Zusammenhang mit den Hochwasserwarnungen - eingesetzt werden. Die Abflussmengen für HW 100, HW 200 und ein Extremereignis wurden für die Aktualisierung der vorhandenen hydraulischen 1D-Modelle des Emscherhauptlaufs (ca. 73 km Gewässerlänge) und für die Ermittlung der Überflutungsgebiete verwendet. Die Wasserspiegellagen für das Extremereignis wurden neu berechnet. Durch die Auswertung der hydraulischen Berechnungen sind alle einstaugefährdeten und Rückstau verursachenden Brückenbauwerke ausgewiesen worden. Durch Verschneidungsberechnung im GIS wurden die Überflutungsgebiete am Hauptlauf und die potenziellen Überflutungsgebiete hinter den Deichen ausgewiesen. Für ausgewählte potenzielle Überflutungsgebiete wurden darüber hinaus hydraulische 2D-Modelle für Flutungsberechnungen bei Deichversagen aufgestellt. Diese Modelle liefern detaillierte Hinweise auf Einstauhöhen und Einströmdauern und können als Grundlage für die Aufstellung von Sonderschutzplänen genutzt werden. Für alle Überflutungsgebiete wurden die eingestauten Objekte nach ihrer Nutzung entsprechend der Klassifizierung im Amtlichen Topografisch-Kartografischen Informations-System (ATKIS) identifiziert und die Hochwasserschäden ermittelt. In den natürlichen Überflutungsgebieten entlang des Emscher Hauptlaufes entsteht nur geringer Schaden. Die großen Schäden entstehen in den potenziellen Überflutungsgebieten bei einem Versagen der Deiche. Wegen des vergleichsweise geringen Abflussvolumens der Emscher können von den ausgewiesenen Gebieten aber im Falle eines Versagens eines Deiches nie alle Gebiete gleichzeitig betroffen sein, die für die einzelnen potenziellen Überflutungsgebiete ausgewiesenen Schäden dürfen somit nicht aufsummiert werden. Insgesamt wurden zwanzig Bereiche mit Überflutungsgefährdung bei Deichversagen ermittelt. Da nicht vorhergesagt werden kann, ob und an welcher Stelle ein Deich versagt, ist eine Aussage über eine höhere oder geringere Gefährdung nur bzgl. der voraussichtlichen Schadenshöhe möglich. September 2004 Seite XX

22 In dem Wissen um den bestehenden hohen Sicherheitsstandard an der Emscher und das Restrisiko eines Versagens von Hochwasserschutzeinrichtungen, wurden hier auch die Auswirkungen eines extremen Hochwasserereignisses in verschiedenen Szenarien und Annahmen untersucht. Untersucht wurde eine Überlastung des Systems mit und ohne Deichversagen. Die Überlastung des Systems tritt ein, wenn das jeweilige Bemessungshochwasser überschritten wird. Im Bereich Herne Nord/Schalke ist die Wahrscheinlichkeit einer Polderflutung zur Zeit am höchsten, da sich dort der erste Überlastungsbereich bei einem extremen Hochwasserereignis befindet. Mit hoher Wahrscheinlichkeit würde der Deich im Falle einer Überströmung durch rückschreitende Erosion zerstört und dicht besiedelte Bereiche hinter dem Deich überflutet. Weiter unterhalb ist wegen des durch diese Polderflutung abgeflachten Wellenscheitels dann nicht mehr mit einer Überströmung weiterer Deiche zu rechnen. Will man diese Auswirkungen einer Polderflutung durch Deichversagen mindern, muss der Deich an der Überlastungsstelle z. B. überströmsicher ausgebildet werden. Diese Maßnahme führt zu einer geringeren Überflutung im Polder Herne Nord/Schalke, zugleich aber zu einem zusätzlichen Überströmungsrisiko im weiteren Verlauf der Emscher. Durch die Überströmungssicherung ergeben sich dann drei zusätzliche Überflutungsbereiche. Daraus resultiert jedoch eine geringere Schadenssumme als bei einem Deichversagen im Polder Herne Nord/Schalke. Als weitere Maßnahmen zur Minderung der Schäden bei einem Extremereignis wurde ein Wasserrückhalt im Bereich Pöppinghausen (Pöppinghauser Riegel) und ein Notfallpolder im Bereich Resser Mark untersucht. Empfehlungen Insgesamt sind ca. dreißig Empfehlungen im Bericht ausgewiesen und in unterschiedlichen Zeithorizonten abzuarbeiten. Die Empfehlungen enthalten nur wenige konkrete bauliche Maßnahmen zur Verbesserung der Hochwassersicherheit, sicher eine Folge des hohen Sicherheitsstandards und Ausbaugrades an der Emscher. Die Hinweise beschränken sich auf die Überströmungsbereiche bei Überschreiten des Bemessungshochwassers und den Einstau von Brückenbauwerken. Die Sicherheitsüberprüfung der im Hochwasserfall (Bemessungshochwasser) eingestauten Brückenbauwerke sollte in der DuBA verankert werden. Es ist auch kurzfristig zu prüfen, ob eine Sicherung der ermittelten Überflutungsbereiche bei einem Extremereignis erfolgen kann. Die Kommunikation mit den Leitstellen der Kreise und kreisfreien Städte ist weiter zu verbessern, z. B. durch einen Informationsaustausch zum HWAP Emscher. Zur Zeit werden im Land NRW Hochwasser-Aktionspläne für alle größeren Gewässer erstellt. Sie sollen generell in größeren Zeitabständen überarbeitet werden. Die Revision des HWAP Emscher ist aber wegen des kontinuierlich laufenden Prozesses des Emscherumbaus ebenfalls als ein kontinuierlicher Prozess anzusehen, d.h. die Aktualisierung September 2004 Seite XXI

23 des HWAP Emscher ist in kurzen Zeiträumen, abhängig vom Fortschritt beim Umbau des Emschersystems, vorzunehmen. Da auch in Zukunft ein umfassendes Hochwasserschutzkonzept für den Bemessungsfall und eine weitergehende Minimierung der Schäden bei einem Extremereignis angestrebt werden, sind die Erkenntnisse aus dem HWAP Emscher in der Planung zum Emscherumbau zu berücksichtigen. Die im HWAP Emscher nicht bearbeiteten Hochwasserereignisse in den Nebenläufen und die von ihnen ausgehenden lokalen Gefährdungssituationen sind im Zuge des Emscherumbaus durch entsprechende Untersuchungen zu überprüfen. Veröffentlichung der Ergebnisse Vorgestellt wurden die Ergebnisse bei einem Präsentationstermin am 29. September 2004 in Oberhausen durch Vertreter der Emschergenossenschaft und des MUNLV. Der projektbegleitende Kernarbeitskreis und die Projektbearbeiter des Ingenieurbüros standen für Rückfragen und Diskussion zur Verfügung. Der Termin wurde durch geeignete Pressearbeit, abgestimmt zwischen dem MUNLV und der Emschergenossenschaft, begleitet. Die Ergebnisse des HWAP Emscher werden in dem vorliegenden Arbeitsbericht dokumentiert. Dieser Bericht wird ab März 2005 über die Projekthomepage im Internet der Öffentlichkeit zugänglich gemacht ( Personenbezogene Informationen sind von der Veröffentlichung ausgenommen. In einem achtseitigen Faltblatt werden die wesentlichen Ergebnisse in übersichtlicher Form sowohl gedruckt als auch digital über die Projekthomepage dargestellt. Aufbau und Gestaltung dieses Faltblattes sind an das Konzept anderer Hochwasser-Aktionspläne in NRW angelehnt, gehen aber auch gezielt auf die besondere Situation an der Emscher ein. Die Kommunen wurden in einem separaten Termin vorab über die grundsätzlichen Ergebnisse des HWAP Emscher informiert. Jede Kommune erhält jeweils mindestens ein vollständiges Berichtsexemplar mit allen Karten und Anlagen. Weitere Informationstermine können bei Aktualisierungen des HWAP Emscher durchgeführt werden. September 2004 Seite XXII

24 0 Veranlassung und Projektorganisation Veranlassung Das Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz lässt entsprechend einer LAWA-Empfehlung von 1999 (LAWA, 1999) für alle größeren Gewässer in NRW Hochwasser-Aktionspläne erarbeiten. Mit dem Erlass IV vom 5. April 2002 wurde festgelegt, dass ein Hochwasser-Aktionsplan für die Emscher erarbeitet werden soll. Die Federführung für die Bearbeitung liegt bei der Emschergenossenschaft, Essen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Gewässern in NRW werden Hochwasserereignisse der Emscher von den (direkten) Emscheranliegern meist wenig oder gar nicht bemerkt. Hochwasser in der Emscher findet im Regelfall zwischen den Deichen statt, es werden keine Flächen außerhalb der Emscherdeiche in Anspruch genommen. Der Grund dafür ist, dass die Emscher von der Mündung in den Rhein bis zur Einmündung des Schellenbruchgrabens (Station 32,6) bis zu einer Jährlichkeit HW 200 hochwasserfrei ausgebaut ist. Oberhalb des Schellenbruchgrabens bis Castrop-Rauxel-Ickern (Station 47,5) hat die Emscher z. Z. einen Ausbaugrad von HW 50, der aber noch weiter bis auf HW 100 erhöht werden soll, bis Dortmund-Dorstfeld liegt der Ausbaugrad bei HW 100. Oberhalb liegt der Ausbaugrad aufgrund geringerer Abflussfülle der Emscher bei HW 20 bis HW 50. Bedingt durch den in weiten Bereichen hohen Ausbaugrad ist das Überflutungsgebiet der Emscher klein und Überflutungen führen zu vergleichsweise geringen Schäden. Bei Versagen oder Überströmung der Hochwasserschutzeinrichtungen treten Schäden in den potenziellen Überflutungsgebieten hinter den Deichen auf. Die Ermittlung dieser potenziellen Überflutungsgebiete sowie die Beurteilung möglicher Auswirkungen der Überflutung dieser Flächen ist ein Aspekt des HWAP Emscher. Da nicht ausgeschlossen werden kann, dass größere Ereignisse als das Bemessungshochwasser auftreten, wurden auch die Auswirkungen eines extremen Hochwasserereignisses untersucht. Der HWAP Emscher gibt Hinweise, wie Schäden soweit wie möglich vermindert werden können und wie eine Hochwasservorsorge strategisch ausgerichtet werden kann. Die Auswirkung von Emscherhochwasser auf die Nebenläufe sowie Hochwasserereignisse der Nebenläufe werden im HWAP Emscher nicht behandelt. Aufgabenstellung Die Aufstellung des HWAP Emscher stützt sich auf die Handlungsempfehlungen zur Erstellung von Hochwasser-Aktionsplänen" der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser vom August September 2004 Seite 1

25 Entsprechend den Handlungsempfehlungen enthalten Hochwasser-Aktionspläne Hinweise bzw. Vorschläge zur Minderung der Schadensrisiken, Minderung der Hochwasserstände, Verstärkung des Hochwasserbewusstseins, Verbesserung des Hochwassermeldesystems. Für die vollständige Bearbeitung wurden umfangreiche Daten erhoben bzw. erarbeitet. In Anlehnung an die Empfehlungen der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser gliedert sich die Bearbeitung eines Hochwasser-Aktionsplanes im Allgemeinen in folgende Bereiche auf: 1. Schritt - Bestandsaufnahme der vorhandenen Daten, 2. Schritt - Ergänzung der vorhandenen um die fehlenden erforderlichen Daten, 3. Schritt - Ermittlung von Defiziten und Maßnahmen zur Verbesserung des Hochwasserschutzes, 4. Schritt - Wirkungsanalyse der ermittelten Maßnahmen und Ermittlung der Kosten der Maßnahmen. Bearbeitungsschritte Die für die Aufstellung des HWAP Emscher erforderlichen Daten wurden von der Emschergenossenschaft i. W. digital zur Verfügung gestellt. Das vorhandene Datenmaterial wurde gesichtet und soweit ergänzt, dass hochwassergefährdete Bereiche erkannt und beschrieben werden konnten. Abzuschließen war Schritt 2 mit der Ermittlung der Hochwasserschadenspotenziale. D.h. es wurden Schadensfunktionen bestimmt und damit Schadenserwartungswerte abgeschätzt. Zur Ermittlung der Werte wurde das Programmsystem HWS-GIS (Hydrotec, 2003) verwendet. Ferner wurden die digitalen Daten mittels des geografischen Informationssystems ArcView aufbereitet. Im 1. Schritt der Bearbeitung sind im Wesentlichen Übersichten über die grundlegenden Daten im Gesamteinzugsgebiet nach einheitlichen Kriterien erarbeitet worden. Damit einher geht eine Dokumentation der Defizite der Bestandsdaten. Im 2. Schritt wurden im Arbeitspunkt Hydraulik die verschiedenen vorhandenen Hydraulikmodelle zusammengefasst und ein zusammenhängendes hydraulisches Modell erstellt. Verbleibende Defizite wurden dokumentiert. Die potenziellen Überflutungsgebiete, die sich als Ergebnis verschiedener Deichversagensszenarien ergeben, wurden teilweise mit Hilfe eines 2D-Strömungsmodelles ermittelt. Der 2. Bearbeitungsschritt endet mit der Ermittlung des jeweiligen Schadens. Im 3. Arbeitsschritt werden Defizite im Hochwasserschutz ermittelt und Maßnahmen zur Minderung dieser Defizite vorgeschlagen. September 2004 Seite 2

26 Die möglichen Maßnahmen werden im 4. Schritt hinsichtlich ihrer Wirkung und - soweit möglich - ihrer Kosten bewertet. Der HWAP Emscher ist als ein Baustein im Hochwasserschutzkonzept für den Emscherhauptlauf zu verstehen. Er soll über Hochwasserereignisse an der Emscher informieren, das Bewusstsein für das Restrisiko des Versagens von Hochwasserschutzeinrichtungen schärfen, mögliche Defizite bis zum Bemessungsereignis darstellen, Maßnahmen zur Schadensminderung für extreme Hochwasserereignisse aufzeigen und Anstöße für den geplanten Emscherumbau geben. Im Zuge des Fortschreitens der Umbaumaßnahmen sind die Aussagen des HWAP Emscher in kürzeren Zeitabständen zu überprüfen. Methodik/Vorgehensweise Hier folgt ein kurzer Überblick über die Methodik und Vorgehensweise im HWAP Emscher. Detailliertere Informationen sind den jeweiligen Berichtskapiteln zu entnehmen. Abflussermittlung/Hochwasserstatistik (vgl. Kapitel 2.3) Grundlage für die hydraulischen Berechnungen war die Hochwasserstatistik von Für die Ermittlung von Einlaufwellen in Poldergebiete wurde die Hochwasserwelle des Ereignisses von 1995 herangezogen. Die Abflussmengen für das untersuchte Extremereignis basieren ebenfalls auf der Hochwasserstatistik von 1993 und einer Faktorisierung der Zuflüsse aus Nebenläufen, Pumpwerken und Dükern. Berechnungen HW 100 /HW 200 (vgl. Kapitel 2.4) Die hydraulischen Berechnungen für das HW 100 und das HW 200 wurden mit dem Wasserspiegellagenprogramm Jabron, Version 6.3, durchgeführt. Die Berechnungsergebnisse sind in hydraulischen Längsschnitten dargestellt. September 2004 Seite 3

27 Ermittlung Überflutungsgebiete (vgl. Kapitel 3.2.1) Auf Basis der hydraulischen Berechnungen und eines digitalen Geländemodells wurden die Überflutungsgebiete ermittelt. Ermittlung potenzielle Überflutungsgebiete (vgl. Kapitel und 3.3) Mit der üblichen Technik einer Verschneidung der Wasserspiegellagen aus den hydraulischen 1D-Berechnungen mit dem digitalen Geländemodell wurden die potenziellen Überflutungsgebiete hinter den Deichen ermittelt. Dabei stellte sich heraus, dass diese Technik speziell für größere Bergsenkungsgebiete nicht angewendet werden konnte, da die sich so ergebenden Einstauvolumina deutlich höher liegen, als das Abflussvolumen der Emscher. Aus diesem Grund wurden die vier großen Polderbereiche Herne Nord/Schalke, Karnap, Boye und Alte/Kleine Emscher mit einer 2D-Strömungsmodellierung und einem Deichversagensszenario ermittelt. Dieses Verfahren erlaubt detailliertere Auswertungen (z. B. Aussagen zu Fließwegen und zeiten). Das Deichversagen wurde dort angenommen, wo die Situation möglichst ungünstig war (niedrige Geländehöhen hinter dem Deich). Schadensberechnung (vgl. Kapitel 5 und 6) Für alle Überflutungsgebiete und potenziellen Überflutungsgebiete wurden die Schäden an Objekten (Wohn-, Gewerbe-, Industriegebäude etc.), an der Infrastruktur und der landwirtschaftlich genutzten Fläche ermittelt und dargestellt. Ermittlung von Defiziten (vgl. Kapitel 7.3 und 6.2.1) Die im Hochwasserschutz bis zur Bemessungsgrenze vorhandenen Defizite wurden ermittelt. Es stellte sich heraus, dass die Hochwasserschäden an der Emscher gering sind, solange die Deiche intakt sind. Ein Überflutungsgebiet mit größerem Schaden kann durch den Umbau eines Brückenbauwerkes in Zukunft vor Überflutungen geschützt werden. Empfehlungen und Maßnahmen (vgl. Kapitel 4, 7.2 und 7.3) Auf Basis der Ergebnisse der vorangehenden Berechnungen wurden Empfehlungen für einen verbesserten Hochwasserschutz ausgesprochen. Die Empfehlungen setzen verstärkt im Bereich der genossenschaftlichen Organisations-, Daten- und Entscheidungsstrukturen der Emschergenossenschaft an. Szenarien Extremereignis (vgl. Kapitel 3.3.5) Auch im Falle einer Überlastung des Systems durch ein extremes Hochwasserereignis oberhalb der Bemessungsgrenze - sollen den Zuständigen durch den HWAP Emscher Mittel an die Hand gegeben werden, Schäden nach Möglichkeit zu minimieren. September 2004 Seite 4

28 Dazu wurden verschiedene Szenarien eines Extremereignisses - mit und ohne Versagen des Systems untersucht. Für die Szenarien wurden die Schäden ermittelt. Maßnahmenvorschläge beim Extremereignis (vgl. Kapitel 7.4, 7.5 und 7.6) Auch die Minderung von Schäden bei einem Extremereignis wurde im HWAP Emscher betrachtet. Drei Maßnahmen Pöppinghauser Riegel, Notfallpolder Resser Mark und Überströmsicherung der Deiche - wurden untersucht und bewertet. Die vorgeschlagenen Maßnahmen werden bei den Planungen zum Emscherumbau geprüft und gegebenenfalls umgesetzt. Projektorganisation Abbildung 0-1 zeigt die Organisationsstruktur zur Erarbeitung des HWAP Emscher. Das Land Nordrhein-Westfalen, vertreten durch das Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (MUNLV), lässt den HWAP Emscher im Rahmen eines landesweiten Konzepts erarbeiten. Die Projektleitung liegt bei der Emschergenossenschaft. Mit der Durchführung der Arbeiten wurde die Ingenieurgesellschaft Hydrotec, Aachen, im November 2002 beauftragt. Die Emschergenossenschaft und die Ingenieurgesellschaft Hydrotec sowie die beteiligten Bezirksregierungen und die Staatlichen Umweltämter (StUÄ) arbeiten in einem Kernarbeitskreis zusammen. Bei Bedarf ist die Einrichtung von Facharbeitskreisen bzw. die Unterstützung durch die Emscher Gesellschaft für Wassertechnik mbh (Emscher Wassertechnik) vorgesehen. Projektbegleitend wurde ein Projekthandbuch (Hydrotec, 2004) erstellt und gepflegt, welches die Projektleitung in wichtigen Koordinationsaufgaben entlasten und die Projektkommunikation im Kernarbeitskreis erleichtern soll. Wesentliche Absprachen werden hier aufgeführt und sind somit für alle Arbeitskreismitglieder nachvollziehbar. Das Projekthandbuch wird zum Ende des Projektes in Papierform erstellt, während der Bearbeitung wurden die Aufgaben über die projektbegleitende, interne Homepage abgewickelt. September 2004 Seite 5

29 Kernarbeitskreis Projektkoordination und Projektbearbeitung Emschergenossenschaft, Essen Hydrotec 2), Aachen Emschergenossenschaft (EG) 1) StUA Lippstadt StUA Hagen StUA Herten StUA Duisburg StUA Krefeld BR Arnsberg BR Münster BR Düsseldorf Fachsitzungen werden nach Bedarf einberufen: Emschergenossenschaft Hydrotec Weitere fachthematisch eingebundene Organisationen 1) durch MUNLV mit der Federführung beauftragt 2) Projektbearbeitendes Ing.-Büro (durch EG beauftragt) Abbildung 0-1: Organisationsstruktur zur Erarbeitung des HWAP Emscher September 2004 Seite 6

30 1 Darstellung des Gebietes des HWAP Emscher Dieses Kapitel soll eine übersichtliche, prägnante Beschreibung der vorhandenen Daten, Modelle sowie der Erkenntnisse zur Beurteilung der Hochwasserverhältnisse an der Emscher liefern. Die Beschreibung besteht aus kurzen Texten, verschiedenen Tabellen im Anhang und erläuternden Karten. Angaben zur Herkunft der im HWAP Emscher verwendeten Daten sind der Anlage 1 zu entnehmen. Abbildung 1-1: Übersicht über das Einzugsgebiet der Emscher Im Folgenden werden die im Rahmen des HWAP Emscher erstellten Karten kurz vorgestellt:. Der Gewässerverlauf der Emscher wird mit weiteren Themen in 4 Karten im Maßstab 1: dargestellt. Die Karten enthalten das Überflutungsgebiet und das potenzielle Überflutungsgebiet der Emscher und weitere Schutzgebiete nach Wasserrecht und Naturschutzrecht sowie Maßnahmen und Einrichtungen des Hochwasserschutzes. September 2004 Seite 7

31 In den fünf Übersichtskarten im Maßstab 1: sind folgende Themen zusammengestellt: Verwaltungsgrenzen, Gewässer und Stauanlagen (Anlage K1.1) Gelände und Niederschlag (Anlage K1.2) Landnutzung (Anlage K1.3) Gebietsmodelle und Pegel (Anlage K1.4) Überflutungsgebiet und potenzielles Überflutungsgebiet der Emscher (Anlage K1.5) September 2004 Seite 8

32 1.1 Einzugsgebiet Das oberirdische Einzugsgebiet der Emscher umfasst eine Fläche von ca. 863,5 km², darin sind die Gebiete der Alten und Kleinen Emscher, die über Pumpwerke in den Rhein entwässern, enthalten. Es erstreckt sich vom Ardeygebirge im Südosten, an dessen Westseite die Emscher entspringt, bis an den Rhein bei Dinslaken. In ost-westlicher Richtung beträgt die Ausdehnung ca. 62 km. Die größte Breite in Nord-Süd-Richtung beträgt ca. 21 km. Auf ihrem Weg zur Mündung in den Rhein entwässert die Emscher Städte des zentralen Ruhrgebietes sowie Teile des rechtsniederrheinischen Tieflandes. 1.2 Verwaltungsgrenzen und Zuständigkeiten Das Einzugsgebiet der Emscher liegt ausschließlich im Bundesland Nordrhein-Westfalen. Flächenanteile haben die Regierungsbezirke Arnsberg, Münster und Düsseldorf. Den größten Flächenanteil hat der Regierungsbezirk Arnsberg mit ca. 325 km². Er umfasst Teile der StUÄ Hagen und Lippstadt, der kreisfreien Städte Bochum, Dortmund und Herne sowie des Kreises Unna mit drei Städten und Gemeinden und des Ennepe-Ruhr- Kreises mit zwei Städten. Auf den Regierungsbezirk Münster entfallen ca. 310 km² mit dem südlichen Bereich des StUA Herten. Teile der kreisfreien Städte Bottrop und Gelsenkirchen sowie des Kreises Recklinghausen mit sechs Städten zählen zu diesem Bereich. Den kleinsten Anteil hat der Regierungsbezirk Düsseldorf mit ca. 230 km 2 im Unterlauf der Emscher. In ihm befinden sich Teilbereiche der kreisfreien Städte Duisburg, Essen, Oberhausen und Mülheim a. d. Ruhr sowie des Kreises Wesel mit zwei Städten. Insgesamt 13 Kreise und kreisfreie Städte mit 22 Kommunen liegen im Emschergebiet. Von diesen haben 11 Kommunen Anteil am Gewässerlauf: die 6 kreisfreien Städte Dortmund, Gelsenkirchen, Herne, Essen, Bottrop und Oberhausen, die Gemeinde Holzwickede und die Städte Castrop-Rauxel, Recklinghausen, Herten und Dinslaken. Weitere Anteile am Einzugsgebiet haben die Städte Schwerte, Lünen, Witten, Herdecke, Bochum (kreisfreie Stadt), Waltrop, Datteln, Gladbeck, Mülheim a. d. Ruhr (kreisfreie Stadt), Duisburg (kreisfreie Stadt) und Voerde. Die wasserwirtschaftlichen Aufgaben im Einzugsgebiet der Emscher werden von den drei Bezirksregierungen, den vier genannten StUÄ sowie dem StUA Krefeld im Mündungsbereich, den Unteren Wasserbehörden und der Emschergenossenschaft wahrgenommen. Die Emschergenossenschaft ist auf Grundlage des Gesetzes über die Emschergenossenschaft vom neben der Abwasserreinigung zuständig für die Regelung des Wasserabflusses, die Sicherung des Hochwasserabflusses, die Gewässerunterhaltung und September 2004 Seite 9

33 die Abwasserbeseitigung. Die zuständigen Bezirksregierungen, StUÄ, Unteren Wasserbehörden und Verbände sind: die Bezirksregierungen Arnsberg, Münster und Düsseldorf, die StUÄ Lippstadt, Hagen, Herten, Duisburg und Krefeld, die Unteren Wasserbehörden bei den Kreisen und kreisfreien Städten und die Emschergenossenschaft. Weitere Angaben wie Ansprechpartner, Anschriften etc. können Anlage 1.2 entnommen werden). 1.3 Naturraum und Topographie Die Emscher entspringt im Hixterwald bei Holzwickede südlich von Dortmund oberhalb des sogenannten Emscherquellhofs, auf dem die Emscher in einem künstlichen Quelltopf gefasst wird. Sie durchfließt ein geologisch junges, bis zu 8 km breites Tal, das sich von Dortmund durch das zentrale Ruhrgebiet nach Westen erstreckt und sich zum Rhein hin öffnet. Abbildung 1-2: Die Emscherquelle bei Holzwickede (Quelle: ) Mehrere naturräumliche Einheiten werden von der Emscher durchquert. Nordwestlich der Emscher liegt die Niederrheinebene. Am Nordrand erstreckt sich der vestische Höhenzug. Den größten Flächenanteil macht die Emscherniederung aus. Sie erstreckt sich zwischen Dortmund und Bottrop, und zwar überwiegend nördlich der Emscher. Nach Süden schließen sich die leicht ansteigenden Hellwegbörden sowie der Westenhellweg an, deren Ausläufer dann im Südosten in das Niederbergische-Märkische Hügelland mit den Ruhrhöhen und dem Ardeygebirge übergehen. Das Gelände fällt demnach im Gebietsinneren von Osten nach Westen zum Rhein hin ab. Insgesamt gesehen lässt sich das Emschereinzugsgebiet in folgende Höhenbereiche untergliedern: im Süden der Übergangsbereich zur Mittelgebirgsregion mit Höhen über 150 m ü. NN, September 2004 Seite 10

34 der übrige Bereich entlang der Wasserscheide mit Höhen zwischen 150 bis 100 m ü. NN, der Anschlussbereich zum Gebietsinneren mit Höhen von 100 bis 50 m ü. NN, die Niederungen zwischen 50 und 25 m ü. NN sowie einen kleinen Bereich im äußersten Westen in der mittleren Niederrheinebene mit Höhen unterhalb von 25 m ü. NN. Die höchsten Erhebungen mit bis zu 260 m ü. NN treten im Bereich der Ardeyhöhen am südöstlichen Rand des Einzugsgebietes auf. ( Projekt Emscher). Das Emschergebiet grenzt im Norden an das Einzugsgebiet der Lippe, im Süden an das der Ruhr. Der Rhein-Herne-Kanal begleitet die Emscher im Süden von Oberhausen bis Herne; im Nord-Westen, zwischen Dortmund und Waltrop, liegt der Dortmund-Ems- Kanal parallel zur Emscher. 1.4 Kulturraum und Landnutzung Die vorherrschende Landnutzung im Einzugsgebiet ist die städtische Siedlung, die ca. 48 % der Gesamtfläche einnimmt ( Fast die Hälfte davon - 22,6 % der Gesamtfläche - entfallen auf nichtgewerbliche Siedlungsflächen (Gebäude- und Siedlungsfreiflächen). Dieser Wert liegt annähernd 50 % über dem Durchschnitt des Landes NRW, der ja auch bereits über dem Bundesdurchschnitt liegt. Dem gemäß ist auch die Besiedlungsdichte mit einer durchschnittlichen Bevölkerung von Einwohnern/km 2 im Vergleich zu der mittleren Besiedlungsdichte in Deutschland (230 Einw./km 2 ) außergewöhnlich hoch. Innerhalb des Einzugsgebietes ist Herne die am dichtesten besiedelte Kommune. Weitere Siedlungsschwerpunkte liegen im Bereich der Städte Bochum, Essen, Gelsenkirchen und Oberhausen. Insgesamt leben im Emschereinzugsgebiet ca. 2,4 Mio. Menschen. Der Flächenanteil von Industrie- und Gewerbeflächen beträgt ca. 14 %, die Verkehrsflächen tragen mit ca. 12 % zur städtischen Siedlungsfläche bei. Den zweitgrößten Flächenanteil nehmen die landwirtschaftlichen Ackerflächen mit ca. 18 % ein. Dieser Wert entspricht etwa der Hälfte des Durchschnittswertes in NRW. Die landwirtschaftlichen Flächen befinden sich innerhalb der Freiräume zwischen den Städten sowie an den Rändern des Ballungskerns, vor allem um Waltrop im Nordosten und Oberhausen/Dinslaken im Nordwesten (Emschergenossenschaft, 2002). Auch am Nordrand der Ruhrhöhen und des Ardeygebirges (Lössebenen der Hellwegzone) befinden sich ackerbaulich intensiv genutzte Zonen. Wälder und Grünflächen nehmen insgesamt ca. 12 % der Fläche ein. Auch der Anteil dieser Nutzungsform liegt etwa zur Hälfte unter dem Landesdurchschnitt. Schwerpunkte der Waldflächen liegen in Dortmund, Castrop-Rauxel, Gelsenkirchen/Herten und Bottrop. Andere Nutzungsarten haben nur eine untergeordnete Bedeutung. September 2004 Seite 11

35 Direkt am Gewässer liegt der Anteil an Wohnbebauung, Industrie- und Gewerbeflächen um % niedriger und der Anteil an nicht bebauten Flächen um rund 30 % höher als im Rest des Einzugsgebietes ( 1.5 Böden und Geologie Geologisch gesehen liegt das Einzugsgebiet der Emscher am Südrand des Münsterländer Kreide-Beckens. Unter zumeist Löss- und Niederterrassen oder auch unter älteren quartären Ablagerungen liegen Sand-, Mergel- und Tonsteine der Kreidezeit, die über dem kohleführenden Karbon ein Deckgebirge bilden. Im südlichen Teil des Einzugsgebietes tritt das Deckgebirge an die Oberfläche. Im Einzelnen kann man mehrere geologische Einheiten unterscheiden. Bei dem größten Teil des Einzugsgebietes - südlich der Emscher - handelt es sich um Lössgebiete, und zwar im Bereich des Westenhellweges und des südlichen Emscherlandes sowie in einem inselartigen Bereich nördlich der Emscher am Recklinghauser Lössrücken. Diese Gebiete bestehen hauptsächlich aus Mergel- und Tonmergelsteinen der Oberkreide mit tonigschluffiger bis feinsandiger Überdeckung. Im nördlichen Einzugsgebiet herrschen sandige tertiäre bzw. quartäre Ablagerungen vor, wobei die tertiären Ablagerungen nur im Westen des Emschergebietes vorkommen. Vereinzelt existieren nördlich der Emscher auch Verwitterungsgebiete auf Grund von Tonmergelsteinen der Kreide und Grundmoränen, die wegen ihres Carbonatgehaltes verwitterungsanfällig sind. 1.6 Abbau von Bodenschätzen In den Städten der Hellweg- und Emscherzone (Dortmund, Bochum, Herne, Gelsenkirchen, Bottrop, Oberhausen) begann der Abbau der reichen Kohlenlagerstätten des Karbons um 1870, zu einem Zeitpunkt, als die Technik der Tiefbauzeche bereits entwickelt war. Die verkokbare Kohle, die von der sich entwickelnden Stahlindustrie benötigt wurde, lag unter einem knapp 100 m tiefen Deckgebirge aus Mergelgestein. In das Dinslakener Gebiet, hier besonders nach Hiesfeld am Rande des Oberlohbergs, drang der Bergbau Anfang des 20. Jahrhunderts vor. Bis 1910 stieg die jährliche Fördermenge auf 65 Mio. Tonnen Kohle an. Inzwischen befindet sich der Bergbau in der Emscherzone auf dem Rückzug. Die Auswirkungen des Bergbaus reichen jedoch bis in die Gegenwart. Durch die bergbaubedingten Bodensenkungen von z. T. mehr als 20 m wurden die Uferbereiche häufiger und gewaltiger überflutet. Außerdem trat in den Senkungsbereichen das Grundwasser zu Tage. Deshalb sind heute 38 Prozent des Emschereinzugsgebietes Polderflächen, in denen die gesamte Entwässerung durch technische Maßnahmen (Pumpwerke) gewährleistet werden muss. In einigen Bereichen liegt heute die Gewässersohle über Gelände. Zum Schutz der Poldergebiete wurde die Emscher eingedeicht, was dazu führt, dass heute ein Großteil der einmündenden Nebenläufe der Emscher über Pumpwerke entwässert werden muss. September 2004 Seite 12

36 1.7 Klima/Niederschläge Das Einzugsgebiet der Emscher liegt in der maritim beeinflussten nordwestdeutschen Klimaregion. Die ozeanischen Luftmassen führen zu milden Wintern und kühlen Sommern mit geringen mittleren Jahresschwankungen der Lufttemperatur. Die Jahresdurchschnittstemperatur liegt zwischen 8,5 und 10,5 C je nach regionaler Lage. Im Südosten des Emschergebietes ist es auf Grund der Höhenlage am kältesten. Am wärmsten ist es in der Emscherniederung im Bereich der städtischen Ballungszentren (Oberhausen, Essen, Bochum). Die Niederschlagshöhen nehmen von Osten nach Westen hin ab. Regionale Höhenlagen können jedoch zu Abweichungen von dieser Tendenz führen. In der Gegend um Essen Bredeney beispielsweise finden sich - bedingt durch die Ruhrhöhen in Verbindung mit advektiven Wetterlagen - die höchsten Jahresniederschlagssummen des Einzugsgebietes (über 900 mm). Die niedrigsten Jahresniederschlagswerte finden sich im Bereich des Niederrheinischen Tieflandes (ca. 730 mm). Die durchschnittliche Jahresniederschlagsmenge liegt bei 798 mm. Das Einzugsgebiet lässt sich in folgende Niederschlagszonen einteilen: Essen-Bredeney über 900 mm im Jahresdurchschnitt Essen mm bis 900 mm im Jahresdurchschnitt Bereich Dortmund, Bochum, Recklinghausen/Herten, Gelsenkirchen, nördliches Essen 800 mm bis 850 mm im Jahresdurchschnitt Gladbeck, Bottrop, Oberhausen, Mülheim sowie die Gegend um Waltrop / Castrop- Rauxel / nördliches Dortmund sowie bei Holzwickede bis 800 mm im Jahresdurchschnitt Dinslaken, Duisburg 700 mm bis 750 mm im Jahresdurchschnitt Von der Vielzahl der im Untersuchungsgebiet vorhandenen Niederschlagsmessstellen werden die für den HWAP Emscher bedeutenden in Anlage 1.7 sowie in der Übersichtskarte Gelände und Niederschlag (Anlage K1.2) aufgeführt. Eine Untersuchung der Emschergenossenschaft zu hochwasserwirksamen Niederschlagsereignissen im Einzugsgebiet der Emscher befindet sich ebenfalls in Anlage 1.7. Es zeigt sich, dass sowohl konvektive als auch advektive Niederschlagsereignisse mit vergleichsweise geringen Wiederkehrzeiten zu Hochwasserereignissen in der Emscher führen. Dabei sind Sommerereignisse etwas häufiger als Winterereignisse. 1.8 Grundwasser Das Grundwasser stellt bei den kurzen Hochwasserwellen der Emscher kein hochwasserverschärfendes Problem dar. September 2004 Seite 13

37 1.9 Schutzgebiete In Schutzgebieten sollen das Grundwasser und die Oberflächengewässer sowie Tier- und Pflanzenarten und ihre natürlichen Lebensräume geschützt bzw. wieder entwickelt werden, indem Nutzungsarten, die das Wasser bzw. die Biotope gefährden könnten, in den jeweiligen Schutzgebieten ausgeschlossen werden. Natur- und Landschaftsschutzgebiete sind in ihrer Funktion als natürliche, naturnahe oder halbnatürliche Bereiche für den Hochwasserschutz von Bedeutung. Im HWAP Emscher werden die folgenden Schutzgebietskategorien berücksichtigt: Naturschutzgebiete (nach 13 BNatG), Landschaftsschutzgebiete (nach 15 BNatG), Schutzgebiete (nach 62 LG NRW,) Bereiche für den Schutz der Natur (GEP NRW), FFH-Gebiete (EU-Richtlinie 92/43/EWG), Wasserschutzgebiete (nach 19 WHG), Bereiche zum Schutz der Gewässer (GEP NRW) und Heilquellenschutzgebiete (nach 16 LWG). Es werden nur ausgewiesene Schutzgebiete aufgeführt. Weitere Kategorien von Schutzgebieten werden hier nicht behandelt. Als Datengrundlage diente die digitale Zusammenstellung der LÖBF (Recklinghausen) zu Naturschutzgebieten (NSG), Landschaftsschutzgebieten und zu Gebieten nach 62 LG NRW. Wasserschutzgebiete wurden der Datengrundlage des LUA NRW entnommen, Bereiche zum Schutz der Gewässer und Bereiche für den Schutz der Natur sind in den Gebietsentwicklungsplänen aufgeführt. Die Schutzgebiete im Emschereinzugsgebiet werden in den Detailkarten Emscher Gewässerlauf (Anlage K2) dargestellt. Anzahl und Art der im HWAP Emscher vorliegenden Schutzgebiete werden in Anlage 1.9 aufgelistet Naturschutzgebiete ( 13 BNatG) Naturschutzgebiete werden ausgewiesen, um gefährdete Arten und Biotope zu erhalten. Für die Ausweisung von Naturschutzgebieten sind die oberen Naturschutzbehörden zuständig. Nach 13 Abs. 1 Bundesnaturschutzgesetz (BNatG) sind Naturschutzgebiete wie folgt charakterisiert: Naturschutzgebiete sind rechtsverbindlich festgesetzte Gebiete, in denen ein besonderer Schutz von Natur und Landschaft in ihrer Ganzheit oder in einzelnen Teilen erforderlich ist: 1. Entweder zur Erhaltung von Lebensgemeinschaften oder Biotopen bestimmter wildlebender Tier- und Pflanzenarten oder September 2004 Seite 14

38 2. aus wissenschaftlichen, naturgeschichtlichen oder landeskundlichen Gründen oder 3. wegen ihrer Seltenheit, besonderen Eigenart oder hervorragenden Schönheit Nach Absatz 2 sind alle Handlungen, die zu einer Zerstörung, Beschädigung oder Veränderung des Naturschutzgebietes oder seiner Bestandteile oder zu einer nachhaltigen Störung führen können, nach Maßgabe näherer Bestimmungen verboten. Soweit es der Schutzzweck erlaubt, können Naturschutzgebiete der Allgemeinheit zugänglich gemacht werden. In den meisten Schutzgebieten sind zumindest auf Teilflächen Instandsetzungs- und Pflegemaßnahmen erforderlich, um die Schutzziele zu erreichen. Dazu sollen möglichst Pflege- und Entwicklungspläne aufgestellt werden, welche die Schutzmaßnahmen festlegen und beschreiben. Basis hierfür ist eine detaillierte Bestandserfassung von Biotoptypen, ggf. auch Pflanzengesellschaften, sowie wertbestimmender Tier- und Pflanzenarten. Im Bereich der Emscher umfassen die 56 Naturschutzgebiete eine Fläche von ca ha. Die beiden größten Gebiete sind die Naturschutzgebiete Köllnischer Wald in Bottrop und Dellwiger Bach in Dortmund Landschaftsschutzgebiete ( 15 BNatG) Landschaftsschutzgebiete werden ausgewiesen, um den naturraumtypischen Gebietscharakter zu erhalten, die Leistungsfähigkeit des Naturhaushaltes zu erhalten oder wiederherzustellen und um auch künftigen Generationen die Möglichkeit zu bieten, sich in der Landschaft zu erholen. Für die Ausweisung von Landschaftsschutzgebieten sind die unteren Naturschutzbehörden zuständig. Nach 15 Abs. 1 des BNatG sind Landschaftsschutzgebiete rechtsverbindlich festgesetzte Gebiete, in denen ein besonderer Schutz von Natur und Landschaft erforderlich ist: 1. Entweder zur Erhaltung oder Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit des Naturhaushaltes oder der Nutzungsfähigkeit der Naturgüter oder 2. wegen der Vielfalt, Eigenart oder Schönheit des Landschaftsbildes oder 3. wegen ihrer besonderen Bedeutung für die Erholung Laut Absatz 2 sind in einem Landschaftsschutzgebiet unter besonderer Beachtung des 1 Abs. 3 des BNatG und nach Maßgabe näherer Bestimmungen alle Handlungen verboten, die den Charakter des Gebietes verändern oder dem besonderen Schutzzweck zuwiderlaufen. Als Landschaftsschutzgebiete sind im Emschergebiet ca. 300 Flächen mit einer Gesamtgröße von etwas über ha ausgewiesen. Die größten Flächen für Landschaftsschutzgebiete liegen in Dortmund und Castrop-Rauxel. September 2004 Seite 15

39 1.9.3 Gebiete nach 62 LG NRW Weitere berücksichtigte Schutzgebiete sind die Bereiche zum Schutz bestimmter Biotope entsprechend 62 des Landschaftsgesetzes Nordrhein-Westfalen (LG NRW). In Absatz 1 des LG NRW werden folgende Biotope als schützenswert aufgeführt: 1. Natürliche oder naturnahe unverbaute Bereiche fließender und stehender Binnengewässer einschließlich ihrer Ufer und der dazugehörigen uferbegleitenden natürlichen oder naturnahen Vegetation sowie ihrer natürlichen oder naturnahen Verlandungsbereiche und regelmäßig überschwemmten Bereiche, 2. Moore, Sümpfe, Röhrichte, Riede, Nass- und Feuchtgrünland, Quellbereiche, 3. Binnendünen, natürliche Felsbildungen, natürliche oder naturnahe Blockschutt- oder Geröllhalden, Höhlen und Stollen, Zwergstrauch-, Ginster- und Wacholderheiden, Borstgrasrasen, Magerwiesen und weiden, Trocken- und Halbtrockenrasen, natürliche Schwermetallfluren, Binnensalzstellen, Wälder und Gebüsche trockenwarmer Standorte, 4. Bruch-, Sumpf- und Auwälder, Schluchtwälder, Block- und Hangschuttwälder. Im Einzugsgebiet der Emscher sind vier einzelne kleinste Quellbereiche, einige Gewässerabschnitte (der Spechtsbach in Bottrop ist mit ca. 4 km der längste Abschnitt) und über 200 verstreute meist kleine Flächen nach 62 LG ausgewiesen Bereiche für den Schutz der Natur (GEP NRW) Bereiche für den Schutz der Natur sind besonders schutzwürdige, ökologisch wertvolle Landschaftsbereiche oder -teile, die als Rückzugsgebiete und Regenerationsräume für die Pflanzen- und Tierwelt dienen. In diesen Bereichen ist grundsätzlich den Belangen des Biotop- und Artenschutzes Vorrang gegenüber anderen Nutzungsansprüchen zu geben. Nutzungen, die diese Zielsetzungen beeinträchtigen, dürfen nur erfolgen, wenn die angestrebte Nutzung an einem anderen, weniger konfliktreichen Standort nicht realisierbar ist. In den Bereichen für den Schutz der Natur gelten die Planziele entsprechend den jeweils gültigen Gebietsentwicklungsplänen der Bezirksregierungen Arnsberg, Münster und Düsseldorf. Beispielhaft für die bestehenden Gebietsentwicklungspläne wird im GEP Münsterland der Bezirksregierung Münster (1999) das Wesen der Bereiche für den Schutz der Natur wie folgt erläutert: Die in diesem Gebietsentwicklungsplan dargestellten Bereiche für den Schutz der Natur müssen nicht vollständig in Form festgesetzter Naturschutzgebiete gesichert bzw. entwickelt werden. In die Darstellung sind auch solche Flächen einbezogen, denen für eine Biotopentwicklung eine geringere Priorität zukommt. Es bleibt daher den September 2004 Seite 16

40 naturschutzrechtlichen Verfahren vorbehalten, Art und Umfang des Schutzes von Natur und Landschaft festzusetzen. Neben landschaftsrechtlichen Schutzkategorien sind Kooperationen zwischen Land- bzw. Forstwirtschaft und dem Naturschutz auf Vertragsbasis geeignet. Die Umsetzung von Entwicklungsmaßnahmen in Bereichen für den Schutz der Natur kann auch zu Zwecken der Kompensation von Eingriffen in Natur und Landschaft erfolgen. Anliegen von Regionalplanung und Naturschutz ist der Aufbau eines regionalen Biotopverbundsystems. Zusammenhängende geschützte Lebensräume werden dabei durch Verbindungselemente miteinander verknüpft. In diesem Zusammenhang spielen Gewässerauen, feuchte Niederungen und langgestreckte bewaldete Gebirgszüge als naturgegebene Verbindungskorridore eine besondere Rolle. Derzeitig sind im Gebiet des HWAP Emscher folgende Naturschutzförderprogramme von Bedeutung: das Ökologieprogramm Emscher-Lippe (ÖPEL), das u. a. die Rückgewinnung und Neubegründung ökologischer Potenziale entlang von Emscher und Lippe, die Einbeziehung von Bergsenkungsgebieten als regionale Trittsteinbiotope und den Aufbau eines regionalen ökologischen Freiflächenverbundes zwischen Lippeaue und Ruhr fördert das Kreiskulturlandschaftsprogramm des Kreises Recklinghausen, das den Erhalt wildlebender Pflanzen und Tiere und die Verbesserung ihrer Lebensbedingungen fördert Im Einzugsgebiet der Emscher gibt es 22 Schutzgebiete dieser Art mit einer Gesamtfläche von rund 930 ha. Hierzu gehören z. B. das Naturschutzgebiet Köllnischer Wald in Bottrop oder ein Teil der Königshardt in Oberhausen FFH-Gebiete (EU-Richtlinie 92/43/EWG) Über die regionale und landesweite Bedeutung hinaus haben einige Naturräume auch im internationalen Rahmen einen Schutzstatus. Zu den wichtigsten international bedeutenden Gebieten zählen die Gebiete der Flora-Fauna-Habitat-Richtlinie (FFH). Gemäß der Richtlinie 92/43/EWG des Rates vom (Europäische Union, 1992) zur Erhaltung der natürlichen Lebensräume sowie der wildlebenden Tiere und Pflanzen (Artikel 6 Abs. 2 bis 4) sind geeignete Maßnahmen zu treffen, um in diesen besonderen Schutzgebieten die Verschlechterung der natürlichen Lebensräume sowie Störungen von Arten, für die diese Gebiete ausgewiesen sind, zu vermeiden. Pläne oder Projekte, die diese Gebiete erheblich beeinträchtigen können, erfordern eine Prüfung auf Verträglichkeit mit den für diese Gebiete festgelegten Erhaltungszielen, soweit es sich nicht um Pläne oder Projekte handelt, für die aus Gründen des Bestandsschutzes keine Verträglichkeitsprüfung durchzuführen ist. Zu den FFH-Gebieten im Emschereinzugsgebiet gehören das NSG Rheinaue Walsum, die Kirchheller Heide/Hiesfelder Wald und der Köllnische Wald, wobei nur letzteres FF-Habitat vollständig innerhalb des Einzugsgebietes liegt. Die beiden anderen Schutzgebiete berühren nur in Randbereichen das Emschereinzugsgebiet. Der Köllnische September 2004 Seite 17

41 Wald, der durch naturnahe Waldbewirtschaftung als naturnaher Laubwaldbestand mit unterschiedlichen Waldgesellschaften entwickelt und erhalten bleiben soll, umfasst eine Fläche von ca. 187 ha Wasserschutzgebiete ( 19 WHG) und Bereiche zum Schutz der Gewässer (GEP NRW) Nach 19 Abs. 1 des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) können Wasserschutzgebiete festgesetzt werden, wenn es das Wohl der Allgemeinheit erfordert, 1. Gewässer im Interesse der derzeit bestehenden oder künftigen öffentlichen Wasserversorgung vor nachteiligen Einwirkungen zu schützen oder 2. das Grundwasser anzureichern oder 3. das schädliche Abschwemmen von Niederschlagswasser sowie das Abschwemmen und den Eintrag von Bodenbestandteilen, Dünge- oder Pflanzenbehandlungsmitteln in Gewässer zu verhüten. Weitere Bestimmungen zum Schutz des für die Trinkwasserversorgung genutzten Wassers finden sich in den jeweiligen Wasserschutzgebietsverordnungen. In den GEP NRW wird in den Bereichen zum Schutz der Gewässer deren Funktion als Retentions- und Versickerungsraum betont. So wird als Ziel im GEP Emscher-Lippe der Bezirksregierung Münster (2000) formuliert: Die Funktion der Gewässer und Auen als natürlicher Retentionsraum soll umfassend gesichert bzw. - soweit möglich - wiederhergestellt werden. Die Funktion der natürlichen Gewässer als Lebensräume für Flora und Fauna sowie als Erholungs- und Erlebnisraum für den Menschen soll erhalten bzw. bei ausgebauten oder verrohrten Gewässern durch ökologischen Umbau und Rückgewinnung von Auenbereichen wieder entwickelt werden. In von Siedlungsbereichen überlagerten Bereichen für den Grundwasser- und Gewässerschutz sollen die Belange des Gewässerschutzes im Rahmen der Bauleitplanung unter Beachtung des wasserwirtschaftlichen Vorsorgegrundsatzes besonders berücksichtigt werden. Bei Nutzungskonflikten, insbesondere mit der Landwirtschaft sowie der Rohstoffgewinnung (übertage und untertage), sollen die Belange des Gewässerschutzes im Rahmen der Abwägung berücksichtigt werden. Weitere Beeinträchtigungen der Gewässer oder Verunreinigungen des Grundwassers sind auszuschließen. Durch Kooperationen zwischen Wasserwirtschaft und Landwirtschaft bzw. mit anderen Raumnutzern sollen bestehende Gewässerbelastungen weiter abgebaut werden. Bei raumbedeutsamen Planungen und Maßnahmen soll das anfallende Regenwasser in den Siedlungsgebieten - soweit es die Bodenverhältnisse zulassen - versickert bzw. angrenzenden Gewässern zugeführt werden. September 2004 Seite 18

42 Vier Trinkwasserschutzgebiete des Lippe- und Ruhreinzugsgebietes grenzen mit den Zonen 3 bzw. 3B an das Emschereinzugsgebiet. Trinkwasser aus den angrenzenden Einzugsgebieten von Ruhr und Lippe werden in das Emschergebiet importiert, da das Wasser der Emscher zur Trink- und Brauchwassergewinnung nicht verwendet werden kann Heilquellen ( 16 LWG) Heilquellen sind nach 16, Absatz 1 des LWG: "natürlich zutage tretende oder künstlich erschlossene Wasser- oder Gasvorkommen, die auf Grund ihrer chemischen Zusammensetzung, ihrer physikalischen Eigenschaften oder nach der Erfahrung geeignet sind, Heilzwecken zu dienen". In Absatz 3 heißt es, dass "zum Schutze einer staatlich anerkannten Heilquelle Heilquellenschutzgebiete festgesetzt werden. 19 Abs. 2 bis 4 des Wasserhaushaltsgesetzes, 14 und 15 dieses Gesetzes gelten sinngemäß." Im Emschergebiet gibt es nur ein Heilquellenschutzgebiet in Bochum-Wattenscheid Gewässer Emscher Die Emscher ist ein Gewässer II. Ordnung. Ihre Gewässerkennzahl ist Die Fließlänge beträgt 83,1 km (entsprechend ATKIS-Gewässerstationierung, dritte Auflage, Stand: Dezember 2002). Ihre Quelle liegt in Holzwickede und sie mündet bei Dinslaken in den Rhein (Rhein-km 814,4). Aus orografischer Sicht zählt die Emscher zu den Flachlandgewässern. Sie weist einen Höhenunterschied von 123 m von der Quelle (144 m ü. NN) bis zur Mündung (21 m ü. NN) auf. Daraus ergibt sich ein mittleres Gefälle von 1,5. Bereits auf den ersten 9 km ab der Quelle - am Rande des Ardeygebirges - überwindet die Emscher ein Gefälle von ca. 40 m. Für die restliche Fließstrecke resultiert daraus ein geringeres Gefälle von unter 1 /00. Die Emscher verläuft im Oberlauf von Süd nach Nord, auf der restlichen Fließstrecke von Ost nach West. Im Bereich des oberirdischen Oberlaufs - bis ca. Dortmund-Schönau ist die Emscher bis 3 Meter breit. Von Dortmund-Schönau bis Dortmund-Deusen beträgt die Breite zwischen 3 und 6 Meter. Von Dortmund-Deusen bis Henrichenburg sowie im Mündungsbereich ab Dinslaken-Barmingholten weist sie Breiten zwischen 6 und 12 Metern auf. Für den Abschnitt von Henrichenburg bis Dinslaken nimmt die Breite von ca. 12 bis 15 Meter auf ca. 25 Metern zu. Bei Mittelwasserführung hat die Emscher eine mittlere Abflusstiefe von ca. 1 bis 3 m. September 2004 Seite 19

43 Der "natürliche" mittlere Abfluss der Emscher liegt mit ca l/s verhältnismäßig niedrig. Auf Grund der starken von Menschen verursachten Einwirkungen auf die Emscher liegt der gegenwärtige mittlere Abfluss jedoch um ca. das fünffache höher als der natürliche Abfluss. Grund ist, dass große Mengen des Trinkwassers im Einzugsgebiet der Emscher aus der benachbarten Ruhr stammen. Die Abwässer, die aus diesem Trinkwasser entstehen, fließen der Emscher zu und erhöhen somit die natürliche Abflussmenge ( ) Historische Entwicklung der Emscher Aus flussmorphologischer Sicht ist die Emscher durch technischen Ausbau geprägt. Wie auf der Internetseite beschrieben, war die Emscher bis etwa zur Mitte des 19. Jahrhunderts ein langsam fließender Flachlandfluss mit einer Lauflänge von ca. 109 km. Da das Gefälle der Emscher im überwiegenden Teil der Fließstrecke weniger als 1%0 beträgt, war das Einzugsgebiet relativ breit, was zu einem ausgeprägt gewundenen Lauf und häufigen Überschwemmungen führte. Im Zuge der im 19. Jahrhundert einsetzenden Industrialisierung - mit der dadurch stark zunehmenden Besiedlung - wurde die Emscher als Abwasserkanal für die großen Industriestädte, den Bergbau und die Industriebetriebe verwendet. Infolge der damit einhergehenden Schadstoffeinträge starb praktisch die gesamte Flussfauna der Emscher innerhalb weniger Jahre aus. Der Bergbau im Ruhrgebiet brachte zusätzlich eine besondere Abwasserproblematik mit sich: Aufgrund der Bergsenkungen von teilweise über 20 m trat eine Vorflutstörung ein. Die Emscher dehnte sich bei Hochwasser breiter und langanhaltender aus. Durch die Schadstoffbelastung im Wasser und im zurückbleibenden Schlamm führten die Hochwasserereignisse zusätzlich zur verstärkten Ausbreitung von Epidemien. Um diese Probleme zu beseitigen, begann der technische Emscherausbau. Auf Grund der Bergsenkungen war eine Verrohrung der Emscher und ihrer Nebenläufe nicht möglich. Die Gewässer wurden kanalisiert, um die anfallenden Niederschlags- und Abwässer zügig abzutransportieren. Zusätzlich wurde die Emscher angehoben und eingedeicht. Das Emschersystem entwickelte sich zu einem offenen Schmutzwassergerinne. Zu den durchgeführten Flussregulierungen zählten auch zahlreiche Begradigungen und Umbaumaßnahmen. So musste beispielsweise - infolge der durch den untertägigen Steinkohlenabbau eintretenden Bergsenkungen - der Lauf der unteren Emscher zweimal nach Norden verlegt werden. Von den beiden bei der Flussverlegung entstandenen Altarmen der Emscher hat keiner mehr eine offene Anbindung sowohl zur Emscher als auch zum Rhein. Die Fließstrecke der Emscher verlängerte sich durch diese Verlegungen auf knapp 85 km. Dies entspricht einer Reduzierung der Fließlänge im Vergleich zum ursprünglichen Zustand von 20 % Von Menschen verursachte Belastung der Emscher Durch den Ausbau des Emschersystems konnte die Abwasser- und Überschwemmungsproblematik in dem durch Bergbau, Stahl- und chemische Industrie geprägten Ballungsraum zwar behoben werden, die Wasserqualität blieb jedoch bis in die jüngere Vergangenheit auf Grund der zahlreichen industriellen und kommunalen Einleitstellen sehr September 2004 Seite 20

44 schlecht. Durch die Inbetriebnahme von drei Abwasserbehandlungsanlagen (Kläranlage Dortmund-Deusen, Kläranlage Bottrop und Klärwerk Emschermündung) konnte die Belastung der Emscher mit Industriechemikalien und Nährstoffen bereits stark reduziert werden. Die Niedrigwassermenge der Emscher besteht jedoch auch gegenwärtig noch zu 80% aus Grubenwässern, kommunalen und industriellen Abwässern (LUA NRW, 2001) Ökologische Verbesserung / Umbau des Emschersystems Wasserqualität Durch Inbetriebnahme der drei o. g. Abwasserbehandlungsanlagen konnte die Belastung der Emscher mit Chemikalien und Nährstoffen reduziert werden. In einigen hochbelasteten Nebenläufen muss die Konzentration toxischer Stoffe noch erheblich verringert werden. Zudem steht ein unfassendes Grubenwasserkonzept für die Emscher-Lippe- Region aus. Durch den Bau des parallel zur Emscher verlaufenden zentralen Abwasserkanals, der die Gebiete der Großstädte Essen, Gelsenkirchen, Oberhausen, Bochum und Bottrop sowie weiterer Mittelstädte im Ruhrgebiet ganz oder teilweise entwässern wird, wird die Wasserqualität in der Emscher deutlich verbessert (s. u. und vgl. Kapitel 3.11) Entflechtungskonzept Ziel des ökologischen Umbaus der Emscher soll nicht nur eine verbesserte Wasserqualität sein. Auch die Umgestaltung des Flussbettes in einen naturnäheren Zustand ist geplant. Das Entflechtungskonzept der Emschergenossenschaft umfasst im Wesentlichen die Rückführung des offenen Abwasser-Gewässersystems in getrennte Abwasser- und Gewässersysteme. Alle 24 Pumpwerke, die Wasser aus Nebenläufen oder Polderflächen in die Emscher leiten, werden in das Entflechtungskonzept einbezogen. Alle hier beschriebenen Maßnahmen sind auch Teil des Masterplanes (vgl. Kapitel 3.11). Nachdem die Bergsenkungen entlang der Emscher abgeklungen sind, besteht kein Anlass mehr für eine offene Abwasserableitung. Schrittweise sollen geschlossene Abwasserkanäle gebaut und im Anschluss daran das künstliche Flussbett der Emscher und ihrer Nebenläufe ökologisch verbessert und zu mehr Naturnähe umgestaltet werden. Betonschalen werden entfernt, so dass die Gewässer wieder in einem geschwungeneren Lauf fließen können. Auf diese Weise sind bereits der Deininghauser Bach (Castrop-Rauxel), der Dellwiger Bach (Dortmund) und der Läppkes Mühlenbach (Oberhausen) umgebaut worden Gewässerstrukturgüte Die Strukturgüte der Emscher wird durch die geplanten Maßnahmen im Rahmen des Emscherumbaus deutlich verbessert werden. September 2004 Seite 21

45 Gewässergüte Durch die geplanten Maßnahmen im Rahmen des Emscherumbaus, besonders die Inbetriebnahme des Abwasserkanals Emscher, wird sich die Gewässergüte der Emscher grundlegend verbessern. September 2004 Seite 22

46 Nebenläufe Zahlreiche Nebenläufe führen der Emscher ihr Wasser zu. Die folgende Abbildung 1-3 und die anschließende Tabelle 1-1 führen die wichtigsten Nebenläufe auf. Einige Informationen über die der Emscher zufließenden Abflussmengen können Anlage 2.3 entnommen werden. Abbildung 1-3: Schematische Darstellung der Emscher mit den größeren Nebenläufen September 2004 Seite 23

47 Nebenläufe mit Gewässer-Kennzahl (Emschergenossenschaft) Hörder Bach (277212) Schondelle (277214) Rüpingsbach (277216) Roßbach (27722) Aalbach ( ) Evinger Bach ( ) Nettebach (277232) Groppenbach ( ) Zuordnung (GSK25, 3. Aufl.) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 6,17 km. Mündung bei Emscher-km 72 (Do-Hörde) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 5,2 km. Mündung bei Emscher-km 69,6 (Do-Westfalenpark) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 8,0 km. Mündung bei Emscher-km 66,8 (Do-Schönau) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca.7,6 km. Einmündung bei Emscher-km 62,1 (Bf. Do-Huckarde) Rechter Nebenlauf, Einmündung bei Do-Deusen Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca 1,5 km. Einmündung bei Emscher-km 61,7 (Do-Deusen) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 7,5 km. Einmündung bei Emscher-km 58,9 (Do-Obernette) Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 5,7 km. Einmündung bei Emscher-km 52,5 (CR-Ickern) Quellgebiet bzw. Entstehung Südwestlich der Aplerbecker Mark Dortmund-Wellinghofen (Preinstraße) Dortmund-Barop Dortmund-Marten Nebenläufe Olpkebach ( ); 2,8 km Tielenbach ( ), 1,6 km; Breddegraben, ( ), 1,4 km Kirchhörder Bach ( ), 5,2 km Beverbach ( ), 1,2 km Dellwiger Bach (277222), 3,9 km; Dünnebach ( ), 2,9 km; Oespeler Bach (277224), 2,6 km; Landwehrgraben (Aalbach), keine Gew.- Kz Dortmund-Jungfern Wideybach ( ), 2,9 km; Waltrop-Brockenscheidt (NSG) Kein Nebenlauf Besonderheiten Der Rüpingsbach ist in der GSK 25, 3. Auflage viel länger als im Gewässerverzeichnis der EG. In diesem wird der Nebenlauf ab Dortmund-Barop als Abwasserkanal Witten-Annen bezeichnet. Der Nebenlauf mit der Gew.-Kz , der Aalbach, ist gemäß GSK25, 3. Aufl. der Ewinger Bach Den Nebenlauf Landwehrgraben (Aalbach) gibt es in der GSK Auflage nicht Dieser Nebenlauf existiert gemäß GSK25, 3. Aufl. nicht. Der Ewinger Bach entspricht in der GSK 25 dem Aalbach ( ). Laut EG ist er ein Nebenlauf des Aalbaches Herdicksbach ( ) Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 7,5 km. Einmündung bei Emscher-km 50,5 (CR-Henrichenburg) Waltrop- Lieveringhausen (südwestlich von Witten- Tenbusch) Nur N.N. September 2004 Seite 24

48 Nebenläufe mit Gewässer-Kennzahl (Emschergenossenschaft) Suderwicher Bach ( ) Landwehrbach (277234) Zuordnung (GSK25, 3. Aufl.) Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 2,1 km. Einmündung bei Emscher-km 48,4 (CR-Habinghorst) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 13,1 km. Einmündung bei Emscher-km 42,4 (Herne-Horsthausen) Quellgebiet bzw. Entstehung Recklinghausen- Suderwich südöstlichen Stadtgebiet von Castrop-Rauxel (Obercastrop) Nebenläufe Kein Nebenlauf Sodinger Bach ( ), 1,6 km; Börniger Bach ( ), 1,6 km; Deininghauser Bach (Durchstich), keine Gew.-Kz Besonderheiten Ein Teil des Nebenlaufes mit der Gew.-Kz , der Landwehrbach, ist gemäß GSK25, 3. Aufl. der Deininghauser Bach: laut GSK mündet der Deininghauser Bach in die Emscher und nicht der Landwehrbach. Der Landwehrbach ( ), 2,5 km ist ist gemäß GSK25, 3. Aufl. ein Nebenlauf des Deininghauser Bachs. In dem Teil des Nebenlaufes, der auch im Gew.- verzeichnis der EG der Deininghauser Bach ist, münden laut GSK Auflage 2 weitere Nebenläufe: Dingener Bach ( ); 0,6 km Dornbach ( ), 0,9 km Hauptkanal Recklinghausen ( ) Hellbach (277236) Ostbach ( ) Schmiedesbach ( ) Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 3,3 km. Einmündung bei Emscher-km 42,0. (Herne-König Ludwig) Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 6,7 km. Mündg. bei Emscher-km 40,6. (östl. Herne-Hochlar Mark) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca.6,9 km. Einmündung bei Emscher-km 40,1.(Herne-Baukau) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 2,2 km. Einmündung bei Emscher-km 38,3 (Herne-Crange). Recklinghausen-Zentrum (Nähe Hbf) Herne (südöstlicher Rand des Gysenberger Waldes) Herne-Holsterhausen Keine mit Namen Oberer Dürenbach ( ), 2,4 km Breuskes Mühlenbach ( ), 4,3 km Ostbach-Verbindung Sodinger Bach, keine Gew.-Kz; Westbach (278562) Der Durchstich Dornbach (( ), 0,9 km) entspricht im Gew.verz. der EG nahezu dem Nebenlauf Deininghauser Bach (Durchstich) Beide Nebenläufe des Ostbaches gibt es in der GSK25, 3. Aufl. nicht September 2004 Seite 25

49 Nebenläufe mit Gewässer-Kennzahl (Emschergenossenschaft) Holzbach ( ) Hüllerbach (27724) Knabenbach ( ) Sellmannsbach (277254) Lanferbach (277256) Schwarzbach (277258) Alte Emscher bei Horst ( ) Zuordnung (GSK25, 3. Aufl.) Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 7,4 km. Einmündung bei Emscher-km 34,8 (Gelsenkirchen-Resser Mark, südöstlich) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 17,2 km. Einmündung bei Emscher-km 34,0 (westlich Gelsenkirchen- Unser Fritz). Linker Nebenlauf ( ) der in den Leither Mühlenbach (277252) einmündet. Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca.2,9 km. Einmündung bei Emscher-km 31,0 (Gelsenkirchen-Schalke- Nord). Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 4,1 km. Einmündung bei Emscher-km 28,9 (Gelsenkirchen-Horst). Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 13,1 km. Einmündung bei Emscher-km 26,7 (Grenzbereich zu Essen- Karnap). Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 1,7 km. Einmündung bei Emscher-km 26,5 (ca. 200 m westlich der Schwarzbachmündung). Quellgebiet bzw. Entstehung Südliches Herten- Westerholt Nebenläufe Sienbeckbach ( ), 1,6 km; Quellmühlenbach ( ) Resser Bach (277238) Schnorrgraben ( ); Nordwestlich -Hordell Dorneburger Mühlenbach (277246), 9,2 km; Goldhammerbach (277244), 3,6 km; Hofsteder Bach (277242), 5,5 km kleine Emscher bei Gelsenkirchen (keine Gew.-Kz) Marbach ( ) Gelsenkirchen, nordöstlich des Haupfriedhofes Gelsenkirchen-Bulmke- Hüllen (südösttlich Bulmker Park) Südwestlicher Rand v. Gelsenkirchen-Buer (Westlich des Tagebau gebietes) Essen-Frillendorf Westlicher Rand v. Gelsenkirchen-Horst Keines Keines Besonderheiten Der Nebenlauf des Holzbaches mit der Gew.-Kz , der Resser Bach, hat gemäß GSK25, 3. Aufl. die anderslautende Gew.-Kz : ; Den Nebenlauf Schnorrgraben gibt es im GSK Auflage nicht Der Nebenlauf Dorneburger Mühlenbach heißt laut GSK25, 3. Aufl. Dorneburger Bach. Die kleine Emscher bei Gelsenkirchen existiert in der GSK Auflage nicht. Der Marbach mit der Gew.-Kz ist gemäß GSK25, 3. Aufl. noch ein Teil des Hüller Baches (gew.-kz 27724). Der Nebenlauf Knabenbach mit der Gew.-Kz ist gemäß GSK25, 3. Aufl. ein namenloser Nebenlauf des Börnchenbachs (gew.-kz.: ), der in die Emscher mündet (Emscher-km 33,4). Nur ein namenloses Gewässer Das namenlose Gewässer heißt in der GSK 25, 3. Auflage Alter Lanferbach ( ) Leitherbach ( ), 4,2 km; Wattenscheider Bach ( ), 7,5 km Katernbergerbach ( ), 1,0 km; keines September 2004 Seite 26

50 Nebenläufe mit Gewässer-Kennzahl (Emschergenossenschaft) Boye (27726) Zuordnung (GSK25, 3. Aufl.) Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 13,8 km. Einmündung bei Emscher-km 24,3 (östlicher Rand v. Bottrop-Welheimer Mark). Quellgebiet bzw. Entstehung Nebenläufe Bottrop-Holthausen Wittringer Mühlenbach ( ), 5,6 km; Alter Haarbach ( ), 2,4 km; Brabecker Mühlenbach (277262), 4,7 km; Haarbach (277266), 5,2 km; Hahnenbach (277268), 2,9 km; Kirchschemmsbach ( ), 3,2 km; Liesenfeldbach ( ), 1,6 km; Spechtsbach ( ), 5,3 km; Vorthbach (277264), 4,1 km; Nattbach ( ) Besonderheiten Der Nebenlauf Liesenfeldbach heißt im GSK25, 3. Auflage Liegenfeldbach Der Nattbach ( ) mündet laut GSK Auflage nicht direkt in die Emscher, sondern in den Wittringer Mühlenbach (Gew.-Kz: ), der wiederum in die Emscher mündet. Berne (27728) Linker Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 8,6 km. Einmündung bei Emscher-km 20,7 (Bottrop-Borbeck). Nordöstlich Güterbahnhof Essen-Nord Borbecker Mühlenbach (277284), 11,1 km; Stoppenberger Bach (277282), 4,5 km; Pausmühlen- und Hesselbach, ( ) Pausmühlen- und Hesselbach, ( ) sind in der GSK 25, 3. Auflage ein namenloses Gewässer (277286) Kleine Emscher (277134) Linker Altarm mit einer Fließlänge von ca. 10,3 km. Einmündung bei Rhein-km 791,3 Holtener Mühlenbach ( Lua: ); 2,4 km Röttgersbach ( ), 2,3 km bei EG: N.N. Alte Emscher (277132) Handbach (277296) Linker Altarm mit einer Fließlänge von ca. 7,8 km. Einmündung bei Rhein-km 788,6. Rechter Nebenlauf mit einer Fließlänge von ca. 5,4 km. Einmündung bei Emscher-km 10,7 (Oberhausen-Biefang). Nordwestlich v. Oberhausen-Königshardt Alte Emscher Stockurn ( ), 3,2 km; Beeckbach ( ), 1,2 km Hauptkanal Sterkrade ( ), 5,4 km Tabelle 1-1: Wichtige Nebenläufe der Emscher (nach Gewässerverzeichnis der Emschergenossenschaft und GSK 25, 3. Auflage) September 2004 Seite 27

51 2 Modelle im Einzugsgebiet der Emscher 2.1 Allgemeine Hinweise Im Aktionsplangebiet wurden in den letzten Jahren verschiedene hydraulische und hydrologische Untersuchungen durchgeführt. Die Übersichtskarte Gebietsmodelle (Anlage K1.4) gibt einen Überblick über die z. Z. vorliegenden Informationen. Die Beschreibung der Methodik findet sich in zusammengefasster Form in Kapitel 0. Eine Erläuterung der wichtigsten hier verwendeten Begriffe findet sich im Glossar dieses Berichtes. Die hydraulischen Modelle der Emscher werden in den Kapiteln und beschrieben Hydraulische Modellierung mit Jabron Die hydraulischen Berechnungen an der Emscher wurden mit dem Programmsystem Jabron, Version 6.3, durchgeführt. Jabron ist ein Programmsystem, das für die Berechnung natürlicher bzw. naturnah ausgebauter Gewässer konzipiert worden ist. Es ermöglicht: die Berechnung der lokalen Wasserspiegellagen mit einem stationär gleichförmigen Berechnungsansatz, Wasserspiegellagenberechnungen für stationär ungleichförmigen Abfluss, die Berechnung von mittleren Abflusskurven für die NASIM-Transportstrecken (TAPE18), Berechnung der Sohlschubspannungen zur ökologischen Bewertung des Gewässers, die Kapazitätsberechnung der Profile für stationär ungleichförmigen Abfluss, wobei die Profile beliebig gegliedert sein können, die lagegetreue Berechnung von Überflutungsgebietsgrenzen durch Verwaltung georeferenzierter Daten und Koppelung an ArcView und die redundanzfreie Datenhaltung in einer Datenbank (Berechnungsdaten und Ergebnisse, strukturiert nach Varianten und Rechenläufen). September 2004 Seite 28

52 D-Strömungsmodellierung mit Hydro_AS-2D und SMS Ein Teil der potenziellen Überflutungsgebiete (Polderflächen) wurde über eine 2D- Strömungsmodellierung ermittelt. Hier wurden Deichversagensstellen und eine davon ausgehende Einströmung in die potenziellen Überflutungsgebiete angenommen. Bei den über eine 2D-Strömungsmodellierung ermittelten potenziellen Überflutungsgebieten handelt es sich um die Polderflächen Herne Nord/Schalke, Karnap, Boye und Alte/Kleine Emscher. Sie erhalten bei der 1D-Verschneidungstechnik deutlich zu große Einstauvolumina (vgl. Kapitel 3.2.2). Die hydraulischen 2D-Berechnungen der potenziellen Überflutungsgebiete Herne Nord/Schalke, Karnap, Boye und Alte/Kleine Emscher wurden mit dem 2-D Strömungsmodell Hydro_AS-2D (Nujić, 2002) durchgeführt. Das numerische Verfahren basiert auf der diskreten Lösung der 2-D-tiefengemittelten Strömungsgleichungen, auch als Flachwassergleichung bekannt, mit dem Finite-Volumen Ansatz. In Hydro_AS-2D werden folgende, für die Modellierung von Strömungs- und Abflussvorgängen wesentliche Eigenschaften berücksichtigt: Massen und Impulserhaltung, hohe Stabilität und Genauigkeit für ein breites Spektrum an Fließverhältnissen und zeitgenaue Simulation des Wellenablaufs. Bei der 2-D-Simulation wird die Fließgeschwindigkeit über die Wassertiefe gemittelt, d. h. in jedem Berechnungsknoten ist die Geschwindigkeit über die Tiefe konstant, es herrscht hydrostatische Druckverteilung. Im Gleichungssystem werden drei Unbekannte, die Wassertiefe und die Fließgeschwindigkeit in zwei Komponenten gelöst. Das Programm Hydro_AS-2D arbeitet mit einem aus Vierecks- und Dreieckselementen bestehenden Berechnungsnetz. Der Aufbau des Berechnungsnetzes wurde mit dem Programm SMS (Surface Water Modeling System) Version 7.0 der Firma BOSS International, USA, durchgeführt. Neben dem Aufbau des Berechnungsnetzes werden hier auch alle anderen Bedingungen, die für die hydraulische Berechnung notwendig sind, angegeben. Die Ausgabe-Dateien aus SMS dienen Hydro_AS-2D als Eingangs-Dateien. Die Berechnungsergebnisse werden von Hydro_AS-2D als ASCII-Dateien abgelegt und können zur Betrachtung wieder in SMS eingelesen werden. Über verschiedene Hilfsprogramme (Scripte) können die Ergebnisse im geografischen Informationssystem ArcView angesehen und ausgewertet werden. 2.2 Stationierung der Emscher Es liegen mehrere Stationierungen der Emscher vor, die wesentlichen sind die Stationierung nach Gewässerstationierungskarte GSK25, 2. Aufl., September 2004 Seite 29

53 die Stationierung nach der digitalen Gewässerkarte des Landes Nordrhein-Westfalen, 3. Aufl., von Dezember 2002, die Stationierung der verschiedenen Hydraulik-Abschnitte (Modell-Kilometer) und die bei der Emschergenossenschaft verwendete Stationierung, die in drei Teilen für die neue Emscher, die urbane Emscher und den Emscheroberlauf vorliegt (Station). Verwendet werden die Kilometrierung der Hydraulik-Abschnitte für die jeweiligen hydraulischen Berechnungen (Modell-Kilometer) und die bei der Emschergenossenschaft verwendete Stationierung (Station). Die Station hat verschiedene Besonderheiten: Bedingt durch die Verlegung der Emschermündung nach Norden (wg. Bergsenkungen) ist das neue Südost nach Nordwest verlaufende - Gewässerbett der Emscher zwischen BAB A42 (oberhalb) und Mündung in den Rhein entstanden. Diese Strecke hat eine Länge von ca. 14 km. Die alte Emscher verlief von hier weiter in westlicher Richtung und mündete nach ca. 10 km in den Rhein. Die Stationierung der Emscher ab der Verlegungsstelle nach oberhalb wurde beibehalten mit dem Startwert von 9,92958 km. Dieser Punkt entspricht einer Station ab der neuen Mündung von 14,00347 km (Station ankommend = 14,0+3,47, Station abgehend = 9,9+29,58). Daraus resultiert eine Verschiebung der Kilometrierung von der Verlegungsstelle nach oberhalb um 4,074 km. Diese Stationierung wird von der Emschergenossenschaft als Fehlstationierung bezeichnet. Der Oberlauf der Emscher wird aufgrund seines kleinen Einzugsgebietes wie ein Nebengewässer der Emscher behandelt. Dementsprechend beginnt die Stationierung für den Oberlauf ca. 200 m unterhalb der Einmündung des Hörder Baches mit km 0 und endet unterhalb der Emscherquelle mit km 12, Bemessungswassermengen einschließlich Extremereignis Neben dem HW 200 und dem HW 100 wird im HWAP Emscher auch ein extremes Hochwasserereignis (HW extrem ) berücksichtigt. Gründe für die Ermittlung eines Extremereignisses sind: die Ermittlung der maximalen möglicherweise durch Hochwasser betroffenen Flächen sowie das Erkennen der Überlastungsbereiche des Systems. In den folgenden Kapiteln wird die Ermittlung der Bemessungswassermengen (Kapitel 2.3.1), die Szenarien zum Extremereignis (Kapitel 2.3.2) sowie eine Beschreibung der einzelnen Szenarien (Kapitel bis Kapitel 2.3.6) vorgestellt. Weitere Unterlagen sind in Anlage 2.3 und Anlage wiedergegeben. Details zur Ermittlung der Polderflächen können Kapitel 3.3 entnommen werden. September 2004 Seite 30

54 2.3.1 Bemessungswassermengen für die hydraulischen Modelle Für die hydraulischen Berechnungen im Rahmen des HWAP Emscher wurden die z. Z. gültigen Bemessungswassermengen der Hochwasserstatistik der Emschergenossenschaft von 1993 verwendet (Emschergenossenschaft, 1993). Die Hochwasserstatistik liefert Daten an den Pegeln der Emscher von der Mündung bis zum Pegel Dorstfeld. Oberhalb des Pegels Dorstfeld wurden plausible Annahmen zu den Abflussmengen getroffen (vgl. Kapitel 2.4.2). Um die Statistik von 1993 zu überprüfen, wurde die Pegelreihe des Pegels Königstraße bis 2003 verlängert und die Daten mit der gleichen Methodik wie 1993 (Trendbereinigung, Gumbel-Verteilung) aufbereitet. Es zeigte sich, dass sich z. B. für das HW 200 annähernd identische Abflüsse am Pegel Königstraße ergaben (1993: 349 m³/s; 2003: 344 m³/s). Auch die hohen Abflussereignisse der 90er Jahre (HHW 1995) kehren den leicht negativen Trend der Zeitreihe nicht um, da die Abflüsse aus den 50er und 60er Jahren trendbereinigt überschätzt werden (massive Gebietsveränderungen, Bergbau, Versiegelung). Damit bietet die Pegelstatistik der Emscher von 1993 (bestätigt durch Erlass des MUNLV, früher MURL) für den HWAP Emscher und die Abbildung des hydraulischen Ist-Zustandes (incl. der Ermittlung des Extremereignisses) eine ausreichend sichere Datengrundlage. Da der Trend der Abflüsse negativ ist, kann davon ausgegangen werden, dass es sich bei den jetzt ermittelten Werten um Maximalwerte handelt. Für die jeweiligen Zwischenzustände beim Emscherumbau müssen dann die Grundlagen für die hydraulischen Modelle fortgeschrieben werden. Betrachtet wurden die Hochwasserquantile HW 100, HW 200 und HW extrem. Die hydraulischen Berechnungen wurden für die gesamte Emscher für HW 100 durchgeführt, für den Abschnitt von der Mündung in den Rhein bis Dortmund-Deusen wurde auch das HW 200 sowie ein HW extrem ermittelt (vgl. Kapitel 3). Unter der Annahme, dass bei einem Extremereignis Düker und Pumpwerke abflusslimitierend wirken, wurden die maximalen Düker- bzw. Pumpwerksleistungen angesetzt. Die Nebenläufe mit freier Vorflut im Oberlauf der Emscher bis zur Mündung des Hellbachs wurden mit einem Faktor von 1,3 bzw. 1,4 auf das HQ100 beaufschlagt. Die sich aus diesem Ansatz ergebenden Abflussmengen erreichen an der Mündung in den Rhein eine Höhe von ca. 700 m³/s und liegen damit um mehr als das 2-fache über den HQ Abflüssen. Der Ansatz, Abflüsse maximaler Düker- bzw. Pumpwerksleistungen anzusetzen, zeigt, dass Düker und Pumpwerke in der Summe nicht begrenzend wirken (vgl. Anlage 2.3). Weiter wurde eine Ermittlung der extremen Abflüsse über eine Faktorisierung häufig verwendet zur Ermittlung eines Extremereignisses durchgeführt. Dabei wurde ein Faktor von 1,3 auf die HQ 100 -Abflüsse (Startwert Pegel Dorstfeld) aufgeschlagen. Die Jährlichkeit eines so ermittelten Extremereignisses kann mit Tn >= 500 eingeordnet werden. Aufgrund der besonderen Gefährdungssituation der Emscher in den flussabwärts liegenden Bereichen (Anhäufung von großen Werten hinter den Deichen) wurde der Faktor auf 1,4 (zwischen Nettebach und Hüllerbach) bzw. 1,5 (ab Schwarzbach bis zur September 2004 Seite 31

55 Mündung in den Rhein) erhöht. Mit dieser Berechnung steigt der Abfluss bis auf 476 m³/s im Mündungsbereich an. Die so ermittelten, nach einer einheitlichen Systematik aufgestellten Abflussmengen wurden für die Berechnungen des Extremereignisses verwendet. Die Berechnungen liegen in Form einer Tabelle vor, die in Anlehnung an die Hochwasserstatistik von 1993 aufgestellt wurde. Die Grundlagen der Ermittlung und die resultierenden Abflussmengen sind Anlage 2.3 zu entnehmen Szenarien Extremereignis In der hydraulischen 1D-Berechnung zeigte sich, dass das Extremereignis nicht in allen Querschnitten schadlos abgeführt werden kann. Aus den Überlegungen zum Extremereignis ergeben sich vier verschiedene Szenarien (Fall1 bis Fall 4), die in der folgenden Tabelle und in den Kapiteln bis dargestellt werden. Eine detaillierte Beurteilung der Verhältnisse im Hauptlauf; in den Überlastungsbereichen und den Poldergebieten ist jedoch nur mit einem hydraulischen 2D-Modell möglich (vgl. Kapitel und 3.3.5). September 2004 Seite 32

56 Fall Nr. Abfluss Emscher-Abbildung Deiche Brücken Bezeichnung Fall 1 Tabellarische Ermittlung über Spenden (mit Faktor) und max. PW-Leistung Überall unendliche Leistungsfähigkeit Mit fiktiver Erhöhung Realitätsnahe Abbildung HW extrem_ul Fall 2 Wie Fall 1 mit Berücksichtigung der Polderentlastung an oberster Überlastungsstelle Realitätsnah mit Überlastungsbereichen Realitätsnah mit Deicherosion bei Polderflutung Realitätsnahe Abbildung HW extrem Fall 3 Wie Fall 1 mit Kappung der Abflussspitze in den Überlastungsbereichen Realitätsnah mit Überlastungsbereichen Deichkronen in Überlastungsbereichen überströmsicher Realitätsnahe Abbildung HW extrem_üs Fall 4 Wie Fall 1 Wie Fall 1 ohne Brücken Wie Fall 1 Aufhebung aller Rückstaueinflüsse HW extrem_b Tabelle 2-1: Szenarien für das Extremereignis an der Emscher September 2004 Seite 33

57 2.3.3 Extremereignis mit unendlicher Leistungsfähigkeit der Emscher (HW extrem_ul ) Für das Szenario gelten folgende Hinweise/Annahmen: Der Extremabfluss kann im gesamten Emscherhauptlauf abgeführt werden. In den Überlastungsbereichen (vgl. Abbildung 2-1) sind die Deiche durch fiktive Wände erhöht. Die Brücken sind im Ist-Zustand abgebildet. In weiten Bereichen wird die Kapazität der Deiche überschritten, so dass besonders im Bereich Gelsenkirchen/Essen/Bottrop/Oberhausen die Deiche teilweise ein- oder beidseitig überströmt werden. Die Tabelle Überlastungsbereiche bei Extremereignis in Anlage 2.3 zeigt die Stellen, an denen die Deiche unter den o. g. Annahmen überströmt werden (vgl. auch Abbildung 2-1). Jede dieser Stellen müsste also erhöht werden, damit das Extremereignis schadlos abgeführt werden kann. Abbildung 2-1: Darstellung der Überlastungsbereiche beim Extremereignis mit unendlicher Leistungsfähigkeit der Emscher September 2004 Seite 34

58 2.3.4 Extremereignis (HW extrem ) Für das Szenario gelten folgende Hinweise/Annahmen: Der Extremabfluss kann aufgrund der vorhandenen Überlastungsbereiche nicht in jedem Querschnitt abgeführt werden. Die Emscher mit Deichen und Brücken wird für den Ist-Zustand (realitätsnah) abgebildet. Im obersten Überlastungsbereich (dieser liegt im Bereich der angenommenen Deichversagensstelle für den Polder Herne Nord/Schalke) wird der Deich überströmt und dabei erodiert. Der Polder Herne Nord/Schalke wird geflutet. Unterhalb des erodierten Deichbereichs tritt aufgrund des geringen im Emscherhauptlauf verbleibenden Abflusses von ca. 136 m³/s kein Schaden mehr auf. Der sich ergebende Überflutungsbereich im Polder Herne Nord/Schalke wurde mit Hilfe einer 2D-Simulation ermittelt und das Schadenspotenzial bestimmt (vgl. Kapitel und 6) Extremereignis mit Überströmsicherung (HW extrem_üs ) Für das Szenario gelten folgende Hinweise/Annahmen: Der Extremabfluss kann aufgrund der vorhandenen Überlastungsbereiche nicht in jedem Querschnitt abgeführt werden. Brücken werden für den Ist-Zustand (realitätsnah) abgebildet. Die Deiche in allen Überlastungsbereichen werden überströmsicher ausgebildet. Im obersten Überlastungsbereich wird der Deich überströmt. Aufgrund der Überströmsicherung wird nur die Abflussspitze gekappt und in den Polder Herne Nord/Schalke gelenkt. Nach unterhalb wird bordvoller Abfluss weitergegeben, d. h. alle unterhalb liegenden Überlastungsbereiche sind weiter von Bedeutung. Seitliche Zuflüsse erhöhen die Abflussmenge. Im nächsten Überlastungsbereich wird aufgrund der Überströmsicherung wieder nur die Abflussspitze gekappt, nach unterhalb wird bordvoller Abfluss weitergegeben. Unterhalb des Überlastungsbereiches 4, Oberhausen Neue Mitte tritt keine Gefährdung mehr auf. September 2004 Seite 35

59 Zur genauen Ermittlung und Abbildung der Überlastungsbereiche beim Extremereignis wurden die Deichhöhen aus einer neuen Vermessung aus 2003 (erstellt im Rahmen der Planungen zum Emscherumbau) verwendet, die teilweise von den vorliegenden Daten abwichen. Für alle anderen Berechnungen wurden die Höhendaten aus dem hydraulischen 1D-Modell bzw. aus der von der Emschergenossenschaft zur Verfügung gestellten Vermessung verwendet Extremereignis ohne Rückstaueinfluss der Brücken (HW extrem_b ) Für das Szenario gelten folgende Hinweise/Annahmen: Der Extremabfluss kann im gesamten Emscherhauptlauf abgeführt werden. In den Überlastungsbereichen (vgl. Abbildung 2-1) sind die Deiche durch fiktive Wände erhöht. Es wird angenommen, dass alle Rückstaueinflüsse durch Brücken entfallen. Alle Brücken unterhalb der Mündung Schmiedesbach (ca. Stat. 34,35) wurden aus dem Hydraulik-Datensatz entfernt. Die Brücken oberhalb stellen keine Abflusshindernisse in dem Sinne dar, dass die Deiche durch den Einfluss der Brücken überströmt werden. Zur Herstellung dieses Zustandes müssten nahezu alle Brücken umgebaut/angehoben werden und die Deiche in den verbleibenden Überlastungsbereichen erhöht werden. Diese Berechnung wurde durchgeführt, um die Wirkung der Brücken qualitativ beurteilen zu können. Die Tabelle der Überlastungsbereiche in Anlage 2.3 zeigt, dass die Brücken einen erheblichen Einfluss auf die Wasserspiegellagen haben und die überströmten Bereiche in Anzahl und Höhe der Überströmung deutlich verringert werden (vgl. dazu auch Abbildung 2-2). September 2004 Seite 36

60 Abbildung 2-2: Darstellung der Überlastungsbereiche beim Extremereignis mit unendlicher Leistungsfähigkeit der Emscher ohne Rückstaueinfluss durch Bauwerke 2.4 Hydraulische Modelle Hydraulisches 1D-Modell der Emscher von Dortmund-Deusen bis zur Mündung Hydrotec hat in den Jahren 1998 bis 2001 ein aktualisiertes hydraulisches Modell für den Emscherhauptlauf aufgestellt (Abschnitt Emscher 1), das die Emscher von Station 57,604 in Dortmund-Deusen (Kläranlage Dortmund-Deusen, unterhalb der Aalbachmündung) bis zur Mündung in den Rhein umfasst. Detaillierte Angaben zu Datengrundlagen, Berechnungsparametern, Kalibrierung und Ergebnissen der hydraulischen Berechnung sind dem Bericht Aktualisierung des hydraulischen Gewässermodells Emscher (Hydrotec, 2001b) zu entnehmen. Die hydraulischen Daten liegen in einer Jabron6-Datenbank vor. Die Wasserspiegellagen wurden auf Grundlage der aus der Pegelstatistik (Emschergenossenschaft, 1993) stammenden Abflusswerte berechnet. Für die hier verwendeten Berechnungen HW 100 und HW 200 wurden die Ergebnisse aus der genannten Studie verwendet. Die hydraulischen Längsschnitte befinden sich in Anlage September 2004 Seite 37

61 Zur Ermittlung und Berechnung des Extremereignisses vgl. Kapitel 2.3, die Längsschnitte befinden sich in Anlage Hydraulische 1D-Modelle oberhalb von Dortmund-Deusen Oberhalb von Dortmund-Deusen und anschließend an das hydraulische Modell von Hydrotec existieren verschiedene hydraulische Modelle aus den 90er Jahren, die wahrscheinlich den Ist-Zustand des Gewässers abbilden. Alle Modelle wurden vom Ing.-Büro Fischer, Erftstadt, aufgestellt. Die vorhandenen hydraulischen Berechnungen wurden nicht mit Abflüssen entsprechend der Pegelstatistik der Emscher (Emschergenossenschaft, 1993) durchgeführt, so dass neue Berechnungen notwendig wurden. Die hydraulischen Längsschnitte sind Anlage zu entnehmen. Folgende hydraulische Modelle wurden im Zuge der Überarbeitung des HWAP Emscher überarbeitet: Abschnitt Emscher 2: Emscher: Station 57,498 67,530 (Bahnbrücke in Dortmund- Hörde bis Kläranlage Dortmund-Deusen) Daten: JABRON6-Datenbank (Datei emist6.mdb) vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse aus N-A-Modell Kläranlage Dortmund-Nord (jetzt Dortmund-Deusen) (entsprechen nicht den Werten der Pegelstatistik von 1993) mit Jährlichkeiten HW 1, HW 2, HW 5, HW 10, HW 25 und HW 50 Abschnitt Oberlauf der Emscher 1: Oberlauf der Emscher: Station 2,220 3,301 (Stationsbezeichnung Fischer-Datei: 2,130 3,391) (Dortmund-Schüren, Brücke Nagelpötchen bis oberhalb Krupp-Hoesch-Gelände) Daten: WSPLWA-Datensatz (Datei: profil1a.wsp) vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse keiner Jährlichkeit zuzuordnen Abschnitt Oberlauf der Emscher 2: Oberlauf der Emscher: Station 3,301 4,850 (Stationsbezeichnung Fischer-Datei: 3,402 4,850) (Dortmund-Aplerbeck, Brücke Rodenbergstraße bis Dortmund-Schüren, Brücke Nagelpötchen) Daten: WSPLWA-Datensatz (Datei: profil2a.wsp) vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse keiner Jährlichkeit zuzuordnen Abschnitt Oberlauf der Emscher 3: Oberlauf der Emscher: Station 4,850 6,002 (Stationsbezeichnung Fischer-Datei: 4,850 5,571) (Dortmund-Aplerbeck, Brücke Gosekamp bis Dortmund-Aplerbeck, Brücke Rodenbergstraße) Daten: WSPLWA-Datensatz (Datei: profil3.wsp) vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse keiner Jährlichkeit zuzuordnen Abschnitt Oberlauf der Emscher 4: Oberlauf der Emscher: Station 6,003 7,755 (Stationsbezeichnung Fischer-Datei: 6,003 7,755) (Dortmund-Sölde, Brücke Sölder Straße bis Dortmund-Aplerbeck, Brücke Gosekamp) Daten: WSPLWA-Datensatz (Datei: emschii.wsp) vorliegende hydraulische Berechnungen: Abflüsse keiner Jährlichkeit zuzuordnen September 2004 Seite 38

62 Verwendete Abflüsse Bis zum Pegel Dortmund-Dorstfeld liegen Daten aus der Pegelstatistik von 1993 (Emschergenossenschaft, 1993) vor, oberhalb des Pegels wurden die Abflüsse abgeschätzt. Die beiden oberhalb des Pegels Dortmund-Dorstfeld liegenden Pegel im Oberlauf der Emscher bei Station 2,5 und Station 5,9 wurden im N-A-Modell des Einzugsgebietes der Kläranlage Dortmund-Nord (jetzt DO-Deusen) (Emschergenossenschaft, 1998a) berücksichtigt und gehen so auch in den HWAP Emscher ein. Abschnitt Emscher 2: Die Abflüsse wurden aus den folgenden Informationen abgeleitet: Abflüsse für HQ 100 aus der Pegelstatistik (Emschergenossenschaft, 1993) für den Abschnitt Einmündung Nettebach bis Pegel Dortmund-Dorstfeld, Staffelung der Abflüsse aus der Wasserspiegellagenberechnung HW 50 des Ing.-Büros Fischer entsprechend dem Niederschlag-Abfluss-Modell des Einzugsgebietes der Kläranlage Dortmund-Nord (Emschergenossenschaft, 1998a). Verglichen wurden der bekannte Wert am Pegel Dortmund-Dorstfeld für HQ 100 mit 111 m³/s mit dem an dieser Stelle angesetzten Wert vom Büro Fischer für das HQ 50 mit 76,05 m³/s. Der Wert für HQ 100 liegt somit um den Faktor 1,46 höher. Die vom Büro Fischer verwendeten Abflüsse für HQ 50 oberhalb des Pegels Dortmund-Dorstfeld wurden zur Ermittlung der HQ 100 -Abflüsse ebenfalls mit dem Faktor 1,46 multipliziert. Daraus ergaben sich die in der folgenden Tabelle aufgeführten Abflusswerte: September 2004 Seite 39

63 Profilnummer Station Abfluss HQ 50 aus Hydraulik Ing.-Büro Fischer Abfluss HW 100 Bemerkung ,498 98,42 130, ,750 89,26 122, ,056 70,71 112,00 Abflüsse aus ,209 70,66 112,00 Pegelstatistik ,450 70,50 112, ,041 70,82 112, ,421 71,49 111, ,978 70,89 111, ,097 76,05 111, ,852 38,52 56, ,500 37,84 55,23 Abflüsse ,441 40,67 59,36 abgeschätzt: ,389 32,74 47,79 Multiplikation ,975 23,09 33,70 mit Faktor 1, ,955 23,19 33, ,530 34,60 50,50 Tabelle 2-2: Ermittlung der Abflüsse für das HW 100 für den Abschnitt Emscher 2 (km 57,498 km 67,530) Abschnitt Oberlauf der Emscher 1 bis 4: Diese im WSPLWA-Format vorliegenden Profile wurden in das JABRON6-Format konvertiert. Zur Bestimmung der Abflüsse HQ 100 wurde wie für Abschnitt Emscher 2 beschrieben verfahren. September 2004 Seite 40

64 Profilnummer IB Fischer Station Zufluss/Bauwerk Abfluss HQ 50 aus Hydraulik IB Fischer Abfluss HW 100 Bemerkung ,220 DO, Brücke B 236n 26,50 38, ,473 DO, uh. Brücke Adelenstraße (B 236) 25,80 37, ,097 DO, uh. Brücke am Kommunalfriedhof 25,70 37, ,391 DO, uh. Brücke Nagelpötchen (Schüren) 24,40 35,61 Abflüsse ,877 DO, oh. Brücke Lindstraße 24,30 35,47 abgeschätzt: ,291 DO, Fabrikgelände Ringofenstraße 20,30 29,63 Multiplikation - 4,740 DO, oh. Brücke Rodenbergstraße (Aplerbeck) 20,80 30,36 mit Faktor 1,46-5,070 DO, oh. Brücke Wittbräucker Straße 18,80 27,44 (Aplerbeck) - 5,568 DO, oh. Brücke Schweizer Allee 13,90 20,29 (Aplerbeck) - 6,046 DO, oh. Brücke Gosekamp (Aplerbeck) 15,70 22,92-6,414 DO, Unter dem Kirchweg (Aplerbeck) 11,50 16,79-7,131 DO, Schule (Sölde) 13,20 19,27-7,654 DO, oh. Brücke Am Kapellenufer 8,30 12,11 (Sölde) ,755 DO, oh. Brücke Am Kapellenufer (Sölde) 7,20 10,51 Tabelle 2-3: Ermittlung der Abflüsse für das HW 100 für die Abschnitte Oberlauf der Emscher 1 bis 4 (km 2,220 km 7,755) Georeferenzierung (Lagebestimmung) der Profile Die Profile für die Abschnitte Emscher 2 und Oberlauf der Emscher 1 bis 4 lagen nicht georeferenziert vor. Die Lagebestimmung der Profile wurde wie folgt durchgeführt: Abschnitt Emscher 2: Die Lage der Profile wurde auf Grundlage der Stationierung der Emschergenossenschaft festgelegt (vgl. Kapitel 2.1.1). Abschnitt Oberlauf der Emscher 1 bis 4: Die Stationierung wurde aus einer Übersichtskarte der Studie "Niederschlag-Abfluss-Modell des Einzugsgebietes der Kläranlage Dortmund-Nord" übernommen. Auf dieser Grundlage und Hinweisen aus den Profildaten zu Bauwerken oder anderen markanten Punkten (z. B. Hoeschwerke) konnte die Lage der Profile festgelegt werden. 2.5 Hydrologische Modellierung mit NASIM Für das gesamte Einzugsgebiet der Emscher existiert ein hydrologisches Grobmodell, abgebildet im Programmsystem NASIM. Das Grobmodell ist Mitte der 90er Jahre aufgestellt worden und ist nicht mehr aktuell. Außerdem sind Ereignisse über BHW nicht berücksichtigt. September 2004 Seite 41

65 Das Modell ist in 16 Teileinzugsgebieten bereits verfeinert worden. Zur Zeit werden für weitere Teileinzugsgebiete Detailmodelle aufgestellt. Die in den hydraulischen Berechnungen verwendeten Abflüsse sind aus den angeführten Gründen nicht aus dem hydrologischen Modell entnommen worden, sondern aus der Pegelstatistik ermittelt worden. Eine Kurzbeschreibung zum Programmsystem NASIM ist Anlage 2.5 zu entnehmen. 2.6 Weitere Modelle Für das Einzugsgebiet der Emscher existiert eine Vielzahl weiterer Modelle. Für verschiedene Zwecke wurden und werden Modelle aufgestellt. Zu nennen sind hier z. B. die Schmutzfrachtmodelle, die für ca. 100 Teileinzugsgebiete unterhalb von Dortmund- Deusen aufgestellt worden sind. Auch für die Bearbeitung verschiedener Aufgaben im Rahmen des Entflechtungskonzeptes (vgl. Kapitel ) sind Modelle notwendig. September 2004 Seite 42

66 3 Hochwasserschutz und Hochwassergefährdung Im HWAP Emscher werden die im "Endentwurf zur Ermittlung und Festsetzung von Überschwemmungsgebieten" (NRW-Arbeitsgruppe Ermittlung und Festsetzung von Überschwemmungsgebieten, 2001) eingeführten Begriffe verwendet. Das Dokument kann in Anlage 3.1 eingesehen werden. Dort befindet sich auch eine Abbildung der Grenzen des Überflutungsgebiets und anderer Teile des hochwassergefährdeten Gebietes zur Erläuterung der Begriffe. Ebenfalls in Anlage 3.1 befinden sich ein Auszug aus den Handlungsempfehlungen der Ministerkonferenz für Raumordnung (MKRO 2000) und eine tabellarische Auflistung der bekannten hochwassergefährdeten Gebiete. Die Beschreibung der Methodik findet sich in zusammengefasster Form in Kapitel 0. Eine Erläuterung der wichtigsten hier verwendeter Begriffe findet sich im Glossar dieses Berichtes. Für die Emscher lagen bisher keine Erkenntnisse zu Überflutungsgebieten und potenziellen Überflutungsgebiete vor. Diese Flächen wurden im Rahmen des HWAP Emscher für das HW 100 für den gesamten Emscherverlauf mit Ausnahme der Quellregion ermittelt. Für das HW 200 und das Extremereignis wurden die Flächen für den Bereich von Dortmund-Deusen bis zur Mündung bestimmt. Oberhalb Dortmund-Deusen wurden für diese Berechnungsfälle keine Flächen ermittelt, da das Einzugsgebiet hier nur eine geringe Größe aufweist (als BHW ist bis zur Einmündung Rüpingsbach HW 50 angesetzt, oberhalb gilt HW 20 ), der Oberlauf der Emscher ab Einmündung des Hörder Bachs als Nebenlauf angesehen wird, z. Z. ca. 90% der Kanalbaumaßnahmen umgesetzt worden sind und der Gewässerumbau bevorsteht (beide Maßnahmen mit großer Auswirkung auf den Hochwasserabfluss) und sich weitere hochwasserwirksame Maßnahmen, wie z. B. Rückhaltebecken in DO- Ellinghausen und DO-Mengede in Planung befinden. Die Hochwasserereignisse HW 200 und HW extrem sollen für den Bereich oberhalb Dortmund-Deusen mit den dann aktuellen Abflussmengen in der nächsten Aktualisierung des HWAP Emscher berücksichtigt werden. Hinweis: Überflutungsgebiete und potenzielle Überflutungsgebiete für die Nebenläufe der Emscher werden im HWAP Emscher nicht ermittelt. September 2004 Seite 43

67 3.1 Allgemeine Hinweise Im Zuge der Untersuchungen zu den Überflutungsgebieten an der Emscher stellte sich heraus, dass die in anderen Hochwasser-Aktionsplänen übliche Technik zur Flächenermittlung mit einer Verschneidung von Wasserspiegellagen aus hydraulischen 1D- Berechnungen im HWAP Emscher nicht, bzw. nicht in allen Überflutungsgebieten angewendet werden konnte. Der Grund liegt in den bereichsweise großen Bergsenkungsbereichen, die hinter den Deichen der Emscher sehr große Poldervolumina hervorrufen. Diese Poldervolumina stellen ein Mehrfaches des maximalen Emscherabflussvolumens dar. Aus diesem Grund wurde im Kernarbeitskreis beschlossen, die großen Polderbereiche mit einer 2D-Strömungsmodellierung und einem Deichversagensszenario zu berechnen. Kapitel beschreibt die Auswahl des Berechnungsverfahrens für die Polderbereiche, in Kapitel 3.3 werden die mit dem 2D-Strömungsmodell ermittelten potenziellen Überflutungsgebiete detailliert beschrieben. 3.2 Überflutungsgebiete und Potenzielle Überflutungsgebiete Überflutungsgebiete/Gesetzlich festgesetzte Überschwemmungsgebiete Für die Emscher wurde bisher kein Überflutungsgebiet ermittelt, ebenso wie für die Nebenläufe der Emscher. Aufgrund der Eindeichung der Emscher existiert kein Überflutungsgebiet HW 100 außerhalb des eingedeichten Bereiches mit Ausnahme von einigen kleinen Flächen in den Rückstaubereichen von Nebenläufen. Nur im Bereich der Stadt Dortmund erstreckt sich das Überflutungsgebiet auf größere Gebiete: Dortmund-Schüren bis Dortmund-Aplerbeck, weite Auenbereiche Dortmund-Westfalenpark, Bereich Buschmühlenteich Dortmund-Mitte, Bereich NSG Bolmke Dortmund-Mitte, Bereich ober- und unterhalb Brücke B 54 Dortmund-Dorstfeld, Bereich ober- und unterhalb Bahnbrücke Dortmund-Schönau, oberhalb Rheinlanddamm und Rückstaubereich Rüpingsbach Dortmund-Dorstfeld, Gewerbegebiet Dortmund-Dorstfeld Nord Dortmund-Ellinghausen, Rückstau in den Ellinghauser Graben Castrop-Rauxel, Rückstau in namenloses Gewässer bei Emscher-km 40,4 September 2004 Seite 44

68 Recklinghausen, Rückstau in namenloses Gewässer bei Emscher-km 40,1 Herten, Rückstau in den Schellenbruchgraben kurz oberhalb Einmündung Die genannten Überflutungsgebiete können in den Detailkarten Emscher Gewässerlauf (Anlage K2) eingesehen werden. Überflutungsgebiet HW 100 HW 200 Extremereignis Fläche in ha Fläche in ha Fläche in ha Dortmund 123,2 15,4 *) 20,3 *) Castrop-Rauxel 1,5 1,8 3,2 Recklinghausen 1,3 1,8 3,3 Herten ,4 Herne - - 1,9 Gelsenkirchen ,8 Summe 126,0 19,0 *) 55,9 *) *) HWextrem und HW200 von Dortmund-Deusen bis zur Mündung berechnet (vgl. Kapitel 3) Tabelle 3-1: Eingestaute Flächen in den Überflutungsgebieten HW 100, HW 200 und für das Extremereignis Insgesamt ergeben sich ca. 415 ha Überschwemmungsfläche für das HW 100. Zieht man die Flächen ab, die zwischen den Deichen bzw. in den Rückstaubereichen der Nebenläufe liegen, verbleibt ein Überflutungsgebiet von nur noch ca. 126 ha. Die zugehörigen Flächen befinden sich fast ausschließlich im Stadtgebiet Dortmund (ca. 123 ha). Bei der Summenbildung muss beachtet werden, dass das HW 200 und das Extremereignis nicht für die gesamte Emscher ermittelt wurden (vgl. Kapitel 3) Potenzielle Überflutungsgebiete Für die Emscher lagen bisher keine potenziellen Überflutungsgebiete vor. Potenzielle Überflutungsgebiete sind Flächen, die bei Versagen oder Überströmen von Hochwasserschutzeinrichtungen überflutet werden. Sie wurden im Rahmen des HWAP Emscher ermittelt. In der Regel werden die potenziellen Überflutungsgebiete durch Verschneidung der Wasserspiegellagen des jeweiligen Hochwasserereignisses mit dem Gelände hinter den Deichen ermittelt. Die Geländehöhen wurden von der Emschergenossenschaft zur September 2004 Seite 45

69 Verfügung gestellt und lagen als 10m-Raster bzw. in Teilbereichen auch als 2m-Raster vor. Dies Verfahren führte an der Emscher in einigen der ermittelten Polderflächen - besonders in Bergsenkungsbereichen mit Einstautiefen von z. T. über 10 m - zu einem Einstauvolumen, das durch ein Emscherhochwasser mangels Abflussvolumen nicht erreicht werden kann. Das Abflussvolumen für ein HW 100 (ermittelt aus dem 1995er Ereignis) beträgt für den Pegel Oberhausen-Königstraße (gemessen ab einem Abfluss von 250 m³/s auf dem aufsteigenden Ast der Hochwasserwelle für einen Zeitraum von 60 Std.) ca. 23 Mio. m³. Beim oberhalb gelegenen Pegel Buer-Sutum liegt das Abflussvolumen für das HW 100 (gemessen ab einem Abfluss von 150 m³/s auf dem aufsteigenden Ast der Hochwasserwelle für einen Zeitraum von 60 Std.) bei ca. 14,5 Mio. m³. Dort, wo sich mit der 1D-Verschneidungsmethodik höhere Volumina ergeben (vgl. Tabelle 3-2), wurde das Einstauvolumen über eine 2D-Strömungsmodellierung ermittelt (vgl. Kapitel und 3.3). Ausgedehnte Senkungstrichter, für die eine 2D-Strömungsmodellierung durchgeführt wurde, sind die Polder Herne Nord/Schalke (Kommunen Gelsenkirchen und Herne), Karnap (Kommunen Essen, Gelsenkirchen und Gladbeck), Boye (Kommunen Bottrop und Essen) und Alte/Kleine Emscher (Kommunen Duisburg und Oberhausen). Die folgende Tabelle stellt die mit der 1D-Verschneidungstechnik ermittelten Volumina den in der 2D-Modellierung ermittelten gegenüber. Polder Volumen 1D-Verschneidung in Mio. m³ Volumen 2D-Strömungsmodell in Mio. m³ Herne Nord/Schalke 36 7,2 Karnap und Boye 81 10,8 und 3,7 Alte/Kleine Emscher 315 7,1 Tabelle 3-2: Vergleich der Volumina aus der 1D-Verschneidung und dem 2D- Strömungsmodell für HW 200 Weitere größere Polderbereiche, die mit der 1D-Verschneidungsmethodik ermittelt worden sind, sind sortiert nach Einstauvolumen - die Polder Insel (Kommunen Gelsenkirchen, Essen, Bottrop und Oberhausen), Horst (Kommune Gelsenkirchen) und Schwarze Heide (Kommune Oberhausen). September 2004 Seite 46

70 Das Insel genannte potenzielle Überflutungsgebiet erstreckt sich über ca. 14 Kilometer südlich der Emscher entlang des Rhein-Herne-Kanals. Hier ist zu beachten, dass dieser Bereich sicher nicht in Gänze eingestaut wird, sondern je nach Lage eines möglichen Deichversagens abschnittsweise betroffen sein wird und dass ein Großteil des eingestauten Volumens auf die Fläche des Kanals entfällt. Bei einer Aktualisierung des HWAP Emscher wären Horst und Schwarze Heide die nächsten Bereiche, die über eine 2D-Strömungssimulation abgebildet werden sollten. Generell ist zu sagen, dass eine 1D-Verschneidung immer ein ungenaueres Ergebnis liefert als eine 2D-Strömungssimulation. Aufgrund der großen Einstauvolumina in vielen Polderbereichen und des begrenzten Abflussvolumens der Emscher ist davon auszugehen, dass jeweils nur eine Polderfläche von einem Hochwasserereignis betroffen werden kann, da das unterhalb verbleibende geringere Abflussvolumen in der Emscher schadlos abgeführt werden kann. Damit ergibt sich, dass die Schäden in den potenziellen Überflutungsgebieten nicht aufsummiert und als Gesamtschaden betrachtet werden dürfen (vgl. Kapitel 6). Für die potenziellen Überflutungsgebiete mit geringem Einstauvolumen (vgl. Tabelle 3-4) gilt die Annahme der Nicht-Gleichzeitigkeit nicht, hier gäbe es eine theoretische - wenn auch unwahrscheinliche - Möglichkeit von mehrfachem Deichversagen. An der Emscher entstehen (potenzielle) Überflutungsgebiete bis zum Bemessungshochwasser (HW 100 ab Station 58,1 bzw. HW 200 unterhalb Station 32,6) mit Ausnahme des Gewerbegebietes Dortmund-Dorstfeld Nord, wo der Deich überströmt wird, nur unter der Annahme eines Deichversagens. Für das Extremereignis gibt es mehrere Überlastungsbereiche, an denen die Kapazität des Querschnittes nicht ausreicht (vgl. Kapitel 2.3 und Kapitel 3.8). Die potenziellen Überflutungsgebiete sind in der Übersichtskarte Hochwassergefährdetes Gebiet (Anlage K1.5) sowie in den Detailkarten Emscher Gewässerlauf (Anlage K2) gelb dargestellt. Eine Übersicht gibt Abbildung 3-1. Im GEP Emscher-Lippe (Bezirksregierung Münster, 2000) wird explizit formuliert, dass in den potenziellen Überflutungsgebieten auf das Risiko der Hochwassergefährdung im Rahmen der Bauleitplanung und der Genehmigungsverfahren hinzuweisen ist. September 2004 Seite 47

71 Gemeinde(n) Bezeichnung Polder/ potenzielle Überflutungsgebiete Ermittlungsmethode Dortmund Deusen 1D-Verschneidung Dortmund Mengede, Kleingartenanlage 1D-Verschneidung Herten/Herne/Gelsenkirchen Waldfriedhof 1D-Verschneidung Gelsenkirchen/Herne Herne Nord/Schalke 2D-Strömungsmodell Gelsenkirchen Resser Mark 1D-Verschneidung Gelsenkirchen Erle 1D-Verschneidung Gelsenkirchen Horst 1D-Verschneidung Essen/Gelsenkirchen/Gladbeck Karnap 2D-Strömungsmodell Bottrop/Essen Boye 2D-Strömungsmodell Gelsenkirchen/Essen/Bottrop/Oberh. Insel 1D-Verschneidung Duisburg/Oberhausen Alte/Kleine Emscher 2D-Strömungsmodell Oberhausen Schwarze Heide 1D-Verschneidung Oberhausen Nassenkampgraben 1D-Verschneidung Dinslaken Schlagregenshof 1D-Verschneidung Dinslaken Averbruch 1D-Verschneidung Dinslaken B 8 1D-Verschneidung Dinslaken Pflipsenhof 1D-Verschneidung Dinslaken Am Birnbaum 1D-Verschneidung Dinslaken Stapp 1D-Verschneidung Dinslaken Eppinghoven 1D-Verschneidung Tabelle 3-3: Ermittelte potenzielle Überflutungsgebiete an der Emscher Für die ermittelten Polder wurden die bei einer Überflutung entstehenden eingestauten Flächen und Einstauvolumina in Abhängigkeit von der verwendeten Methodik erhoben. Zusätzlich wurden die maximalen Einstautiefen (außerhalb von Gewässern, dem Rhein- Herne-Kanal und Tiefpunkten der Pumpwerke) ermittelt. (vgl. folgende Tabelle). September 2004 Seite 48

72 Polder/ HW 100 HW 200 Potenzielles Überflutungsgebiet Fläche in ha Volumen in 1000 m³ Maximale Einstautiefe in m *) Fläche in ha Volumen in 1000 m³ Maximale Einstautiefe in m Deusen ,3 Mengede, Kleingartenanl. 4 0, ,048 2,3 Waldfriedhof 16 0,345 7,5 18 0,387 7,8 Herne Nord/Schalke , ,2 Resser Mark , ,8 Erle , ,9 Horst , Karnap , ,3 Boye , ,6 Insel , Alte/Kleine Emscher , ,8 Schwarze Heide , Nassenkampgraben ,4 0,001 0,5 Schlagregenshof 1 0,003 0,2 3 0,013 0,6 Averbruch ,3 B 8 3 0,013 1,3 3 0,021 1,6 Pflipsenhof ,003 0,4 Am Birnbaum , ,8 Stapp , ,4 Eppinghoven , Summe *) Werte gerundet auf 0,5 m (außer potenzielle ÜFG mit geringen Einstauhöhen und aus 2D-Strömungsmodell); außerhalb von eingestauten Gewässern/Kanal und Pumpwerken Grau hinterlegte Flächen: Potenzielle Überflutungsgebiete mit 2D-Strömungsmodell (detaillierte Angaben zu den 2D-Bereichen s. Kapitel 3.3) Gelb hinterlegte Flächen: Potenzielle Überflutungsgebiete mit geringer Bedeutung (kleines bis sehr kleines Einstauvolumen) Tabelle 3-4: Eingestaute Flächen, Einstauvolumina und maximale Einstautiefen in den potenziellen Überflutungsgebieten September 2004 Seite 49

73 Abbildung 3-1: Übersicht über die potenziellen Überflutungsgebiete an der Emscher für das HW 200 September 2004 Seite 50

74 In der Summe ergeben sich damit potenziell gefährdete Flächen an der Emscher von fast 3600 ha für ein HW 100 bzw. fast 4000 ha für ein HW 200 (HW 200 von Dortmund-Deusen bis zur Mündung ermittelt). Diese Flächen können ein Volumen von über 70 Mio. m³ bzw. mehr als 80 Mio. m³ aufnehmen. Hier ist wieder zu berücksichtigen, dass diese Flächen nur bei einem Deichversagen geflutet werden und dass auf Grund des Verhältnisses von Abflussmenge zu Einstauvolumen jeweils nur eine Fläche betroffen sein kann (Ausnahme: potenzielle Überflutungsgebiete mit geringer Bedeutung). Die Angaben zum Extremereignis werden wegen der fehlenden Vergleichbarkeit der Annahmen in Kapitel aufgeführt. 3.3 Potenzielle Überflutungsgebiete: Ermittlung mit 2D-Strömungsmodellierung Bei den durchgeführten Simulationen handelt es sich um Berechnungen, welche die Geländesituation angenähert wiedergeben. Die Geländestruktur wurde aus dem 10 x 10 m-dgm der Emschergenossenschaft abgeleitet. Gebäude sowie mögliche unterirdische Transportwege (große Sammler, U-Bahnen, Schächte etc.) wurden soweit wie möglich ermittelt, in ihren möglichen Folgen für die Strömungsvorgänge aber nicht explizit berücksichtigt. Weitere Annahmen und Vereinfachungen werden in den folgenden Abschnitten aufgeführt. Ermittlung der Einlaufwelle Als Grundlage für die Ermittlung der einlaufenden Hochwasserwellen in die jeweiligen Polderflächen wurden die Abflussganglinien des jeweils nächstgelegenen Pegels für das Hochwasserereignis von Januar 1995 verwendet. Aus diesem Ereignis, das mit einer Jährlichkeit von etwa T n = 25 einzuordnen ist, wird über das Verhältnis der Scheitelabflüsse eine fiktive Hochwasserwelle für das HW 100, HW 200 bzw. das HW extrem ermittelt Netzgenerierung Bei einer durchschnittlichen Elementgröße mit 25 m Seitenlänge und einem DGM mit einer Rasterweite von 10 x 10 m sind insbesondere in hydraulisch kritischen Bereichen keine genauen Aussagen zu erwarten. Deshalb wurde eine Gebietsbegehung durchgeführt, bei der diese Bereiche (i. W. Verengungen und Durchlässe) in Augenschein genommen wurden. Die Geländehöhen im Simulationsmodell wurden so angepasst, dass diese Verengungen und Durchlässe näherungsweise abgebildet wurden. Allerdings sind viele kleinere Bahnstrecken und Straßen in Hochlage nicht im DGM, welches die Basis für die Erzeugung des Berechnungsnetzes darstellt, abgebildet. Auch die Gewässerbetten von Alter und Kleiner Emscher wurden stellenweise überarbeitet, um einen durchgängigen Abfluss zu gewährleisten. September 2004 Seite 51

75 Sektoren und terrestrische Kontrolle (Points of Interest) Zur Vereinfachung der Beschreibung der Fließvorgänge in den potenziellen Überflutungsgebieten wurden die einzelnen Untersuchungsgebiete in Sektoren unterteilt. Diese werden mit einem Buchstaben ( B für Boye, E für Alte/Kleine Emscher, K für Karnap, S für Schalke) sowie mit einem Index bezeichnet. Die Indizes geben i. d. R. die Reihenfolge der Durchströmung der einzelnen Sektoren an. Die Begrenzung der Sektoren orientiert sich an den Geländegegebenheiten (vgl. Karten Szenario Deichversagen ). Für jeden Sektor werden die maximalen Einstautiefen für das HW 100 und das HW 200 angegeben. Dabei werden keine Tiefpunkte berücksichtigt, die in eingestauten Gewässern oder dem Rhein-Herne-Kanal oder Bereichen liegen, in denen das Geländemodell vermutlich Fehler aufweist. In jedem Untersuchungsgebiet wurden hydraulisch wichtige Punkte (Points of Interest) identifiziert (Durchlässe, Brücken etc.), die bei Begehungen terrestrisch kontrolliert wurden. Bezeichnet werden die Punkte mit dem Buchstaben P sowie der Kennung für das Teilgebiet und einer fortlaufenden Nummer. Die terrestrisch kontrollierten Punkte werden auf den Karten in Anlage K3.1 bis Anlage K3.13 dargestellt. Deichversagensstellen Für jede Polderfläche wurden verschiedene mögliche Deichversagensstellen untersucht. Die jeweils kritischste mit dem tiefsten Geländepunkt hinter dem Deich wurde als Einlaufstelle für das Strömungsmodell ausgewählt. Randbedingungen In allen untersuchten Gebieten können drei Arten von Randbedingungen unterschieden werden: Einlaufrand der Emscher: hier wird die für die jeweilige Polderfläche ermittelte Hochwasserwelle als Ganglinie in das Untersuchungsgebiet eingeleitet (vgl. Kap bis 3.3.4) Gebietsrand mit zusätzlicher Randbedingung: an diesen Rändern wird über eine Wasserspiegel-Abfluss-Beziehung (W/Q-Beziehung) eine zusätzliche Randbedingung vorgegeben. Diese Randbedingung wird angesetzt: am Rhein-Herne-Kanal, wenn Wasser über den Kanal das Untersuchungsgebiet verlässt (vgl. Kapitel 3.12), dort wo Pumpwerke berücksichtigt werden müssen, die Wasser aus der Polderfläche befördern (s. o.), September 2004 Seite 52

76 am Auslaufrand der Emscher, an dem ein Teil des Abflusses in Abhängigkeit von der Einströmsituation in den Polder in der Emscher weitergeleitet wird (die W/Q- Beziehung wird durch die vorliegende Hydraulik der Emscher vorgegeben (vgl. Kapitel 2.1.1)). Gebietsrand: alle anderen Gebietsränder werden als geschlossene Grenzen definiert, die nicht durchströmt werden (slip-velocity-randbedingung). Rauheiten Das Programmsystem Hydro_AS-2D benötigt zur Berechnung eine Definition der Rauheit des Untergrunds nach Manning/Strickler. Im gesamten Untersuchungsgebiet wird eine einheitliche Rauheit definiert. Dieser Wert wurde rau gewählt (k st = 25 m 1/3 /s), um auch den Einfluss von Bewuchs, Kraftfahrzeugen, Gebäuden etc. zu berücksichtigen. Berücksichtigung von Pumpwerken Für alle untersuchten Bereiche wurden Vergleichsrechnungen durchgeführt, bei denen die Pumpwerke nicht, teilweise oder vollständig angesetzt wurden. Die Berechnungen, bei denen die Pumpwerke nicht angesetzt wurden, lieferten naturgemäß größere Überflutungsflächen als die Berechnungen, bei denen die Pumpwerke abgebildet wurden. Es lagen keine detaillierten Aussagen zu den einzelnen Pumpwerken hinsichtlich zulässiger Einstauhöhe und Ausfallsverhalten vor. Nach Absprache mit der Emschergenossenschaft wurden die Pumpwerke wie folgt berücksichtigt: Pumpwerke, die im Bereich der angenommenen Deichversagensstelle liegen oder so hoch eingestaut sind, dass sie in jedem Fall ausfallen, werden nicht berücksichtigt Pumpwerke, die eine sehr geringe Förderleistung haben, werden nicht berücksichtigt Pumpwerke, die in einer Polderfläche liegen, und die das Wasser aus dem Untersuchungsgebiet hinausfördern, werden in Abhängigkeit des Wasserstands mit ihrer maximalen Leistungsfähigkeit berücksichtigt. Bei Pumpwerken, die in einer Polderfläche liegen, die das Wasser jedoch ganz oder teilweise innerhalb des Polders weiterleiten, wird nur der Anteil berücksichtigt, der aus dem Gebiet hinausgefördert wird. Pumpwerke, die in einer Polderfläche liegen, die jedoch in Vorfluter fördern, die das Wasser wieder zur Deichversagensstelle befördern, werden nicht berücksichtigt. September 2004 Seite 53

77 Pumpwerke, die nicht in einer Polderfläche liegen, deren angeschlossene Fläche jedoch teilweise überflutet wird, werden entsprechend des Anteils des überfluteten Gebietes am Einzugsgebiet berücksichtigt. Pumpwerke, die nicht in einer Polderfläche liegen und deren Einzugsgebiet nicht überströmt wird, werden nicht berücksichtigt. Pumpwerke können in Hydro_AS-2D nicht direkt abgebildet werden. Die Berücksichtigung wird deswegen folgendermaßen gewährleistet: In den Bereichen um die Pumpenstandorte wurde das FE-Netz verfeinert und höhenmäßig angepasst (die genaue Höhe der Pumpwerke ist im DGM meist nicht abgebildet). Am Pumpenstandort selbst wurde im FE-Netz ein Element entfernt, sodass eine Auslaufrandbedingung angegeben werden kann. Diese wird als Wasserstands-/Abflussbeziehung (W/Q-Beziehung) entsprechend den Vorgaben des Programmherstellers in die Simulationen integriert. Berechnung Extremereignis Aus den Ausführungen zum Extremereignis (vgl. Kapitel 2.4.1) ergeben sich vier verschiedene Szenarien, von denen die Fälle HW extrem und HW extrem_üs in Kapitel beschrieben werden. September 2004 Seite 54

78 3.3.1 Potenzielles Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke Abbildung 3-2: Übersicht über die Lage des potenziellen Überflutungsgebietes Herne Nord/Schalke Ermittlung der Volumina Bezugspegel: Pegel Buer Sutum, ca. km 30,8 Referenzhochwasser: Abfluss Versagensstelle: Januar 1995 mit einem Scheitelabfluss von 192,88 m³/s am um 3.31 Uhr QHW x (t=y) = Faktor-HW x * QHW 1995 (t=y) mit Faktor-HW x = Scheitelwert HW x / Scheitelwert HW 1995 Deichversagensszenario HW 100 : Abflussscheitel an der Deichversagensstelle: 202 m³/s Berechnungszeitraum 2D-Modell: 60 h Ganglinien HW 1995/HW 100 Summenlinie HW 100 Volumen der Zulaufwelle: 14,5 Mio. m³ Deichversagensszenario HW 200 : Abflussscheitel an der Deichversagensstelle: 221 m³/s Berechnungszeitraum 2D-Modell: 60 h Volumen der Zulaufwelle: 15,9 Mio. m³ Ganglinien HW 1995 /HW 200 Summenlinie HW 200 September 2004 Seite 55

79 Simulationsvoraussetzungen Deichversagensstelle: Station Linkes Ufer, unterhalb L 644 Breite Einlaufstelle ca. 100 m (Profil und ) Tiefster Sohlpunkt hinter Deich: 34,26 m ü. NN Die folgende Tabelle gibt die Simulationsparameter für das potenzielle Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke an. Die Zulauf- und Ablaufmengen gelten für das HW 200. Simulationsparameter Netz Simulationszeit Größe/Anzahl Elemente 60 Stunden Deichversagensstelle km 32,300 Breite der Deichversagensstelle Maximaler Zufluss in den Polder ca. 100 m 221 m³/s Volumen Zufluss aus der Emscher (60 h) ca. 15,9 Mio. m³ Volumen Abfluss in der Emscher (60 h) ca. 6,0 Mio. m³ Volumen PW GE-Kleine-Emscher (60 h) ca. 0,9 Mio. m³ Volumen PW GE-Bismarck (60 h) ca. 1,2 Mio. m³ Volumen PW GE-Schalke (60 h) ca. 0,2 Mio. m³ Volumen Ablauf Rhein-Herne-Kanal (60 h) ca. 0,4 Mio. m³ Volumen Polder (60 h) ca. 7,2 Mio. m³ Tabelle 3-5: Herne Nord/Schalke: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW 200 September 2004 Seite 56

80 Alternative Deichversagensstellen Im Zuge der Ermittlung des potenziellen Überflutungsgebietes Herne Nord/Schalke wurden auch alternative Deichversagensstellen untersucht. Hier wurden betrachtet: Station 31,500: Gelände hinter Deich mit niedriger Geländehöhe Station 31,900: oberhalb einer Brücke, die als verklaust angenommen wurde Für beide Alternativen ergeben sich ähnliche Einströmsituationen wie im verwendeten Szenario. Das ungünstigste Szenario ergibt sich jedoch für die Deichversagensstelle bei Station 32,3, da die Einströmstelle im Bereich einer Siedlung liegt, die durch den Einstau betroffen ist. Diese ungünstigste Variante wird untersucht Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Einen Überblick über das Gebiet gibt z. B. der KVR-Atlas Nördliches Ruhrgebiet, Kartenblatt 1517, Quadrant D1 (Kommunalverband Ruhrgebiet, 1998). Es folgt eine Beschreibung des zeitlichen Ablaufs der Einströmung an Hand der Sektoren (vgl. Kapitel 3.3 und Karten Szenario Deichversagen ). Sektor S1: (Emscher Recklinghauser Straße Emscherschnellweg Gewerbegebiet Grimberg) Das Wasser breitet sich schnell über das südlich der Deichversagensstelle liegende Wohngebiet aus. Über die offene Gerinnestrecke vom Pumpwerk Herne, Hauptkanal Wanne zum Rhein-Herne-Kanal breitet sich das Wasser nach Süden in die Ortschaft Unser Fritz aus (ca. 1 Stunde). Von dort aus fließt das Wasser in das Gewerbegebiet Grimberg, bis die Flutwelle das Hafenbecken Grimberg erreicht und ein Großteil über den Rhein-Herne-Kanal weiter transportiert wird. Nach ca. 2 Stunden fließt das Wasser über die Durchlässe Unser Fritz Straße/Alleestraße und Höhe Ginsterstraße auf das Gelände der ehemaligen Zeche Unser Fritz. Nach ca. 3 ½ Stunden hat das Wasser weiter südlich den Durchlass Emscherschnellweg/Paulastraße erreicht. Bereiche der Chemiebetriebe Pluto GmbH sowie das östlich liegende Gebiet bis zur Hammerschmidstraße sind betroffen. Ebenfalls nach ca. 1 Stunde fließt das Wasser im nördlichen Abschnitt des Sektors in westlicher Richtung über die Wiedehopfstraße in ein angrenzendes Waldstück. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 11 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 8,1 m und beim HW 200 ca. 8,2 m (Unterführung Paulstraße/Bahn). September 2004 Seite 57

81 Sektor S2: (Rhein-Herne-Kanal) Über den Rhein-Herne-Kanal gelangt die Flutwelle nach ca. 6 Stunden bis zur Brücke Münsterstraße, an der es am linken Ufer zu Ausuferungen kommt (->S3). Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 3,9 m und beim HW 200 ca. 4,0 m (Nähe Hafen Grimberg). Sektor S3: (Rhein-Herne-Kanal Ruhrzoo Bahnhof Gelsenkirchen Zoo Umspannwerk) Nach ca. 6 Stunden erreicht die Flutwelle über den Rhein-Herne-Kanal das Zoo-Gelände und überflutet es. Das Wasser strömt überwiegend in südlicher Richtung und erreicht nach ca. 7 ½ Stunden den Durchlass Münsterstraße/Bahnhof. Durch den Durchlass fließt das Wasser in die Ortschaft Bismarck in den Sektor S4. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 40 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 5,6 m und beim HW 200 ca. 6,0 m (Unterführung Bahnhof Gelsenkirchen-Zoo). Sektor S4: (Bahnhof Gelsenkirchen Zoo Güterbahn Hochkampstraße/Marschallstraße Gewerbepark Hochkampstraße) Nach ca. 7 ½ Stunden strömt das Wasser durch den Durchlass Münsterstraße/Bahnhof in den Sektor. Über den Friedhof und den Kinnbach fließt das Wasser zunächst in westlicher Richtung weiter. Ab dem Einlauf des Kinnbaches in die Verrohrung breitet sich das Wasser über die Trinenkampstraße auch nach Süden hin aus. Im Osten des Sektors reicht das Wasser bis an die Güterbahn entlang der Eichendorfstraße Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 40 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 6,6 m und beim HW 200 ca. 7,0 m (Trinenkamp). Sektor S5: (Rhein-Herne-Kanal) Nach ca. 8 Stunden hat die Flutwelle im Rhein-Herne-Kanal die Brücke Kurt Schumacher Straße erreicht. Dort kommt es am rechten Ufer zu Ausuferungen und ein Teil der Wassermenge fließt in die Emscher zurück (-> S8). Nach ca. 12 ½ ist die Schleuse südlich der VEBA Werke Horst erreicht. Es wird keine Einstautiefe angegeben, da der Sektor vollständig im Rhein-Herne Kanal liegt. September 2004 Seite 58

82 Sektor S6: (Industrie- und Handelshafen) Durch den Durchlass Rhein-Herne-Kanal/Uferstraße fließt Wasser in die Hafenbecken. Nach ca. 13 ½ Stunden fließt das Wasser über die Straße Am Stadthafen durch die Durchlässe Kurt Schumacher Straße/Güterbahn und Kurt Schumacher Straße/A42 in den Sektor S7. Es wird keine Einstautiefe angegeben, da der Sektor vollständig im Rhein-Herne Kanal liegt. Sektor S7: (Am Stadthafen Uechtinger Straße Güterbahn A42) Über den Sellmannsbach fließt das Wasser in den Sektor. Von dort breitet sich das Wasser über die Glückaufkampfbahn bis zur Uechtinger Straße aus. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 25 ½ Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 2,2 m und beim HW 200 ca. 2,3 m (Glückaufkampfbahn). Sektor S8: (Emscher) An der Brücke Kurt Schumacher Straße/Rhein-Herne-Kanal kommt es am rechten Ufer zu Ausuferungen und ein Teil der Flutwelle fließt zurück in die Emscher. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 1,7 m und beim HW 200 ca. 1,75 m (zwischen Emscher und Rhein-Herne-Kanal, Nähe PW Gelsenkirchen Springbach). Terrestrische Kontrolle (Points of Interest) Im Bereich des potenziellen Überflutungsgebietes Herne Nord/Schalke wurden die folgenden zu kontrollierenden Punkte identifiziert: P S1 : Unterführung Rhein-Herne-Kanal/Dorstener Straße P S2 : Bahnunterführung zur ehem. Zeche Unser Fritz I/IV P S3 : Brücke über BAB 42 (Paulastraße) P S4 : Bahn- und Autobahnunterführung Bismarckstraße P S5 : Bahnunterführung Braubauerschaft September 2004 Seite 59

83 P S6 : Unterführung Grothusstraße unter Autobahn BAB 42 P S7 : B 227 quert Rhein-Herne-Kanal Diese Punkte wurden im Berechnungsnetz markiert, i. d. R. wurde das Netz in diesen Bereichen verfeinert. Es wurde kontrolliert, ob diese Durchlässe im Geländemodell korrekt abgebildet sind und ob das in den Polder eingedrungene Wasser durch diese Durchlässe in angrenzende Bereiche einströmen kann. I. d. R. wurden diese Punkte bei einer Gebietsbegehung besichtigt und fotografiert Vergleich HW 100, HW 200 In Tabelle 3-6 sind die über die Emscher in das Untersuchungsgebiet zufließenden sowie die unterhalb der Deichversagensstelle über die Emscher abfließenden Abflussmengen gegenübergestellt sowie das im Polder verbleibende Volumen (evtl. abzüglich Abflussmengen, die über Pumpwerke oder den Rhein-Herne-Kanal aus dem Gebiet geleitet werden). Die Zahlen beziehen sich auf das Ende der Simulation nach 60 Stunden. Simulationsparameter HW 100 [Mio. m³] HW 200 [Mio. m³] Zufluss aus der Emscher ca. 14,5 ca. 15,9 Abfluss in der Emscher ca. 5,6 ca. 6,0. PW GE-Kleine-Emscher ca. 0,86 ca. 0,87 PW GE-Bismarck ca. 1,05 ca. 1,17 PW GE-Schalke ca. 0,16 ca. 0,25 Ablauf Rhein-Herne-Kanal ca. 0,36 ca. 0,42 Einstauvolumen Polder Zuwachs zu HQ 100 ca. 6,5 - ca. 7, % Tabelle 3-6: Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke Die folgende Tabelle zeigt den Vergleich der Flächen und Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten im Polder. September 2004 Seite 60

84 Simulationsparameter HW 100 HW 200 Überflutete Fläche % Zuwachs im Vergleich zum HW 100 Laufzeit bis PW GE Kleine Emscher; % Geschwindigkeitsänderung zu HW 100 Laufzeit bis PW GE Bismarck; % Geschwindigkeitsänderung zu HW 100 Laufzeit bis PW GE Schalke; % Geschwindigkeitsänderung zu HW 100 Max. WSP Zeche Unser Fritz; Busch-/Steinhausenstraße; Höhendifferenz zu HW 100 Max. WSP Unser Fritz; Alleestraße/II. Querstraße; Höhendifferenz zu HW 100 Max. WSP Sektor S3; Knipping/Ehmsenstraße; Höhendifferenz zu HW 100 Max. WSP in Bismarck; Kleisstraße/Brockskampweg; Höhendifferenz zu HW 100 Max. WSP in Schalke-Nord; K.-Schumacherstraße/ Brockskampweg; Höhendifferenz zu HW 100 4,2 km² - 7,75 h - 25,5 h - 19,75 h - 37,3 mnn - 37,2 mnn - 32,4 mnn - 32,4 mnn - 32,8 mnn - 4,5 km² + 7 % 7,25 h 6 % schneller 22,0 h 14 % schneller 18,0 h 9 % schneller 37,4 mnn h = 0,1 m 37,4 mnn h = 0,2 m 32,8 mnn h = 0,4 m 32,8 mnn h = 0,4 m 32,9 mnn h = 0,1 m Tabelle 3-7: Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des potenziellen Überflutungsgebietes Schalke/ Herne Nord September 2004 Seite 61

85 3.3.2 Potenzielles Überflutungsgebiet Karnap Abbildung 3-3: Übersicht über die Lage des potenziellen Überflutungsgebietes Karnap Ermittlung der Volumina Bezugspegel: Pegel Bottrop Süd, ca. km 17,2 Referenzhochwasser: Abfluss Versagensstelle: Januar 1995 mit einem Scheitelabfluss von 229,70 m³/s am um 3.07 Uhr QHW x (t=y) = Faktor-HW x * QHW 1995 (t=y) mit Faktor-HW x = Scheitelwert HW x / Scheitelwert HW 1995 Deichversagensszenario HW 100 : Abflussscheitel an der Berechnungszeitraum 2D-Modell: 252 m³/s Berechnungszeitraum: 60 h Volumen der Zulaufwelle: 19,2 Mio. m³ Ganglinien HW 1995/HW 100 Summenlinie HW 100 Deichversagensszenario HW 200 : Abflussscheitel an der Berechnungszeitraum 2D-Modell: 275 m³/s Berechnungszeitraum: 60 h Volumen der Zulaufwelle: 21,0 Mio. m³ Ganglinien HW 1995 /HW 200 Summenlinie HW 200 September 2004 Seite 62

86 Simulationsvoraussetzungen Deichversagensstelle: Station Rechtes Ufer, oberhalb B 224 Breite Einlaufstelle ca. 75 m (zwischen Profil und ) Tiefster Sohlpunkt hinter Deich: 27,16 m ü. NN Die folgende Tabelle gibt die Simulationsparameter für das potenzielle Überflutungsgebiet Karnap an. Die Zulauf- und Ablaufmengen gelten für das HW 200. Simulationsparameter Netz Simulationszeit Größe/Anzahl Elemente 60 Stunden Deichversagensstelle km 20,900 Breite der Deichversagensstelle Maximaler Zufluss in den Polder ca. 75 m 275 m³/s Volumen Zufluss aus der Emscher (60 h) ca. 21,0 Mio. m³ Volumen Abfluss in der Emscher (60 h) ca. 10,0 Mio. m³ Volumen PW Karnap (60 h) ca. 0,2 Mio. m³ Volumen Polder (60 h) ca. 10,8 Mio. m³ Tabelle 3-8: Karnap: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW Alternative Deichversagensstellen Im Zuge der Ermittlung des potenziellen Überflutungsgebietes Karnap wurden auch alternative Deichversagensstellen untersucht. Hier wurden betrachtet: Station 23,500: Gelände hinter Deich mit niedriger Geländehöhe Station 24,400: Gelände hinter Deich mit niedriger Geländehöhe; Bereich GE-Horst September 2004 Seite 63

87 Die alternative Deichversagensstelle bei km 23,5 weist zwar direkt hinter dem Deich niedrige Geländehöhen auf, dabei handelt es sich aber um eine Mulde, die von höherem Gelände umgeben ist. Dies führt dazu, dass sich die Einströmsituation weit weniger kritisch als im verwendeten Szenario darstellt. Ein angenommenes Deichversagen bei km 24,4 im Bereich GE-Horst führt zu einer weniger starken Überflutung in Essen-Karnap, betrifft dagegen mehr den Bereich Horst Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Einen Überblick über das Gebiet gibt z. B. der KVR-Atlas Nördliches Ruhrgebiet, Kartenblatt 1516, Quadrant D5 (Kommunalverband Ruhrgebiet, 1998). Es folgt eine Beschreibung des zeitlichen Ablaufs der Einströmung an Hand der Sektoren (vgl. Kapitel 3.3 und Karten Szenario Deichversagen ). Sektor K1: (Güterbahn Karnaper Straße Emscher Gladbecker Straße) Die Deichversagensstelle liegt im Bereich des RWE Kraftwerks. Das Wasser überflutet schnell den Bereich bis zur Arenbergstraße. In der westlichen Hälfte des Sektors wird die Arenbergstraße nicht überströmt. Das Wasser fließt weiter durch Karnap (zwischen Oberland Glaswerk und Arenbergstraße). Nach ca. 1 ¼ Stunden wird die Karnaper Straße überströmt, und das Wasser läuft in den Sektor K2. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 22 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 5,7 m und beim HW 200 ca. 5,9 m (Gelände RWE-Kraftwerk). Sektor K2: (Güterbahn Fischerstraße Emscherpark Karnaper Straße) Der Sektor ist nach ca. 2 ½ Stunden geflutet. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 32 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 5,9 m und beim HW 200 ca. 6,1 m (Lippermannweg/Im Osterbruch). Sektor K3: (Güterbahn Nordsternstraße Fischerstraße) Nach ca. 2 ½ Stunden fließt das Wasser über die Fischerstraße vom Sektor K2 in den Sektor K3. Das Wasser breitet sich sehr schnell in Richtung Friedrichstraße/Strickerstraße aus. Nach ca. 4 ½ Stunden ist der Bahndurchlass Emschertalbahn/Strickerstraße erreicht, durch den das Wasser weiter in den Sektor K4 fließt. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 17 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. September 2004 Seite 64

88 Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 5,8 m und beim HW 200 ca. 6,0 m (Strickerstraße). Sektor K4: (Güterbahn GE-Horst-Nord Turfstraße/An der Rennbahn Emschertalbahn Marienfriedstraße) Der Sektor wird nach ca. 4 ½ Stunden von Süden her über den Durchlass Emschertalbahn/Strickerstraße geflutet. Das Wasser breitet sich schnell in nördlicher Richtung durch das Wohngebiet aus. Die Schmalhorststraße ist bereits nach ca. 5 ½ Stunden und die Güterbahn GE-Horst-Nord nach ca. 9 ½ Stunden erreicht. Nach ca. 12 Stunden fließt das Wasser über die Straße Auf der Schollbruch in Richtung Sportplätze (Sektor K6). Nach ca. 12 ½ Stunden fließt das Wasser im Süden des Sektors über den Drosteweg in Richtung Alte Emscher (Sektor K5). Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 25 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 7,1 m und beim HW 200 ca. 7,3 m (Schmalhorststraße/Industriestraße). Sektor K5: (Alte Emscher Emschertalbahn Karnaper Straße) Nach ca. 3 Stunden fließt das Wasser über den Durchlass Heisterholz Straße/Emschertalbahn und die Alte Emscher in den Sektor K5. Nach ca. 4 ½ Stunden ist der Sektor geflutet. Nach ca. 12 ½ Stunden fließt das Wasser über die Steinrottstraße in den Sektor K6. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 9 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 4,9 m und beim HW 200 ca. 5,1 m (Stinnesstraße/Heisterholz). Sektor K6: (Güterbahn GE-Horst-Nord Boystraße Steinrottstraße Busfortshof) Nach ca. 12 ½ Stunden fließt das Wasser von Süden über die Kreuzung Schmalhorststraße/Steinrottstraße in den Sektor K6. Zeitgleich wird der Sektor aus nordöstlicher Richtung (Sportanlage GE-Horst) geflutet. Nach ca. 17 Stunden ist der ganze Sektor geflutet. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 22 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 3,5 m und beim HW 200 ca. 3,6 m (Roßheiderstraße/Steinmann). September 2004 Seite 65

89 Sektor K7: (Oberland Glaswerke) Über die Durchlässe Emschertalbahn/Ruhrglasstraße und Güterbahn/Ruhrglasstraße (Einfahrt zum Werksgelände) strömt nach ca. 3 ½ Stunden Wasser aus dem Sektor K1 auf das Werksgelände der Oberland Glaswerke. Das Werksgelände ist nach ca. 10 Stunden geflutet. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 19 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 4,1 m und beim HW 200 ca. 4,3 m (Firmengelände Oberland Glaswerke). Terrestrische Kontrolle (Points of Interest) Im Bereich des potenziellen Überflutungsgebietes Karnap wurden die folgenden zu kontrollierenden Punkte identifiziert: P K1 : Unterführung Karnaper Straße P K2 : Unterführung Fischerstraße P K3 : Unterführung Strickerstraße P K4 : Bahnhof Gelsenkirchen Horst Nord, Horst-Gladbecker Straße P K5 : Durchlass Oberland-Glas AG Nord P K6 : Durchlass Oberland-Glas AG Süd Diese Punkte wurden im Berechnungsnetz markiert, i. d. R. wurde das Netz in diesen Bereichen verfeinert. Es wurde kontrolliert, ob diese Durchlässe im Geländemodell korrekt abgebildet sind und ob das in den Polder eingedrungene Wasser durch diese Durchlässe in angrenzende Bereiche einströmen kann. I. d. R. wurden diese Punkte bei einer Gebietsbegehung besichtigt und fotografiert Vergleich HW 100, HW 200 In Tabelle 3-9 sind die über die Emscher in das Untersuchungsgebiet zufließenden sowie die unterhalb der Deichversagensstelle über die Emscher abfließenden Abflussmengen gegenübergestellt sowie das im Polder verbleibende Volumen (evtl. abzüglich Abflussmengen, die über Pumpwerke oder den Rhein-Herne-Kanal aus dem Gebiet geleitet werden). Die Zahlen beziehen sich auf das Ende der Simulation nach 60 Stunden. Eine Besonderheit stellt die modelltechnische Berücksichtigung des Pumpwerks Bottrop Boye A/B dar. Das Pumpwerk selbst liegt nicht im überfluteten Gebiet, jedoch Teile seines Einzugsgebiets. Deshalb wurde der Abflussanteil, der durch das Pumpwerk aus dem Überflutungsgebiet befördert wird, abgeschätzt und die Entnahme an der tiefsten Stelle im Einzugsgebiet des Pumpwerks angesetzt. September 2004 Seite 66

90 Simulationsparameter HW 100 [Mio. m³] HW 200 [Mio. m³] Zufluss aus der Emscher ca. 19,2 ca. 21,0 Abfluss in der Emscher ca. 8,9 ca. 10,0 PW Boye A/B ca. 0,16 ca. 0,17 Einstauvolumen Polder Zuwachs zu HQ 100 ca. 10,2 - ca. 10,8 + 6 % Tabelle 3-9: Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Karnap Auffällig in Tabelle 3-10 sind die einheitlichen Hochwasserstände an den verschiedenen Punkten. Daraus lässt sich die charakteristische Topographie des Untersuchungsgebiets Karnap ersehen. Auch bei steigenden Wasserständen verändert sich die überflutete Fläche nur unwesentlich. Das einströmende Wasser kann aus dem Untersuchungsgebiet nicht abfließen (abgesehen von dem geringen Anteil, der vom Pumpwerk Bottrop-Boye A/B abgepumpt wird; s. Tabelle 3-9:). Das Untersuchungsgebiet füllt sich gleichmäßig. Simulationsparameter HW 100 HW 200 Überflutete Fläche % Zuwachs im Vergleich zum HW 100 Laufzeit bis Punkt PW Boye A/B; % Geschwindigkeitsänderung zu HW 100 4,1 km² - 15,0 h - 4,2 km² + 2 % 13,25 h 12 % schneller Max. WSP in Horst; Schlangenwall/Industriestraße Höhenunterschied zu HW ,6 mnn 31,8 mnn h = 0,2 m Max. WSP in Horst; Strickerstraße 31,6 mnn 31,8 mnn Max. WSP in Karnap; Karnaper-/Hattramstraße 31,6 mnn 31,8 mnn Max. WSP im Einlaufbereich; RWE-Kraftwerk 31,6 mnn 31,8 mnn Max. WSP in Welheim; Glasfabrik. 31,6 mnn 31,8 mnn Tabelle 3-10: Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des potenziellen Überflutungsgebietes Karnap September 2004 Seite 67

91 3.3.3 Potenzielles Überflutungsgebiet Boye Abbildung 3-4: Übersicht über die Lage des potenziellen Überflutungsgebietes Boye Ermittlung der Volumina Bezugspegel: Pegel Bottrop Süd, ca. km 17,2 Referenzhochwasser: Abfluss Versagensstelle: Januar 1995 mit einem Scheitelabfluss von 229,70 m³/s am um 3.07 Uhr QHW x (t=y) = Faktor-HW x * QHW 1995 (t=y) mit Faktor-HW x = Scheitelwert HW x / Scheitelwert HW 1995 Deichversagensszenario HW 100 : Abflussscheitel an der Deichversagensstelle: 276 m³/s Ganglinien HW 1995/HW 100 Berechnungszeitraum 2D-Modell: 60 h Volumen der Zulaufwelle: 21,1 Mio. m³ Summenlinie HW 100 Deichversagensszenario HW 200 : Abflussscheitel an der Deichversagensstelle: 303 m³/s Berechnungszeitraum 2D-Modell: 60 h Volumen der Zulaufwelle: 23,6 Mio. m³ Ganglinien HW 1995 /HW 200 Summenlinie HW 200 September 2004 Seite 68

92 Simulationsvoraussetzungen Deichversagensstelle: Station Rechtes Ufer, Welheimer Mark Breite Einlaufstelle ca. 130 m (Profil ) Tiefster Sohlpunkt hinter Deich: 32,58 m ü. NN Die folgende Tabelle gibt die Simulationsparameter für das potenzielle Überflutungsgebiet Boye an. Die Zulauf- und Ablaufmengen gelten für das HW 200. Simulationsparameter Netz Simulationszeit Größe/Anzahl Elemente 60 Stunden Deichversagensstelle km 18,900 Breite der Deichversagensstelle Maximaler Zufluss in den Polder ca. 130 m 303 m³/s Volumen Zufluss aus der Emscher (60 h) ca. 23,6 Mio. m³ Volumen Abfluss in der Emscher (60 h) ca. 20,1 Mio. m³ Volumen Polder (60 h) ca. 3,7 Mio. m³ Tabelle 3-11: Boye: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW Alternative Deichversagensstellen Im Zuge der Ermittlung des potenziellen Überflutungsgebietes Boye wurde auch eine alternative Deichversagensstelle untersucht: Emscher-km 17,000: Gelände hinter Deich mit niedriger Geländehöhe September 2004 Seite 69

93 Hier befindet sich hinter dem Deich eine kleine Mulde mit rundum ansteigendem Gelände. Die einlaufende Welle fließt zurück in die Emscher, es wird keine große Fläche betroffen, so dass die verwendete Variante die kritischere Situation abbildet Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Einen Überblick über das Gebiet gibt z. B. der KVR-Atlas Nördliches Ruhrgebiet, Kartenblatt 1516, Quadrant B6 (Kommunalverband Ruhrgebiet, 1998). Es folgt eine Beschreibung des zeitlichen Ablaufs der Einströmung an Hand der Sektoren (vgl. Kapitel 3.3 und Karten Szenario Deichversagen ). Sektor B1: (Güterbahn Bahndamm Emscher Industriebahn) Die Flutwelle breitet sich zunächst nach Norden hin (Welheimer Mark über die Straße In der Welheimer Mark) in Richtung Wohnbebauung (0 bis ¾ Stunde) aus. Im Osten wird der Sektor durch einen Bahndamm begrenzt. Die max. Ausdehnung der Überflutungsfläche im Sektor B1 ist von der Aufschüttung hinter dem Sportplatz, dem Bahndamm, der Emscher und auf Höhe der Straße Speckenbruch begrenzt. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 6 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 2,4 m und beim HW 200 ca. 2,5 m (Döckelhorst/Am langen Damm). Sektor B2: (Güterbahn Gladbecker Straße Emscher Bahndamm) Anschließend gelangt die Flutwelle durch eine Bahnunterführung (Bahndamm/In der Welheimer Mark) nordöstlich in den zweiten Sektor. Das Wasser fließt zwischen der Güterbahn und der Straße in der Welheimer Mark bis zum Bahndurchlass Haverkampstraße. Der Durchlass ist nach ca. 2 Stunden erreicht. Die Kläranlage wird nicht überflutet. Das kleine Waldstück im Südwesten des Sektors wird nur teilweise geflutet. Nach ca. 3 ¼ Stunden ist auch die östliche Grenze des Sektors erreicht (->B3). Die max. Ausdehnung der Überflutungsfläche in Sektor B2 ist von der Güterbahn, der Gladbecker Straße, der Kläranlage und dem Emscher-Bahndamm begrenzt. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 10 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 6,0 m und beim HW 200 ca. 6,5 m (Bahnunterführung Am Kämpchen/Haverkamp, Südseite). September 2004 Seite 70

94 Sektor B3: (Güterbahn - aufgeschütteter Damm - Arenbergstraße - Braukstraße) Nach ca. 3 Stunden gelangt die Flutwelle durch die Unterführungen Prosperstraße/In der Welheimer Mark und Braukstraße/Boye aus westlicher Richtung kommend (Sektor 2) in Sektor 3. Das Wasser fließt im Gerinne der Boye in östlicher Richtung. Nach ca. 8,5 Stunden breitet sich die Welle durch den Durchlass Boye/Emschertalbahn weiter nach Norden aus (->B5). An der Anschlussstelle von Sektor 2 und Sektor 3 befindet sich der Durchlass Braukstraße/Emschertalbahn. Durch diesen Durchlass strömt nach ca. 5 Stunden Wasser in den Sektor B5. Die max. Ausdehnung der Überflutungsfläche in Sektor B3 ist von der Güterbahn, einem aufgeschütteten Damm, der Arenbergstraße und der Braukstraße begrenzt. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 18 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 1,6 m und beim HW 200 ca. 2,2 m (Bahnunterführung Braukstraße, Südseite). Sektor B4: (Güterbahn Braukstraße Prosperstraße Halde Prosperstraße) Nach ca. 2 Stunden hat die Flutwelle den Durchlass Haverkamp erreicht. Die Flutwelle ergießt sich über die Straße Am Kämpchen entlang der Kokerei weiter über die Prosperstraße (ca. 2 ¾ Stunden). In westlicher Richtung dehnt sich die Überflutungsfläche bis zur Halde Prosperstraße aus, in nördlicher Richtung wird die Fläche zwischen Welheimer Straße und Gungstraße überflutet (nach ca. 4,5 Stunden). Nach ca. 3 Stunden gelangt das Wasser auch durch den Durchlass Prosperstraße/Güterbahn aus Sektor B2 in Sektor B4. Weiter östlich, ab der Kreuzung Gungstraße/Am Kämpchen dehnt sich die Überflutungsfläche entlang der Braukstraße in nördlicher Richtung aus (nach ca. 5 Stunden). Die max. Ausdehnung der Überflutungsfläche in Sektor B4 ist von der Welheimer Straße/Gungstraße/Am Kämpchen, der Braukstraße, der Güterbahn und der Halde Prosperstraße begrenzt. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 21 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 6,1 m und beim HW 200 ca. 6,6 m (Bahnunterführung Am Kämpchen/Haverkamp, Nordseite). Sektor B5: (Güterbahn Oberland Glaswerke Emschertalbahn Braukstraße) Dieser Sektor wird nach ca. 5 Stunden zuerst aus südwestlicher Richtung (B4) geflutet. Das Wasser strömt südlich der Kreuzung Gungstraße/Braukstraße in das Gebiet ein. Das Wasser breitet sich zwischen der Braukstraße und den Bergeteichen in nördlicher Rich- September 2004 Seite 71

95 tung weiter aus. Die Bergeteiche werden im Norden umströmt und das Wasser fließt zwischen den Oberland Glaswerken und den Teichen nach Süden zurück. Der Bereich zwischen Gungstraße, Boye, Emschertalbahn und Braukstraße wird gefüllt. Nach ca. 8,5 Stunden drückt die Flutwelle durch die Unterführung Boye/Emschertalbahn in den Sektor. Die max. Ausdehnung der Überflutungsfläche in Sektor B5 ist im Norden etwas oberhalb der Bergeteiche, die Oberland Glaswerke, die Emschertalbahn und der Braukstraße begrenzt. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 31 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 4,7 m und beim HW 200 ca. 5,3 m (Bahnunterführung Braukstraße, Nordseite). Terrestrische Kontrolle (Points of Interest) Im Bereich des potenziellen Überflutungsgebietes Boye wurden die folgenden zu kontrollierenden Punkte identifiziert: P B1 : Durchlass Haverkamp/Am Kämpchen P B2 : Unterführung Prosperstraße P B3 : Durchlass Boye Braukstraße Diese Punkte wurden im Berechnungsnetz markiert, i. d. R. wurde das Netz in diesen Bereichen verfeinert. Es wurde kontrolliert, ob diese Durchlässe im Geländemodell korrekt abgebildet sind und ob das in den Polder eingedrungene Wasser durch diese Durchlässe in angrenzende Bereiche einströmen kann. I. d. R. wurden diese Punkte bei einer Gebietsbegehung besichtigt und fotografiert Vergleich HW 100, HW 200 In Tabelle 3-12 sind die über die Emscher in das Untersuchungsgebiet zufließenden sowie die unterhalb der Deichversagensstelle über die Emscher abfließenden Abflussmengen gegenübergestellt sowie das im Polder verbleibende Volumen (evtl. abzüglich Abflussmengen, die über Pumpwerke oder den Rhein-Herne-Kanal aus dem Gebiet geleitet werden). Die Zahlen beziehen sich auf das Ende der Simulation nach 60 Stunden. September 2004 Seite 72

96 Simulationsparameter HW 100 [Mio. m³] HW 200 [Mio. m³] Zufluss aus der Emscher ca. 21,0 ca. 23,8 Abfluss in der Emscher ca. 18,2 ca. 20,1 Einstauvolumen Polder Zuwachs zu HQ 100 ca. 2,8 - ca. 3, % Tabelle 3-12: Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Boye Die folgende Tabelle zeigt den Vergleich der Flächen und Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten im Polder. Simulationsparameter HW 100 HW 200 Überflutete Fläche % Zuwachs im Vergleich zum HW 100 1,6 km² 1,8 km² Max. WSP in Welheimer Mark; Am langen Damm/ Binsenkamp, Höhenunterschied zu HW 100 Max. WSP südlich von Welheim; Haverkamp; Höhenunterschied zu HW ,5 mnn - 31,2 mnn - 33,6 mnn h = 0,1 m 31,8 mnn h = 0,6 m Max. WSP in Welheim; Am Kämpchen/Gungstraße 31,2 mnn 31,8 mnn Tabelle 3-13: Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des potenziellen Überflutungsgebietes Boye September 2004 Seite 73

97 3.3.4 Potenzielles Überflutungsgebiet Alte/Kleine Emscher Abbildung 3-5: Übersicht über die Lage des potenziellen Überflutungsgebietes Alte/ Kleine Emscher Ermittlung der Volumina Bezugspegel: Pegel Königstraße, unterhalb Mdg. Handbach, ca. km 10,8 Referenzhochwasser: Abfluss Versagensstelle: Januar 1995 mit einem Scheitelabfluss von 249,74 m³/s am um 6.01 Uhr QHW x (t=y) = Faktor-HW x * QHW 1995 (t=y) mit Faktor-HW x = Scheitelwert HW x / Scheitelwert HW 1995 Deichversagensszenario HW 100 : Abflussscheitel an der Deichversagensstelle: 305 m³/s Ganglinien HW 1995/HW 100 Berechnungszeitraum 2D-Modell: 60 h Volumen der Zulaufwelle: 23,1 Mio. m³ Summenlinie HW 100 Deichversagensszenario HW 200 : Abflussscheitel an der Deichversagensstelle: 335 m³/s Berechnungszeitraum 2D-Modell: 60 h Volumen der Zulaufwelle: 26,4 Mio. m³ Ganglinien HW 1995 /HW 200 Summenlinie HW 200 September 2004 Seite 74

98 Simulationsvoraussetzungen Deichversagensstelle: Station Linkes Ufer, Rechtskurve, oberhalb Autobahnbrücke BAB 42 Breite Einlaufstelle ca. 85 m (Profil bis ) Tiefster Sohlpunkt hinter Deich: 26,84 m ü. NN Die folgende Tabelle gibt die Simulationsparameter für das potenzielle Überflutungsgebiet Alte/Kleine Emscher an. Die Zulauf- und Ablaufmengen gelten für das HW 200. Simulationsparameter Netz Simulationszeit Größe/Anzahl Elemente 60 Stunden Deichversagensstelle km 13,900 Breite der Deichversagensstelle Maximaler Zufluss in den Polder ca. 85 m 335 m³/s Volumen Zufluss aus der Emscher (60 h) ca. 26,4 Mio. m³ Volumen Abfluss in der Emscher (60 h) ca. 17,5 Mio. m³ Volumen Abfluss Kleine Emscher (60 h) ca. 1,1 Mio. m³ Volumen PW DU-Stockum Alte Emscher (60 h) ca. 0,5 Mio. m³ Volumen Polder (60 h) ca. 7,1 Mio. m³ Tabelle 3-14: Alte/Kleine Emscher: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW 200 September 2004 Seite 75

99 Alternative Deichversagensstellen Im Zuge der Ermittlung des potenziellen Überflutungsgebietes Alte/Kleine Emscher wurden auch alternative Deichversagensstellen untersucht. Hier wurden betrachtet: Station 7,000: oberhalb einstaugefährdeter Brücke Diese Alternative führt zu wesentlich kleineren eingestauten Flächen als die verwendete Variante, da die umgebenden Geländehöhen dazu führen, dass die Hochwasserwelle zum großen Teil entlang der Emscher in Richtung Rhein strömt und nur zu einem kleineren Anteil in die Polderfläche fließt. Die sich ergebende eingestaute Fläche ist wesentlich kleiner als die in der verwendeten Variante Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Einen Überblick über das Gebiet gibt z. B. der KVR-Atlas Westliches Ruhrgebiet, Kartenblatt 1615, Quadrant C1 (Kommunalverband Ruhrgebiet, 1997). Es folgt eine Beschreibung des zeitlichen Ablaufs der Einströmung an Hand der Sektoren (vgl. Kapitel 3.3 und Karten Szenario Deichversagen ). Sektor E1: (Bahnlinie Emscher Stadion Niederrhein Rhein-Herne-Kanal Bahnlinie Chemiewerk Essen-Steeler-Straße Neumühler Straße Kochstraße Emscherstraße Ostgrenze Thyssen AG) Ab der Deichversagensstelle breitet sich das Wasser zunächst in südwestlicher Richtung aus. Die Flutwelle teilt sich zunächst in zwei Hauptrichtungen auf. Über die Durchlässe Güterbahn/Emscherschnellweg und Lindnerstraße/Emscherschnellweg fließt das Wasser in östlicher Richtung und eine weitere Welle breitet sich zwischen Emscherschnellweg und Rhein-Herne-Kanal aus (ca. 1 Stunde). Nach ca. 2 Stunden fließt das Wasser auch in den Rhein-Herne-Kanal und in die Kleine Emscher. Nach ca. 3 Stunden ist der Bereich Lindnerstraße/Emscherschnellweg/Hagelkreuzstraße/A3 geflutet. Über den nördlichen Abschnitt der A3 fließt das Wasser Richtung Südwesten. Der Fließweg beschränkt sich dabei überwiegend auf den Bereich zwischen der A42 und Konrad Adenauer Ring. Der Westfriedhof wird nicht überströmt. In der Alten Emscher fließt die Welle weiter in Richtung Emscher Schnellweg/Neumühler Straße (ca. 6,5 Stunden). Von dort aus breitet sich das Wasser südlich in Richtung L447 aus und überflutet das Wohngebiet. Nach ca. 7,5 Stunden strömt das Wasser über den Durchlass Alte Emscher/B8 bzw. A42 in den Sektor E3. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 12 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 4,5 m und beim HW 200 ca. 4,6 m (Bahnunterführung Lindnerstraße). September 2004 Seite 76

100 Sektor E2: (Rhein-Herne-Kanal, Kaisergarten) Nach ca. 3 Stunden strömt das Wasser vom Rhein-Herne-Kanal aus in den Kaisergarten. Die max. Ausdehnung der Überflutungsfläche in Sektor E2 umfasst den gesamten Kaisergarten. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 6 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 2,1 m und beim HW 200 ca. 2,2 m (Kaisergarten, Minigolfplatz). Sektor E3: (Alleestraße Humboldtstraße Duisburger Straße A42 - Alte Emscher Bahngleise Hamburger Straße Beecker Straße Bahngleise An der Abtei Hamborner Straße Beecker Straße Rote Straße) Nach ca. 8 Stunden strömt das Wasser über den Sektor E1 in den Sektor E3 ein. Das Wasser fließt zunächst im Gerinne der Alten Emscher durch den Landschaftspark Duisburg-Nord bis zum Bahndurchlass nördlich der Thyssen Guss AG, Werk Meiderich (ca. 9 Stunden). Zeitgleich fließt das Wasser über den Durchlass Emscherschnellweg/- Emscherstraße nördlich in das Wohngebiet in Richtung Beecker Straße. Über den Durchlass südlich des Autobahnkreuzes Duisburg Nord fließt das Wasser in Richtung Hamborner Straße. Ebenfalls nach ca. 9 Stunden fließt das Wasser über die Durchlässe A59/Güterbahn (Gelände Stahlwerk Thyssen AG) in den Sektor E5. Nach ca. 11,5 Stunden erreicht das Wasser den Durchlass Beecker Straße/Emscherschnellweg und strömt in den nördlich anschließenden Stadtwald. Nach ca. 12,5 Stunden fließt das Wasser über die Dieselstraße in Richtung Altenheim/St. Johannis Krankenhaus. Das im Osten angrenzende Wohngebiet liegt nicht im Überflutungsgebiet. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 17 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 5,7 m und beim HW 200 ca. 5,8 m (südl. Autobahnkreuz Duisburg-Nord). Sektor E4: (Udostraße Overbruckstraße - Bahngleis Alte Emscher Am Ronsberghof Alte Emscher in Duisburg-Stockum Friedrich-Ebert-Straße Stockumer Straße Andreas-Hofer-Straße Berlakstraße Werntgenstraße Goeckingk Lange Kamp Ostackerweg Heinrich-Baken-Straße) Nach ca. 13 Stunden strömt das Wasser aus Sektor E5 kommend über die Papiermühlenstraße in den Sektor E4 ein (Alte Emscher). Ungefähr 0,5 Stunden später kommt es zu ersten Ausuferungen auf Höhe des Friedhofes Möhlenkampstraße. Nach und nach wird der Bereich nordöstlich des Friedhofes eingestaut. Das Wasser reicht bis an die halbkreisförmig verlaufende Güterbahn. Das Wohngebiet zwischen Ostackerweg und Möhlenkampstraße wird nach ca. 16,5 Stunden geflutet. Die Überflutungsfläche reicht bis an den Ostackerweg. September 2004 Seite 77

101 Nach ca. 15 Stunden wird der Sektor auch aus nördlicher Richtung aus Sektor E3 (Durchlass Möhlenkampstraße/Güterbahn) geflutet. Nach ca. 16 Stunden strömt das Wasser südwestlich der Gesamtschule Beeck über die Friedhofstraße entlang der Güterbahnlinie in südlicher Richtung. Der Friedhof und einige Gebäude entlang der Friedhofstraße sind betroffen. Anschließend wird das Wasser über die Alte Emscher in südwestlicher Richtung weitertransportiert. Die Welle folgt dem Lauf der alten Emscher nach ca. 23 Stunden in nordwestliche Richtung. Das Überflutungsgebiet endet kurz unterhalb des Pumpwerks Duisburg-Stockum. Dabei werden die südlichen Ortsteile von Beeck überflutet. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 30 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 5,3 m und beim HW 200 ca. 5,6 m(möhlenkampstraße/im Weidenkamp). Sektor E5: (Bahnlinie Vohwinkelstraße Honigstraße Gartensträucherstraße Nomberichter Straße Horststraße Herwarthstraße) Das Wasser strömt aus dem Sektor E2 in den Sektor E5 ein (durch die Durchlässe A59/Güterbahn (Gelände Stahlwerk Thyssen AG)). Das Wasser wird über die Alte Emscher und den Durchlass Honigstraße/Güterbahn in den Sektor E4 weitertransportiert. Der Bereich zwischen Honigstraße und Emstermannshof wird geflutet. Das Wasser reicht (nach ca. 18 Stunden) maximal bis zur Bezirkssportanlage. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 17 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 3,0 m und beim HW 200 ca. 3,1 m (Bahnunterführung Hamborner Straße). Sektor E6: (Obere Sterkrader Straße - Otto-Hahn-Straße) Nach 2 Stunden beginnt zunächst die Überflutung von Ortsteilen von Neumühl, die nördlich der Kleinen Emscher liegen. Nach ca. 2 Stunden beginnt dann auch die Überflutung südlich der Kleinen Emscher. Nach 5,5 Stunden ist der Sektor komplett unter Wasser. Der Wasserspiegel steigt weiter, sodass es noch zu geringfügigen Ausdehnungen der überfluteten Fläche kommt. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 9 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 3,0 m und beim HW 200 ca. 3,1 m (Fiskusstraße). September 2004 Seite 78

102 Sektor E7: (Kleine Emscher Im Holtkamp A 59 Warbruckstraße) Nach ca. 6,75 Stunden verlässt die Flutwelle an 2 Stellen gleichzeitig das Bett der Kleinen Emscher in südliche Richtung. Die erste Stelle befindet sich oberhalb der Ziegelhorststraße. Die zweite Stelle befindet sich ein wenig flussaufwärts im Bereich der Tennishalle. Nach 9 Stunden sind die Bereiche um die Kaiser Friedrich Straße überflutet. Die Parkanlage Jubiläumshain, die zunächst noch nicht betroffen ist, wird jetzt von Osten nach Westen überströmt. Die nordwestlichen Gebiete des Parks werden nicht betroffen. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 18 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 2,2 m und beim HW 200 ca. 2,3 m (Anschlussstelle Duisburg-Marxloh). Sektor E8: (Prinzenstraße Planetenstraße A 59 Bahnstrecke) Nach ca. 7 Stunden erreicht die Flutwelle den Sektor. Auf Höhe der Kolpingstraße kommt es nördlich der Kleinen Emscher zu ersten Ausuferungen. Das Wasser fließt in östlicher Richtung (im Süden durch die ehemalige Kläranlage und im Norden durch die Bahnlinie begrenzt) bis zur A59. Durch die Durchlässe im Bahndamm, der parallel zur Kurfürstenstraße verläuft, strömt das Wasser bis in das Wohngebiet zw. Kurfürstenstraße, Dr. Wilhelm Roelen Straße/Dr. Hans Böckler Straße, der Güterbahn (im Osten) und der A59. Die Grenzen der Überflutungsfläche bleiben nach ca. 25 Stunden bei sich ändernden Einstautiefen konstant. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 3,7 m und beim HW 200 ca. 3,8 m (Kurfürstenstraße/Kepler-Straße). Sektor E9: (Essen-Steeler-Straße A3 Niebuhrstraße Albrechtstraße Gartroper Straße Rhein-Herne-Kanal Koopmannstraße Heidekamp Varziner Straße) Nach ca. 6 Stunden fließt das Wasser im Rhein-Herne-Kanal von in südliche Richtung in den Sektor ein und nach 9,5 Stunden kommt es am linken Ufer des Kanals auf Höhe des Friedhofs zu ersten Überschwemmungen. Die Ausdehnung in östliche Richtung geht sehr langsam voran. Nach 14,5 Stunden sind die östlichen Ortsteile von Obermeiderich überflutet. Weitere 2 Stunden später erreicht das Wasser den Sportplatz und die Autobahn A3. Die maximale Ausdehnung im Sektor ist erreicht. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 1,8 m und beim HW 200 ca. 1,8 m (Sportplatz Niebuhrstraße). September 2004 Seite 79

103 Sektor E10: (Heinrichstraße Schulstraße A42 Beeckbach Bahngleise Lierheggenstraße Ostackerweg Lange Kamp Alte Emscher Am Beeckbach Nordgrenze Sportplatz Arnoldstraße Ottokarstraße) Die Überflutung des Sektors beginnt nach ca. 20 Stunden vom Durchlass der Alten Emscher in Stockum aus bis schließlich die Grünflächen zwischen Beeckbach und Autobahn A42 sowie die angrenzenden Grünflächen komplett überflutet sind. Zu überfluteten Gebäuden kommt es lediglich auf der Nordseite der Lierheggenstraße. Die maximale Einstautiefe im Sektor beträgt beim HW 100 ca. 4,9 m und beim HW 200 ca. 5,3 m (Lierheggenstraße/Beeckbach). Terrestrische Kontrolle (Points of Interest) Im Bereich des potenziellen Überflutungsgebietes Alte/Kleine Emscher wurden die folgenden zu kontrollierenden Punkte identifiziert: P E1 : Bahnunterführung Buschhausener Straße P E2 : Unterführung Lindnerstraße unter Eisenbahnbrücke P E3 : Unterführung Kleine Emscher unter Emscherstraße P E4 : Unterführung der Alten Emscher auf dem Gebiet der Thyssen AG P E5 : Bahngelände Chemiewerk Obermeiderich P E6 : Bahnunterführung Emmericher Straße P E7 : Bahnunterführung Talbahnstraße P E8 : Bahn unterquert A 42 und Dieselstraße P E9 : Bahnunterquerung Möhlenkampstraße P E10 : Brücke über Kleine Emscher: Kaiser-Friedrich-Straße P E11 : Bahnunterführung Im Holtkamp P E12 : Autobahnunterführung Papiermühlenstraße P E13 : Bahnunterführung Papiermühlenstraße P E14 : Autobahnunterführung Alsumer Straße Diese Punkte wurden im Berechnungsnetz markiert, i. d. R. wurde das Netz in diesen Bereichen verfeinert. Es wurde kontrolliert, ob diese Durchlässe im Geländemodell September 2004 Seite 80

104 korrekt abgebildet sind und ob das in den Polder eingedrungene Wasser durch diese Durchlässe in angrenzende Bereiche einströmen kann. I. d. R. wurden diese Punkte bei einer Gebietsbegehung besichtigt und fotografiert Vergleich HW 100, HW 200 In Tabelle 3-15 sind die über die Emscher in das Untersuchungsgebiet zufließenden sowie die unterhalb der Deichversagensstelle über die Emscher abfließenden Abflussmengen gegenübergestellt sowie das im Polder verbleibende Volumen (evtl. abzüglich Abflussmengen, die über Pumpwerke oder den Rhein-Herne-Kanal aus dem Gebiet geleitet werden). Die Zahlen beziehen sich auf das Ende der Simulation nach 60 Stunden. Simulationsparameter HW 100 [Mio. m³] HW 200 [Mio. m³] Zufluss aus der Emscher ca. 23,2 ca. 26,6 Abfluss in der Emscher ca. 16,7 ca. 17,5 PW DU-Kleine-Emscher ca. 0,71 ca. 1,09 PW DU-Stockum Alte Emscher ca. 0,00 ca. 0,51 Ablauf Rhein-Herne-Kanal ca. 0,22 ca. 0,42 Einstauvolumen Polder Zuwachs zu HQ 100 ca. 6,5 - ca. 7,1 + 8 % Tabelle 3-15: Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Alte/Kleine Emscher September 2004 Seite 81

105 Simulationsparameter HW 100 HW 200 Überflutete Fläche % Zuwachs im Vergleich zum HW 100 Laufzeit bis PW DU-Kleine Emscher; % Geschwindigkeitsänderung zu HW 100 Max. WSP in Beeck; Möhlenkampstraße; Höhenunterschied zu HW 100 Max. WSP in Buschhausen; Buschhausener Straße; Höhenunterschied zu HW 100 Max. WSP in Fahrn; Kurfürstenstraße; Höhenunterschied zu HW 100 Max. WSP Marxloh; Kaiser-Friedrich- Straße/Ziegelhorststraße Höhenunterschied zu HW 100 Max. WSP in Obermeiderich; Nansenstraße/Alexanderstraße Höhenunterschied zu HW 100 Max. WSP in Schmidthorst; Fiskusstraße/Stuttgarter Straße Höhenunterschied zu HW 100 8,6 km² - 18,75 h - 23,8 mnn - 30,4 mnn 17,1 mnn - 21,9 mnn - 27,6 mnn 28,3 mnn - 9,3 km² + 7 % 18,0 h 4 % schneller 24,2 mnn h = 0,4 m 30,4 mnn h = 0,0 m 17,3 mnn h = 0,2 m 21,9 mnn h = 0,0 m 27,7 mnn h = 0,1 m 28,4 mnn h = 0,1 m Tabelle 3-16: Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des pot. Überflutungsgebietes Alte/Kleine Emscher Potenzielle Überflutungsgebiete beim Extremereignis Aus den in Kapitel ausgeführten Überlegungen ergeben sich zwei Szenarien für die Ermittlung der potenziellen Überflutungsgebiete: HW extrem : Im obersten Überlastungsbereich (dieser liegt im Bereich der angenommenen Deichversagensstelle für den Polder Herne Nord/Schalke) wird der Deich überströmt und dabei erodiert. Der Polder Herne Nord/Schalke wird geflutet (vgl. Kapitel ). Unterhalb des erodierten Deichbereichs tritt aufgrund des geringen im Emscherhauptlauf verbleibenden Abflusses von ca. 136 m³/s kein Schaden mehr auf (vgl. Kapitel 2.3.4). HW extrem_üs : Die Deiche in allen Überlastungsbereichen werden überströmsicher ausgebildet. Aufgrund der Überströmsicherung wird an jeder Überlastungsstelle nur die Abflussspitze gekappt, nach unterhalb wird bordvoller Abfluss weitergegeben (vgl. Kapitel 2.3.5). Hier ergeben sich 4 Bereiche, die durch Überflutungen betroffen sind (vgl. Kapitel bis ): September 2004 Seite 82

106 Überlastungsbereich 1: links der Emscher, Herne Nord, oberhalb L644 Überlastungsbereich 2: links der Emscher, Schalke, unterhalb Sellmannsbach Überlastungsbereich 3: links der Emscher, Essen, Überleitungsstelle in den RHK am Hafen Mathias Stinnes (hier besteht schon eine Überströmsicherung) Überlastungsbereich 4: links der Emscher, Oberhausen Neue Mitte, unterhalb Läppkes Mühlenbach Die betroffenen Bereiche wurden über 2D-Strömungsmodelle ermittelt unter Berücksichtigung der Deichhöhen aus der Vermessung von 2003 (vgl. Kapitel 2.3.5). Die Auswirkungen der Ausbildung von überströmsicheren Deichen zeigt der hydrologische Längsschnitt in der folgenden Abbildung: Abbildung 3-6: Hydrologischer Längsschnitt der Szenarien beim Extremereignis Potenzielles Überflutungsgebiet HW extrem (Herne Nord/Schalke) Der erste Überlastungsbereich an der Emscher liegt oberhalb der Brücke der L644 (Recklinghauser Straße) bei Station 32,7. Ca. 500 m unterhalb befindet sich die angenommene Deichversagensstelle für die 2D-Simulationen im Polder Schalke (vgl. Kapitel 3.3.1). September 2004 Seite 83

107 Für die Ermittlung der Einlaufwelle für das HW extrem wurde prinzipiell vorgegangen wie für die anderen Jährlichkeiten auch. Die Scheitelwelle des 1995er Ereignisses wurde auf den Scheitel des laut Kapitel ermittelten Abflusses vergrößert. Deichversagensszenario HW extrem : Abflussscheitel an der Deichversagensstelle: 265 m³/s Ganglinien HW 1995 /HW extrem Berechnungszeitraum 2D-Modell: 60 h Volumen der Zulaufwelle: 21,0 Mio. m³ Summenlinie HW extrem Da die Einlaufstelle oberhalb der Brücke der L644 liegt, stellt sich die Fläche etwas anders dar als für die Berechnungsfälle HW 100 und HW 200. Die Ausbreitungsvorgänge werden im Folgenden beschrieben. Dabei wird auf den Text zu der Strömungssituation beim HW 100 bzw. HW 200 zurückgegriffen (vgl. Kapitel ). Die kritischen Punkte werden an dieser Stelle nicht noch einmal aufgeführt. September 2004 Seite 84

108 Simulationsvoraussetzungen Deichversagensstelle: Station Linkes Ufer, oberhalb Brücke L 644 Breite Einlaufstelle ca. 100 m (Profil bis ) Tiefster Sohlpunkt hinter Deich: 40,8 m ü. NN Die folgende Tabelle gibt die Simulationsparameter für das potenzielle Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke an. Die Zulauf- und Ablaufmengen gelten für das HW extrem. Simulationsparameter Netz Simulationszeit Größe/Anzahl Elemente 60 Stunden Deichversagensstelle km 36,75 Breite der Deichversagensstelle Maximaler Zufluss in den Polder ca. 80 m 142 m³/s Volumen Zufluss aus der Emscher (60 h) ca. 21,0 Mio. m³ Volumen Abfluss in der Emscher (60 h) ca. 15,5 Mio. m³ Volumen PW GE-Kleine-Emscher (60 h) ca. 0,8 Mio. M³ Volumen PW GE-Bismarck (60 h) - Volumen PW GE-Schalke (60 h) - Volumen Ablauf Rhein-Herne-Kanal (60 h) ca. 0,1 Mio. M³ Volumen Polder (60 h) ca. 4,5 Mio. M³ Tabelle 3-17: Herne Nord/Schalke: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW extrem September 2004 Seite 85

109 Ausbreitungsbeschreibung in Sektoren/Terrestrische Kontrolle Einen Überblick über das Gebiet gibt z. B. der KVR-Atlas Nördliches Ruhrgebiet, Kartenblatt 1517, Quadrant D1 (Kommunalverband Ruhrgebiet, 1998). Es folgt eine Beschreibung des zeitlichen Ablaufs der Einströmung an Hand der Sektoren (vgl. Kapitel 3.3 und Karten Szenario Deichversagen ). Die qualitative Ausbreitung wurde bereits für das HW 100 und das HW 200 in Kapitel beschrieben. Die geänderten Ausbreitungsgeschwindigkeiten können den Vergleichstabellen in Kapitel entnommen werden. Die Einströmung in den Polder Herne Nord/Schalke kann mit Hilfe der vorhandenen Sektoren beschrieben werden. Der Sektor S1 (Emscher Recklinghauser Straße Emscherschnellweg Gewerbegebiet Grimberg) wird im Bereich des Hafens Wanne West nach Norden erweitert, um den Einströmbereich unterhalb der Deichversagensstelle abbilden zu können. Das Wasser strömt durch die Deichversagensstelle in südliche Richtung und erreicht nach ca. 0,75 Stunden das Hafenbecken. Von hier folgt die Welle dem Rhein-Herne-Kanal in westlicher Richtung und überflutet dann den Sektor S1 westlich der Recklinghauser Straße gleichermaßen nach Norden und Süden. Nach etwa 7,5 Stunden ist der komplette Sektor geflutet. Die Einströmung in den Sektor S2 (Rhein- Herne-Kanal) beginnt. Ab diesem Zeitpunkt folgt die Ausbreitung der Welle und die Einströmung in die weiteren Sektoren der Beschreibung in Kapitel Dies geschieht mit gewisser zeitlicher Verzögerung, da die Deichversagensstelle oberhalb der Brücke Recklinghauser Straße liegt. Die überfluteten Flächen in den Sektoren S3 (Rhein-Herne-Kanal Ruhrzoo Bahnhof Gelsenkirchen Zoo Umspannwerk), S4 (Bahnhof Gelsenkirchen Zoo Güterbahn Hochkampstraße/Marschallstraße Gewerbepark Hochkampstraße) und S7 (Am Stadthafen Uechtinger Straße Güterbahn A42) sind deutlich kleiner als bei den Ereignissen HW 100 und HW 200. September 2004 Seite 86

110 Vergleich HW 100, HW 200, HW extrem In Tabelle 3-18 sind die über die Emscher in das Untersuchungsgebiet zufließenden sowie die unterhalb der Deichversagensstelle über die Emscher abfließenden Abflussmengen gegenübergestellt sowie das im Polder verbleibende Volumen (evtl. abzüglich Abflussmengen, die über Pumpwerke oder den Rhein-Herne-Kanal aus dem Gebiet geleitet werden). Die Zahlen beziehen sich auf das Ende der Simulation nach 60 Stunden. Simulationsparameter HW 100 in Mio. m³ HW 200 in Mio. m³ HW extrem in Mio. m³ * ) Zufluss aus der Emscher ca. 14,5 ca. 15,9 ca. 21,0 Abfluss in der Emscher ca. 5,6 ca. 6,0. ca. 15,5 PW GE-Kleine-Emscher ca. 0,86 ca. 0,87 ca. 0,8 PW GE-Bismarck ca. 1,05 ca. 1,17 - PW GE-Schalke ca. 0,16 ca. 0,25 - Ablauf Rhein-Herne- Kanal ca. 0,36 ca. 0,42 ca. 0,1 Einstauvolumen Polder Vergleich zu HW 100 ca. 6,5 - ca. 7, % ca. 4,5-30 % * ) Überlastungsbereich entspricht nicht der angenommenen Deichversagensstelle für HW100 und HW200 Tabelle 3-18: Vergleich der Wassermengen im potenziellen Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke Die überflutete Fläche sowie das eingestaute Volumen sind beim Extremereignis deutlich kleiner als beim HW 100. Für HW 100 und HW 200 wurde die angenommene Deichversagensstelle dort gewählt, wo das Gelände hinter dem Deich besonders niedrig liegt und die Auswirkungen der Flutung für den Polder besonders kritisch sind. Dagegen liegt der Überlastungsbereich beim Extremereignis oberhalb der Brücke L644, wo das Gelände hinter dem Deich eine ähnlich große Einströmung verhindert. Dies bewirkt, dass ein nennenswerter Anteil an der ankommenden Welle in der Emscher weiterfließt. Das Extremereignis bedeutet für den Polder Herne Nord/Schalke somit eine geringere Gefährdung als die Annahme eines HW 100 bzw. HW 200 mit Deichversagen an einer ungünstigen Stelle. Die folgende Tabelle zeigt den Vergleich der Flächen und Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten im Polder. Auch hier zeigt sich der Unterschied in den Berechnungsannahmen. September 2004 Seite 87

111 Simulationsparameter HW 100 HW 200 HW extrem *) Überflutete Fläche %-Zuwachs im Vergleich zum HW 100 4,2 km² - 4,5 km² + 7 % 3,7 km² - 12 % Laufzeit bis PW GE Kleine Emscher; % Geschwindigkeitsänderung zu HW 100 7,75 h - 7,25 h 6 % schneller 11 h 30 % langsamer Laufzeit bis PW GE Bismarck; % Geschwindigkeitsänderung zu HW ,5 h - 22,0 h 14 % schneller - Laufzeit bis PW GE Schalke; % Geschwindigkeitsänderung zu HW ,75 h - 18,0 h 9 % schneller - Max. WSP Zeche Unser Fritz; Busch- /Steinhausenstraße; Höhendifferenz zu HW ,3 m ü. NN - 37,4 m ü. NN h = 0,1 m 37,8 m ü. NN h = 0,5 m Max. WSP Unser Fritz; Alleestraße/II. Querstraße; Höhendifferenz zu HW ,2 m ü. NN - 37,4 m ü. NN h = 0,2 m 37,0 m ü. NN h = - 0,2 m Max. WSP im Sektor S3; Knipping-/ Ehmsenstraße; Höhendifferenz zu HW ,4 m ü. NN - 32,8 m ü. NN h = 0,4 m 30,8 m ü. NN h = - 1,6 m Max. WSP in Bismarck; Kleisstraße/Brockskampweg.; Höhendifferenz zu HW ,4 m ü. NN - 32,8 m ü. NN h = 0,4 m 30,9 m ü. NN h = - 1,5 m Max. WSP in Schalke-Nord; K.- Schumacherstraße/Brockskampweg; Höhendifferenz zu HW ,8 m ü. NN - 32,9 m ü. NN h = 0,1 m 32,3 m ü. NN h = - 0,5 m * ) Überlastungsbereich entspricht nicht der angenommenen Deichversagensstelle für HW100 und HW200 Tabelle 3-19: Vergleich von Wasserspiegellagen an ausgewählten Punkten sowie Gesamtausbreitung des potenziellen Überflutungsgebietes Schalke/ Herne Nord Potenzielle Überflutungsgebiete HW extrem_üs Wenn die Auswirkungen der Einströmung in den Polder Herne Nord/Schalke verringert werden sollen, muss das Versagen des Deiches bei einer Überströmung verhindert werden. Dann wird nur der Anteil des Abflusses in den Polder geleitet, der die Deichkrone übersteigt. Der Scheitel der Abflusswelle wird gekappt und ein Großteil des Abflusses (bordvoller Abfluss) verbleibt in der Emscher. Dies bewirkt eine Erhöhung des Hochwasser-Risikos für die Unterlieger. Mögliche weitere Überlastungsbereiche beim Extremereignis sind aus Gründen der Gleichbehandlung dann ebenfalls überströmsicher auszubil- September 2004 Seite 88

112 den. Dies trifft auf drei weitere Bereiche zu, von denen allerdings einer schon überströmsicher ausgebildet ist. Im Gegensatz zu der Annahme, dass jeweils nur ein Polder von einer Flutung betroffen sein kann, sind beim Extremereignis mit überströmungssicherer Ausbildung der Deiche alle vier Bereiche betroffen. Die Auswirkungen in den vier Bereichen sind zu addieren (vgl. Tabelle 3-20). Parameter HW extrem HW extrem_üs HW extrem_üs Bereich 1 Bereich 2 Bereich 3 Bereich 4 Summe Flächengröße in ha ,4 81,8-56,0 187,2 Eingestautes Volumen in Mio. m³ 4,5 0,5 0,6-1,7 2,8 Max. Einstautiefe in m 7,9 3,7 2,2-2,8 - Tabelle 3-20: Vergleich HW extrem und HW extrem_üs (Extremereignis mit Überströmsicherung) Die eingestauten Flächen und Einstauvolumina für das HW extrem_üs sind um ca. 50 % kleiner als der Überflutungsbereich in Herne Nord/Schalke für das Extremereignis. Auch die Einstautiefen in den drei Bereichen liegen deutlich unter denen im Polder Herne Nord/Schalke beim Extremereignis mit Deichversagen. Im folgenden werden die vier Bereiche detaillierter beschrieben. Die Bereiche sind in den Karten Extremereignis mit Überströmsicherung (Anlage K4.2) dargestellt. September 2004 Seite 89

113 Bereich 1: Herne Nord Abbildung 3-7: Extremereignis mit Überströmsicherung der Deiche (HW extrem_üs ), Bereich 1, mit Überlastungsbereich und eingestauter Fläche Der Überflutungsbereich erstreckt sich westlich und östlich der L644 und südlich bis zum Rhein-Herne-Kanal. Einige Informationen zur Simulation und den Berechnungsergebnissen gibt die folgende Tabelle. Simulationsparameter Netz Simulationszeit Größe/Anzahl Elemente 60 Stunden Überlastungsbereich Station 32,7 Breite des Überflutungsbereichs Maximaler Zufluss in den Polder Maximaler Abfluss in der Emscher ca. 120 m ca. 34,5 m³/s ca. 244 m³/s Volumen Zufluss in die Emscher (60 h) ca. 21,0 Mio. m³ Volumen Abfluss aus der Emscher (60 h) ca. 20,5 Mio. m³ Volumen Polder (60 h) ca. 0,5 Mio. m³ Tabelle 3-21: Bereich 1, Herne Nord: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW extrem_üs September 2004 Seite 90

114 Bereich 2: Schalke Abbildung 3-8: Extremereignis mit Überströmsicherung der Deiche (HW extrem_üs ), Bereich 2, mit Überlastungsbereich und eingestauter Fläche Die Ausbreitung des Wassers erfolgt über den Rhein-Herne-Kanal nach Westen und Osten. Nur kleine Flächen in Schalke werden betroffen. Einige Informationen zur Simulation und den Berechnungsergebnissen gibt die folgende Tabelle Die Bereiche 1 und 2 liegen im Polder Herne Nord/Schalke, der beim Extremereignis mit angenommenem Deichversagen überflutet wird. Die eingestauten Flächen sowie die maximalen Einstautiefen sind für das Extremereignis mit Überströmsicherung deutlich kleiner als sie bei einem Deichversagen eintreten würden (vgl. Tabelle 3-20 und Anlage K4.2). September 2004 Seite 91

115 Simulationsparameter Netz Simulationszeit Größe/Anzahl Elemente 47 Stunden Überlastungsbereich Station 26,9 Breite des Überflutungsbereichs Maximaler Zufluss in den Polder Maximaler Abfluss in der Emscher ca. 140 m ca. 36 m³/s ca. 273 m³/s Volumen Zufluss in die Emscher (47 h) ca. 24,8 Mio. m³ Volumen Abfluss aus der Emscher (47 h) ca. 23,9 Mio. m³ Volumen PW GE-Kleine-Emscher (47 h) ca. 0,06 Mio. m³ Volumen PW GE-Bismarck (47 h) - Volumen PW GE-Schalke (47 h) ca. 0,12 Mio. m³ Volumen Ablauf Rhein-Herne-Kanal (47 h) ca. 0,15 Mio. m³ Volumen Polder (47 h) ca. 0,57 Mio. m³ Tabelle 3-22: Bereich 2, Schalke: Simulationsparameter, Randbedingungen und Berechnungsergebnisse für das Ereignis HW extrem_üs Bereich 3: Überleitstelle in den Rhein-Herne-Kanal Abbildung 3-9: Extremereignis mit Überströmsicherung der Deiche (HW extrem_üs ), Bereich 3, Überleitungsstelle in den Rhein-Herne-Kanal September 2004 Seite 92

116 Die Ausbreitung des Wassers erfolgt über den Rhein-Herne-Kanal nach Westen und Osten. An der bestehenden Überleitungsstelle in den Rhein-Herne-Kanal kann das Wasser (Scheitelabfluss von ca. 5 m³/s) schadlos im Kanal abgeführt werden (vgl. Kapitel 3.12) Bereich 4: Oberhausen, Neue Mitte Abbildung 3-10: Extremereignis mit Überströmsicherung der Deiche (HW extrem_üs ), Bereich 4, mit Überlastungsbereich Die Ausbreitung des Wassers erfolgt über den direkt benachbarten Rhein-Herne-Kanal nach Westen und Osten. Der maximal über die Deichkrone übertretende Scheitelabfluss von ca. 17 m³/s kann schadlos im Kanal abgeführt werden (vgl. Kapitel 3.12). Dieser Überlastungsbereich wurde auch schon in der Studie zur Aktualisierung des hydraulischen Gewässermodells Emscher (Hydrotec, 2001b) aufgeführt. Die dort ermittelte Leistungsfähigkeit von ca. 300 m³/s entspricht dem Ergebnis der Berechnung mit dem 2D-Simulationsmodell Scheitelabflüsse in der Emscher Die Auswirkungen des Flutens der potenziellen Überflutungsgebiete auf den in der Emscher verbleibenden Abfluss kann gut im Vergleich der Scheitelabflüsse in der Emscher ober- und unterhalb der Deichversagensstelle dokumentiert werden (vgl. Tabelle 3-23). September 2004 Seite 93

117 Während die Zufluss-Scheitelwellen immer der Berechnungsjährlichkeit (HW 100, HW 200, HW extrem ) entsprechen, sind die abfließenden Scheitelwellen des im Hauptlauf verbleibenden Abflusses unterschiedlichen Jährlichkeiten zuzuordnen. Sie liegen aber jeweils weit unterhalb eines HW 100. Pot. Überflutungsgebiet/Polder HW 100 HW 200 HW extrem Schalke, Scheitel Zufluss ca. 202 m³/s Ca. 221 m³/s ca. 265 m³/s Schalke, Scheitel Abfluss ca. 38 m³/s Ca. 41 m³/s ca. 136 m³/s Karnap, Scheitel Zufluss ca. 251 m³/s Ca. 276 m³/s - Karnap, Scheitel Abfluss ca. 47 m³/s Ca. 51 m³/s - Boye, Scheitel Zufluss ca. 276 m³/s Ca. 304 m³/s - Boye, Scheitel Abfluss ca. 172 m³/s Ca. 178 m³/s - Alte/Kleine Emscher, Scheitel Zufluss ca. 304 m³/s Ca. 334 m³/s - Alte/Kleine Emscher, Scheitel Abfluss ca. 120 m³/s Ca. 124 m³/s - Tabelle 3-23: Vergleich der Scheitelabflüsse in der Emscher ober- und unterhalb der Deichversagensstellen 3.4 Rückgewinnbare Überschwemmungsflächen Aus den potenziellen Überflutungsgebieten können Flächen ausgewählt werden, die wieder in Überflutungsgebiete umgewandelt werden können. Bei diesen Flächen handelt es sich um die sogenannten Rückgewinnbaren Überschwemmungsflächen (vgl. NRW- Arbeitsgruppe Ermittlung und Festsetzung von Überschwemmungsgebieten, 2001). Ob eine solche Umwandlung stattfinden kann, muss durch eine Prüfung im Einzelfall entschieden werden. Dabei sind die derzeitige Nutzung, raumplanerische Ziele und weitere Faktoren von Bedeutung. Im Bereich der Emscher sind derzeit keine rückgewinnbaren Überschwemmungsflächen ausgewiesen. September 2004 Seite 94

118 3.5 Historische Hochwasserereignisse An der Emscher sind seit Beginn der Eindeichung nur wenige historische Hochwasserereignissen bekannt, die nicht gut dokumentiert sind. Einige Unterlagen von Hochwasserereignissen sind in Anlage 3.5 zusammengestellt. Ein größeres Hochwasserereignis am 14./ , das auf einem ungewöhnlich starken Dauerregen beruhte, wurde von E. Sons (1955/1956) relativ ausführlich beschrieben. Er verweist auf weitere Augusthochwässer in den Jahren 1917 und Zum Hochwasserereignis von 1917 konnten keine Unterlagen ermittelt werden. Ein außergewöhnliches Winterhochwasser im Februar 1946 führte dazu, das der rechte Emscherdeich nördlich von Essen auf einer Strecke von 50 m brach und Teile von Essen- Karnap und Gelsenkirchen-Horst unter Wasser gesetzt wurden (vgl. Titelfoto und Emschergenossenschaft, 1957, S. 157). Dieses Deichversagen ist wahrscheinlich auf die Schwächung des Systems durch die Kriegseinwirkungen zurückzuführen. Auch zu diesem Ereignis konnten keine weiteren Unterlagen aufgefunden werden. Ein Großschadensereignis größeren Ausmaßes trat nach dem Februarhochwasser 1909 ein, als die Regelung der Vorflut im Emschergebiet durch die Emschergenossenschaft erst am Beginn stand und noch keinen Schutz gegen Hochwasser bot. Dort waren Flächen von über 2700 ha betroffen, mit Einstautiefen von z. T. mehreren Metern. Auch hier sind mit Ausnahme des Hinweises im zitierten Artikel von E. Sons (1955/1956) keine weiteren Aufzeichnungen aufgefunden worden. 3.6 Pegel Im Einzugesgebiet der Emscher gibt es 56 Pegel. Von ihnen werden 55 von der Emschergenossenschaft betrieben, einer an der Grenze zum Einzugsgebiet vom Wasser- und Schifffahrtsamt Duisburg. Eine tabellarische Übersicht über die im HWAP Emscher berücksichtigten Pegel findet sich in Anlage 3.6. Dargestellt sind die Pegel in der Übersichtskarte Gebietsmodelle (Anlage K1.4). An der Emscher selbst (incl. Emscheroberlauf) befinden sich 10 der berücksichtigten 56 Pegel, 5 davon sind Hauptpegel. Die Höchstwasserstände (HHW) sowie die mittleren Niedrigwasserstände (MNW) der Pegel werden auf der Homepage von Emschergenossenschaft und Lippeverband ( dargestellt. 3.7 Bauwerke an der Emscher Insgesamt wurden an der Emscher 125 Bauwerke (Brücken, Durchlässe) identifiziert, von denen 18 als einstaugefährdet hinsichtlich Hochwasserereignissen unterhalb BHW anzusehen sind (vgl. Anlage 3.7). Der Düker unter dem Rhein-Herne-Kanal ist schon bei einem HQ 10 einstaugefährdet, er wird aber kurzfristig durch einen Neubau ersetzt (vgl. Kapitel 3.11). Als eingestaut gelten alle Brücken, deren Unterkonstruktion durch den September 2004 Seite 95

119 vorgegebenen Abfluss benetzt wird (vgl. Hydrotec, 1998, S. 21 und Hydrotec, 2001b, S. 36f). Details zu den einstaugefährdeten Bauwerken sind den genannten Hydrotec-Studien zu entnehmen. Die Bauwerke sind in den Detailkarten Emscher Gewässerlauf (s. Anlage K2) dargestellt. Eine qualitative Einschätzung des Rückstaueinflusses der Brückenbauwerke gibt Kapitel Bei einem extremen Hochwasserereignis (wie in Kapitel 2.3 ermittelt) sind verschiedene Brückenbauwerke eingestaut. Eingestaute Brücken stellen einerseits eine Gefahr dar, wenn durch die Erhöhung der Wasserspiegellagen im Rückstaubereich der Brücke Deiche überströmt werden. Andererseits können sie durch ihre Retentionswirkung indirekt einen Schutz für die Unterlieger darstellen. Dies ist z. B. der Fall bei der oberhalb des Brückenbauwerks der L644, Recklinghauser Straße, entstehenden Überlastung der Deiche mit Flutung des Polders Herne Nord/Schalke (vgl. Kapitel ). Diese Situation ist bei Umbauarbeiten an den Brücken zu beachten und mit der Gesamtsituation im Hochwasserfall abzustimmen. Jede Brücke ist einzeln bzgl. ihrer Wirkung zu betrachten, da eine Veränderung der Leistungsfähigkeit zu einer Entschärfung eines Rückstaus führt, gleichzeitig aber eine höhere Belastung der Unterliegerstrecke bewirkt. Daraus entsteht die Forderung, jede Brücke, die umgebaut werden soll/muss, auf ihre Wirkung auf den Abfluss zu überprüfen. Es ist sinnvoll, neue Nutzungen für nicht mehr benötigte Brücken (z. B. stillgelegte Zechenbahnen) den Erfordernissen des Hochwasserschutzes anzupassen. Da viele Brücken im gleichen Zeitraum erstellt worden sind (nach dem zweiten Weltkrieg bis in die 60er Jahre) ist davon auszugehen, dass alle diese Brücken in den nächsten Jahrzehnten saniert/umgebaut/erneuert werden müssen. Z. Z. existieren jedoch noch keine detaillierten Planungen zu einzelnen Brücken. Evtl. werden einzelne Brückenhebungen notwendig. Im Bereich der Emschermündung gibt es Untersuchungen zur Situation der Brücken im Falle von zukünftigen Bergsenkungen. Bei Eintreten der Senkungen müssten alle Brücken im Emscherunterlauf überplant werden. Bezüglich ihrer Auswirkungen auf die Hydraulik und Änderungen in der Hochwassersituation für Unter- und Oberlieger sind mindestens folgende Brücken besonders zu beachten: Brücke Huckarder Straße, Dortmund-Dorstfeld (vgl. Kapitel 6.2.1) Stillgelegte Zechenbahn bei Pöppinghausen, Castrop-Rauxel/Recklinghausen (vgl. Kapitel 7.4) Brücke L644, Recklinghauser Straße, Herne (vgl. Kapitel 3.3.5) Eine vollständige Verlegung des Abflussquerschnittes der Emscher (z. B. durch Brückeneinsturz) könnte in der Theorie vorkommen, wurde aber nicht explizit untersucht. Die Auswirkungen einer solchen Verlegung sind extrem unterschiedlich und hängen von den örtlichen Gegebenheiten ab. September 2004 Seite 96

120 3.8 Deiche, Dämme und Mauern mit Hochwasserschutzfunktion Deiche, Dämme und Mauern mit Hochwasserschutzfunktion sind in den Detailkarten Emscher Gewässerlauf (s. Anlage K2) dargestellt. Zusätzliche Informationen sind der Tabelle in Anlage 3.8 zu entnehmen. Im Einzugsgebiet der Emscher handelt es sich bei den Schutzanlagen in aller Regel um Deichbauten aus Waschbergematerial. Die Verwendbarkeit von Waschbergematerial für den Deichbau wird von den Fachleuten unterschiedlich beurteilt. Einerseits ist das Material sehr standfest und hält auch bei Höchsteinstau einer Belastung z. B. durch Baufahrzeuge stand, andererseits dichten sich Risse in Waschberge-Deichen - die z. B. durch Bergsenkungen entstehen können nicht ab, so dass Lecks entstehen können. Der weitere Einsatz von Waschbergematerial im zukünftigen Deichbau bzw. in der Deichsanierung ist z. Z. noch nicht geklärt. Die Gesamtlänge der Deiche im Emschergebiet (Emscherhauptlauf und Nebenläufe) beträgt ca. 133 km: am Emscherhauptlauf erstrecken sich Deiche über eine Länge von ca. 75 km (davon 39 km links der Emscher und 36 km rechts der Emscher), an den Nebenläufen beträgt die gesamte Deichlänge ca. 53 km. Eine Deichstrecke von ca. 4 km Länge entlang des rechten Rheinufers wird ebenfalls von der Emschergenossenschaft betreut. Zielsetzung des Schutzes vor Hochwasser im 19. und 20. Jahrhundert war es, den Abfluss im Gewässer durch Ausbau zu regeln. Wasserstände sollten durch einen möglichst raschen Abfluss minimiert werden. Gewässer wurden begradigt, Profile so ausgebaut, dass Hochwasser im Gewässerbett möglichst schnell abgeführt werden konnte. Wo dies nicht ausreichte, wurde durch Deichbauten der Wasserfluss auf einen möglichst kleinen Teil der natürlichen Überflutungsgebiete reduziert, um die übrigen Flächen intensiv nutzen zu können. Außerdem mussten die durch die Senkungen im Zuge des Bergbaus geschilderten Probleme beseitigt werden. Die Emscherdeiche sind von der Mündung in den Rhein bis zur Einmündung des Schellenbruchgrabens (Station 32,6) bis zu einer Jährlichkeit HW 200 hochwasserfrei ausgebaut. Oberhalb des Schellenbruchgrabens bis Castrop-Rauxel-Ickern (Station 47,5) hat die Emscher z. Z. einen Ausbaugrad von HW 50, der aber auf HW 100 erhöht werden soll. Oberhalb Castrop-Rauxel-Ickern bis Dortmund-Dorstfeld (Station 58,1) liegt der Ausbaugrad wieder bei HW 100. Oberhalb Dorstfeld liegt der Ausbaugrad aufgrund geringerer Abflussfülle der Emscher bei HW 50 bis HW 20. September 2004 Seite 97

121 Abbildung 3-11: Bemessungsgrundlagen/Hochwasserschutzgrad an der Emscher Im Bereich Dortmund-Dorstfeld ist der linksseitige Deich, der dem Schutz des Gewerbegebietes Dortmund-Dorstfeld Nord dient, auf HW 50 ausgelegt. Bei HW 100 wird das Gewerbegebiet überflutet (vgl. Kapitel 6.2.1). Wenn der Ausbaugrad zwischen Schellenbruchgraben und Castrop-Rauxel-Ickern auf HW 100 erhöht wird, ergeben sich unter der Annahme, dass sich die Abflussmengen im Zuge des Emscherumbaus eher verringern werden, Einstaureserven, welche die Hochwassersicherheit für die Unterlieger erhöhen. Die Unterhaltung und Verbesserung vorhandener Deiche bleibt wichtig, da in den eingedeichten Bereichen aufgrund der Bebauung ein hohes Schadenspotenzial vorhanden ist. In Einzelfällen könnten auch weiterhin Deichneubauten zum Schutz vorhandener Siedlungen erforderlich sein. Dies könnte z. B. zum Schutz der Bebauung im Bereich der Resser Mark bei Inanspruchnahme als möglicher Notfallpolder der Fall sein (vgl. Kapitel 7.5). Die Emscherdeiche werden bei den Bemessungsereignissen HW 100 im Oberlauf bzw. HW 200 ab Schellenbruchgraben mit einer Ausnahme (Gewerbegebiet Dortmund-Dorstfeld Nord) nicht überströmt. Sie können aber bei größeren Hochwasserereignissen überströmt werden. Dies ist bei dem hier ermittelten HW extrem in größeren Bereichen besonders im Mittellauf der Emscher der Fall (vgl. Kapitel 2.3). Dagegen gibt es Bereiche, die auch bei einem extremen Hochwasserereignis noch ein Freibord von mehreren Metern aufweisen (evtl. Bereiche mit nicht eingetretenen Bergsenkungen): Dortmund: Mengede Gelsenkirchen/Herne: Resser Mark, Unser Fritz Oberhausen: Sterkrade, Holten Dinslaken: Barmingholten, Averbruch. Die Situation der Deiche an der Emscher ist also deutlich unterschiedlich. September 2004 Seite 98

122 Neben der Möglichkeit, dass die Bemessungsgrenzen der Deiche überschritten werden können, gibt es auch bei sehr lang anhaltenden Hochwasserereignissen die Möglichkeit, des Aufweichens und Versagens der Hochwasserschutzdeiche. Diese Situation wird in den Szenarien Potenzielle Überflutungsgebiete in ihren Auswirkungen beschrieben (vgl. Kapitel 3.3). Bemessung des Freibords An der Emscher wird grundsätzlich ein Freibord von 50 cm angesetzt. Diese Konzeption wurde zuletzt 1987, bei der Vorstellung des Freibordmaßes im Rahmen des jährlichen Berichtes der EG zur Deichsicherheit, abgestimmt. Das MURL (jetzt MUNLV), die Bezirksregierungen, die StÄWA (jetzt StUÄ) und das Landesoberbergamt akzeptierten die Freibordbemessung. Die für die Anordnung eines Freibordes von 1 m im DVWK-Merkblatt 210 dargelegten Unwägbarkeiten Windstau und Wellenschlag sind an der Emscher nie vorgekommen und Brückenverlegungen durch Bäume scheiden im unbepflanzten Abflussprofil aus. Die Deiche sind erdstatisch für einen Wasserstand bis zur Krone bemessen. Weitere Betrachtungen zum Freibord werden im Rahmen des Emscherumbaus unter den dann geänderten hydraulischen Gegebenheiten - notwendig werden. 3.9 Stauanlagen Die im Emschereinzugsgebiet vorhandenen Stauanlagen nach 105 LWG können der nachfolgenden Tabelle 3-24 entnommen werden. Die Stauanlagen werden außerdem in der Übersichtskarte Verwaltung (Anlage K1.1) dargestellt. Es gibt eine Anzahl weiterer Anlagen im Emschergebiet, die aber keine direkte Wirkung auf die Emscher haben und aus diesem Grund hier nicht aufgeführt werden. Ausgenommen sind die direkt im Oberlauf der Emscher gelegenen Hochwasserrückhaltebecken Nagelpötchen und Vieslerhofstraße. Bezeichnung Borbecker Mühlenbach Hüller Mühlenbach Baujahr Stauraum Mio.m 3 Betreiber Vorfluter Entlastungsraum Borbecker Mühlenbach Hüller Bach T = Trinkwasserversorgung, H = Hochwasserschutz, A = Angeln, E = Erholung, K = Krafterzeugung Mio.m 3 Nutzung ,119 Emschergenossenschaft Hochwasserrückhaltebecken ,2 Emschergenossenschaft Hochwasserrückhaltebecken Tabelle 3-24: Übersicht über die Stauanlagen nach 105 LWG im Emschereinzugsgebiet September 2004 Seite 99

123 3.10 Pumpwerke Von der Emschergenossenschaft werden - insbesondere in den durch Bergsenkungen hervorgerufenen abflusslosen Senkungsbereichen - zahlreiche Pumpwerke betrieben. Diese entwässern weite Bereiche (ca. 40 %) des Emschereinzugsgebietes, die auf Grund der Gefällesituation oder Eindeichungen nicht natürlich entwässert werden können. Alle Pumpwerke werden elektrisch betrieben und fallen bei Unterbrechung der Stromzufuhr z. B. im Hochwasserfall aus. Bei Ausfall des gesamten Pumpwerkes bzw. einzelner Druckstufen wird das Einzugsgebiet des jeweiligen Pumpwerkes mehr oder weniger stark eingestaut (und die Emscher entlastet). Die Hochwassergefährdung an den Nebenläufen der Emscher durch Ausfall von Pumpwerken ist jedoch nicht Thema des HWAP Emscher. Eine Liste der Pumpwerke befindet sich in Anlage Pumpwerke, die in potenziellen Überflutungsgebieten liegen und bei Eintreten eines Deichversagens möglicherweise ausfallgefährdet sind, sind in der Tabelle farblich gekennzeichnet. Informationen zu den in die Emscher entwässernden Pumpwerken befinden sich auch in der Tabelle zur Ermittlung des Extremereignisses (vgl. Anlage 2.3). Die Standorte der Pumpwerke sind den Detailkarten Emscher Gewässerlauf (Anlage K2) zu entnehmen. Pumpwerke, die in den mit 2D-Strömungsmodellierung ermittelten potenziellen Überflutungsgebieten liegen bzw. deren Einzugsgebiete bis in diese Flächen hineinreichen, wurden im HWAP Emscher speziell berücksichtigt. Sie wurden mit ihren Leistungsmerkmalen Förderleistung in Abhängigkeit vom Wasserstand und Ausfallwahrscheinlichkeit bei der Flutung der Polder angesetzt. Für die meisten Pumpwerke war die Einstauhöhe ab der das gesamte Pumpwerk bzw. einzelne Druckstufen ausfallen, nicht bekannt. Hier wurden in Absprache mit der Emschergenossenschaft plausible Annahmen getroffen In Planung bzw. Ausführung befindliche Maßnahmen Machbarkeitsstudie Emscherhauptlauf Für die Emscher wurden vor einigen Jahren drei Denkmodelle entwickelt, die aufzeigten, wie der Fluss und das Umland umgestaltet werden können: Blaugrünes Netz Emscher Auental und Wilder Fluss. September 2004 Seite 100

124 Jedes dieser drei Denkmodelle ist durch bestimmte Charakteristiken definiert, die in verschiedenen Veröffentlichungen der Emschergenossenschaft nachgelesen werden können (z. B. Emschergenossenschaft, 2001c, 2001f, 2001g). Jedes Denkmodell wurde von Dortmund bis Dinslaken durchgängig betrachtet. Sie dienten dazu, die unterschiedlichen Möglichkeiten, die mit der Umgestaltung der Emscher verbunden sind, aufzuzeigen. Masterplan emscher:zukunft Die positiven Aspekte der vorgenannten Denkmodelle werden im derzeit laufenden Masterplan emscher:zukunft gebündelt und weiterentwickelt. Zusätzlich werden in die Planung weitere Aspekte integriert, wie z. B. die Niedrigwassergegebenheiten, die stärker berücksichtigt werden (TW-Abfluss Kläranlage Dortmund-Deusen: ca. 2.6 m³/s, Kläranlage Bottrop: ca. 6 m³/s). Die Entwicklung des zukünftigen Emscherprofils soll bis Ende 2004 abgeschlossen sein. Vorlaufend zum Masterplan wurde ein EU-weiter freiraumplanerischer und städtebaulicher Wettbewerb zur Gestaltung von drei Beispielbereichen (Dortmund-Mengede, Bottrop-Welheimer Mark, Oberhausen-Buschhausen) ausgeschrieben. Die Einmündungen der Emschernebenläufe werden beim Projekt Emscherhauptlauf mit beplant. Meist ist in den Mündungsbereichen der Nebenläufe eine Regenwasserbehandlung geplant. Die damit verbundenen, potenziellen Regenrückhaltebecken (vor Einleitung in das Gewässer), werden auch im Projekt Emscherhauptlauf weiter verfolgt. Abwasserkanal Emscher Schlüsselprojekt des Emscherumbaus ist ein parallel zur Emscher verlaufender zentraler Abwasserkanal von Dortmund bis Dinslaken, in dem das Abwasser zu den Kläranlagen Dortmund-Deusen, Kläranlage Bottrop und Klärwerk Emschermündung transportiert wird. Baubeginn war in 2003, die Fertigstellung soll im Jahr 2014 erfolgen. Der Kanal wird eine Gesamtlänge von rund 60 Kilometern erreichen. Der Abwasserkanal Emscher wird die Gebiete der Großstädte Essen, Gelsenkirchen, Oberhausen, Bochum und Bottrop sowie weiterer Mittelstädte im Ruhrgebiet ganz oder teilweise entwässern. Letztendlich soll sämtliches Abwasser durch Kanäle den Kläranlagen zufließen und der Emscher nur gereinigtes Abwasser zugeführt werden. Bislang sind von 400 km geplanter Abwasserkanäle 115 km verlegt; der größte Teil davon an den Nebenläufen. Am Emscherhauptlauf sind Kanalabschnitte zwischen Dortmund und Holzwickede sowie kurze Abschnitte an den Kläranlagen Bottrop und Dortmund-Deusen gebaut worden ( Derzeit wird im Bereich Dortmund gebaut. Dort soll die Verbindung zwischen dem seit 1991 bestehenden Kanalabschnitt am Westfalenpark und dem Zulaufsystem zur Kläranlage Dortmund-Deusen bis zum 2. Halbjahr 2005 hergestellt werden. September 2004 Seite 101

125 Vorgezogene Planungen In einigen Bereichen werden Maßnahmen schon vor dem Beginn der Umgestaltung des Emscherhauptlaufes begonnen. Das sind: Planung und Bau von Hochwasserrückhaltebecken im Dortmunder Bereich (z. Z. werden Standorte in Mengede und Ellinghausen verfolgt). Die Standorte sind weitgehend festgelegt, da mit der Hochwasserrückhaltung in Dortmund die effektivste Wirkung für den gesamten weiteren Verlauf der Emscher erreicht werden kann. Ersatz des Dükers/Durchlasses unter dem Rhein-Herne-Kanal durch einen Neubau weiter nördlich, der eine Umlegung der Emscher erforderlich macht. Dies ist eine Maßnahme des Wasserstraßenneubauamtes Datteln. Es wird überlegt, an der Emscher über Pilotstrecken eine vorgezogene Umgestaltung der Emscher in bestimmten Abschnitten zu verwirklichen. Die Strecken werden im Masterplan identifiziert. Es wird angestrebt, in den Gebietsentwicklungsplänen (GEP) entlang der Emscher auf einem 80 m breiten Streifen das Planzeichen Regionaler Grünzug ausweisen zu lassen, um diesen Bereich von weiterer Bebauung freizuhalten Rhein-Herne-Kanal Bei der Emschergenossenschaft existieren Überlegungen zur Entlastung der Emscher im Hochwasserfall durch Überleitung von Abflussanteilen in den Rhein-Herne-Kanal (Emschergenossenschaft, 2003). Eine solche Entlastung ist als Teil eines Maßnahmenbündels zum Hochwasserschutz anzusehen. Eine Entlastung in den Rhein-Herne-Kanal (RHK) ist hydrografisch lediglich zwischen Oberhausen und der Schleuse Herne-Ost möglich, da hier die Wasserspiegellage im Kanal unter der in der Emscher liegt. Die Scheitelhaltung des RHK und der Dortmund- Ems-Kanal (DEK) liegen zu hoch für eine Überleitung von Wasser aus der Emscher. Über sie kann nur eine Fortleitung von Entlastungswasser erfolgen (mit Pumpen). Nimmt man an, dass eine Anhebung des Wasserstandes im RHK um 1 m bei einem drohenden Großschadensereignis in der Emscher als noch unschädlich hingenommen werden kann, ergibt sich bei einer Länge von rd. 35 km und einer mittleren Wasserspiegelbreite von 55 m sowie 10 % Zuschlag für Hafenflächen ein nutzbares Speichervolumen von ca. 2.1 Mio. m³. Bei einem Überleiten von 50 m³/s würde dieses Volumen also nur 0,5 Tage reichen. Eine Fortleitung dieses Wassers von Haltung zu Haltung kann ordnungsmäßig nur über die vorhandenen Freiwasserleitungen an den Schleusen mit einer Kapazität von je 4 m³/s in Richtung Rhein oder durch Einsatz der Pumpwerke von je 25 m³/s zur Scheitelhaltung östlich von Herne erfolgen. Von dort kann das fortgeleitete Wasser über den Wesel- Datteln-Kanal, Lippe, Seseke, Stever sowie Ems weitergeleitet werden. September 2004 Seite 102

126 Bei gleichzeitigem außergewöhnlichem Rheinhochwasser entfällt die Fortleitung über den RHK zum Rhein, weil dann der Wasserstand im Hafen Duisburg höher ist als in der Haltung DU-Meiderich. Dies gilt analog auch für den Weser-Datteln-Kanal in Friedrichsfeld. Bei länger andauerndem Extremhochwasser in der Emscher könnten demnach über die Kanäle fortgeleitet werden: ohne Rhein-HW: bis zu 4 m³/s + 25 m³/s = 29 m³/s bei Rhein-HW: bis zu 25 m³/s Diese Werte können sich bei gleichzeitigem Lippe- oder/und Ems-Hochwasser reduzieren, weil Lippe und Ems dann möglicherweise selbst keine freie Kapazität mehr haben. Bei diesem Ansatz wären Schäden an den Kanälen wahrscheinlich vermeidbar, lediglich die Schifffahrt müsste auf Grund geringer Durchfahrtshöhen unter niedrigen Brücken eingestellt werden. Zur Zeit existiert eine Überleitungsstelle in den RHK in Essen, am Hafen Mathias Stinnes. Das Gelände im Bereich der Überleitungsstelle ist zum größten Teil im Besitz der Emschergenossenschaft. Weitere Überleitungsstellen sind z. Z. nicht geplant. Die vorhandene und weitere, evtl. im Zuge des Emscherumbaus als geeignet anzusehende Überleitungsstrecken sind bei Änderungen im hydraulischen System z. B. durch Umbauten an Brücken (Abriss/Neubau/Renovierung) später neu zu definieren. Zwei noch bestehende Überleitungsstellen - Bereich Hüller Bach und Bottrop - sind z. Z. nicht mehr wirksam bzw. entfallen kurzfristig im Zuge des Emscherumbaus. Die Überleitungsstelle am Hafen Mathias Stinnes wurde als ein Überlastungsbereich beim Extremereignis HW extrem_üs ermittelt (s. Kapitel ). Die 2D-Strömungssimulationen in den potenziellen Überflutungsgebieten zeigen, dass der RHK als ein Hauptfließweg für das in die Polder eindringende Wassergenutzt wird (vgl. Kapitel 3.3). Der geplante Ausbau des RHK zwischen der Schleuse Gelsenkirchen und Castrop-Rauxel Henrichenburg ist mit dem Umbau der Emscher abzustimmen Produktleitungen Ein Vorabzug der Daten zu Produktleitungen aus dem Projekt Leitungsrecherche Emscher der Emschergenossenschaft liegt vor. Aus diesen Daten gehen die Verläufe, Eigentümer und Art der Produktleitungen hervor. Die Recherche ist z. Z. noch in Bearbeitung und die Daten stehen noch nicht abschließend zur Verfügung. Es ist jedoch generell zu bedenken, dass ein Versagen von Produktleitungen durch Hochwasserereignisse nicht nur Schäden durch mögliche Schadstoffeinträge (z. B: Öl, September 2004 Seite 103

127 div. Chemikalien) hervorrufen kann, es können z. B. auch Schäden an den Deichanlagen durch Explosionen der Leitungen, terroristische Anschläge o. ä. vorkommen. Bei einer Aktualisierung des HWAP Emscher und Vorliegen aktueller Leitungsdaten sollte dieses Thema noch einmal detailliert behandelt werden. September 2004 Seite 104

128 4 Hochwasservorsorge In diesem Kapitel wird dokumentiert, wie sich die Hochwasservorsorge an der Emscher hinsichtlich der Flächenvorsorge, der Bauvorsorge, der Verhaltensvorsorge und der Risikovorsorge von dem Vorgehen in anderen Flusssystemen wie z. B. der Lippe - unterscheidet bzw. wo sie vergleichbar ist. Es werden auch in der Planung befindliche Modelle zur Verbesserung der Hochwasservorhersage angesprochen. Zu wesentlichen Punkten der Hochwasservorsorge wurden Emschergenossenschaft und die Anliegerkommunen der Emscher befragt. Eine Erläuterung der wichtigsten hier verwendeter Begriffe findet sich im Glossar dieses Berichtes. 4.1 Allgemeines Da die Emscher in großen Teilbereichen eingedeicht ist, stellt sich die Situation im Bereich Hochwasservorsorge anders dar als an den meisten anderen Gewässern. Die Emscher verursacht nur im Stadtbereich Dortmund nennenswerte Überflutungen, in den anderen Gemeinden entsteht eine Hochwassergefährdung nur in den Polderflächen hinter den Deichen wenn der Hochwasserschutz versagt bzw. die Bemessungsgrenze überschritten wird. Vorbeugender Hochwasserschutz ist nicht allein eine wasserwirtschaftliche Aufgabe, sondern auch die Raumordnung muss ihren Beitrag zum Hochwasserflächenmanagement leisten. Sie muss ihre Instrumente zum Erhalt und zur Wiederherstellung von Retentionsräumen und versickerungsfähigen Böden einsetzen und auf eine vorsorgende Risikobeachtung in überflutungsgefährdeten Räumen hinwirken (Ministerkonferenz für Raumordnung, MKRO 2000). Die Verbesserung herkömmlicher Schutzeinrichtungen und des Abflussmanagements ist erforderlich, um Hochwasserrisiken weiter zu mindern. Die Erhaltung noch vorhandener Überschwemmungsbereiche, sowie deren Vergrößerung durch Rückgewinnung ehemaliger oder Schaffung neuer Überschwemmungsbereiche ist das allgemeine Ziel. Überschwemmungsbereiche sind für den Abfluss und die Retention von Hochwasser zu sichern und frei von Siedlungen und wasserempfindlichen Nutzungen zu halten. Da die Kommunen die eigentlich Betroffenen bei Hochwasserereignissen sind und obwohl Hochwasservorsorge- und -schutzmaßnahmen im Emschergebiet in der Regel von der Emschergenossenschaft erarbeitet werden, wurden sie zu dem Themenkomplex Hochwasservorsorge/Hochwasserschutz befragt. Die Ergebnisse der Befragung und weitere Unterlagen sind in Anlage 4.5 aufgeführt. September 2004 Seite 105

129 4.2 Flächenvorsorge Allgemeines Nicht nur Maßnahmen zum vorbeugenden Hochwasserschutz an Flüssen bezogen auf ihren Abfluss- und Retentionsbereich sind zu ergreifen, sondern auch das gesamte Einzugsgebiet mit allen Nebenläufen ist zu betrachten. Es ist wichtig, dass die Retentionsflächen an den Nebenläufen wegen ihres Infiltrations- und Wasserspeichervermögens ebenfalls erhöht werden oder ihre Funktion durch Änderung der Flächennutzung verbessert wird. Dieser Forderung wird künftig durch den Umbau des Emschersystems in den auch bzw. gerade die Nebenläufe einbezogen werden Rechnung getragen. Überflutungs- bzw. Überschwemmungsgebiet Da an der Emscher ein Überflutungsgebiet nur im Bereich der Stadt Dortmund existiert, können auch nur hier die im folgenden aufgeführten gesetzlichen Verpflichtungen zur Freihaltung von Überschwemmungsflächen gelten. Durch die Änderung des 32 WHG besteht die wasserrechtliche Verpflichtung, natürliche Überschwemmungsflächen freizuhalten. Ausnahmen bilden nur Maßnahmen, die dem Wohl der Allgemeinheit dienen, wenn ein entsprechender Ausgleich rechtzeitig geschaffen werden kann (vgl. auch Hydrotec, 2002b; Greiving, 1999a und 2001). Das Erhaltungsgebot des 32 Abs. 2 Satz 1 WHG richtet sich als Planungsleitsatz an Behörden und Vorhabensträger, die mit ihren Maßnahmen (Planung, Vorhaben) die Funktionsfähigkeit des Überflutungsgebietes beeinträchtigen können. Es wird nicht ein bestimmtes Verfahren, z. B. 113 LWG, vorausgesetzt. Das Erhaltungsgebot ist als materieller Belang immer zu beachten. Die Gemeinde hat im Rahmen der Abwägung zu prüfen, ob im konkreten Fall überwiegende Gründe des Wohls der Allgemeinheit einem Erhalt des Überflutungsgebietes entgegen stehen. Dabei muss sie das Erhaltungsgebot des 32 Abs. 2 WHG mit dem ihm zukommenden Gewicht in die Abwägung einstellen. Der Gesetzgeber hat diesen Belangen aus mehreren Gründen ein großes Gewicht beimessen wollen: Die Erfahrungen der vergangenen Jahrzehnte haben die vielfältigen Nachteile einer fortschreitenden Inanspruchnahme von Überflutungsgebieten verdeutlicht (zunehmendes Risiko für die Unterlieger, ständige Erhöhung des Schadenspotenzials in potenziellen Überflutungsgebieten, fortschreitender und unumkehrbarer Verbrauch von Auenflächen, etc.). Eine Inanspruchnahme von Überflutungsgebieten ist nur begrenzt oder meistens - überhaupt nicht ausgleichbar. Zumindest im Rahmen der Raumordnung und der Bauleitplanung gibt es fast immer Alternativen, die eine Inanspruchnahme von Überflutungsgebieten vermeiden. September 2004 Seite 106

130 Kommt die Gemeinde auch bei Beachtung der genannten Maßgaben zu dem Ergebnis, dass überwiegende Gründe des Wohls der Allgemeinheit vorliegen, so hat sie als weitere Voraussetzung für eine Inanspruchnahme zu prüfen, ob und in welcher konkreten Weise die notwendigen Ausgleichsmaßnahmen rechtzeitig getroffen werden können. (Hinweis: In keinem Fall rechtfertigt die Möglichkeit einer rechtzeitigen Ausgleichsmaßnahme die Inanspruchnahme!). Dies wird in der planerischen Abwägung nur bei erzieltem Einvernehmen mit der zuständigen Wasserbehörde ausreichend zu begründen sein. Im Landesentwicklungsplan NRW (LEP NRW, 1995) ist als Ziel festgehalten, dass Überschwemmungsgebiete und Talauen der Fließgewässer als natürliche Retentionsräume zu erhalten und zu entwickeln sind und dass einer Beschleunigung des Wasserabflusses entgegenzuwirken ist. In den Erläuterungen zum Bereich Wasser wird darauf hingewiesen, dass es erforderlich ist, nicht nur die Überschwemmungsbereiche der Fließgewässer zu erhalten, sondern auch verlorengegangene Retentionsräume zurückzugewinnen. Als Retentionsflächen anzusehen sind die in Kapitel angesprochenen Überflutungsgebiete in Dortmund. Die potenziellen Überflutungsgebiete hinter Hochwasserschutzeinrichtungen können, wenn sie als rückgewinnbare Überschwemmungsflächen deklariert werden, ebenfalls zum Retentionsraum hinzugezählt werden. An der Emscher sind bisher keine rückgewinnbare Überschwemmungsflächen ausgewiesen. Potenzielles Überflutungsgebiet Für die potenziellen Überflutungsgebiete hinter Hochwasserschutzeinrichtungen, die im Emschergebiet einen wesentlich größeren Anteil als die Überflutungsgebiete haben, existieren keine gesetzlichen Einschränkungen hinsichtlich der Nutzungen. In einem Erlass der Staatskanzlei NRW (2002) wird formuliert, dass das potenzielle Überflutungsrisiko bei einer weiteren Siedlungsentwicklung berücksichtigt werden soll, eine Siedlungsentwicklung in potenziellen Überflutungsgebieten aber nicht ausgeschlossen wird. Diese Gebiete müssen in den GEP nicht zeichnerisch dargestellt werden, sollen aber zur Veranschaulichung der textlich dargestellten Vorbehalte in einer Erläuterungskarte abgebildet werden. In den Bauleitplänen sollen die potenziellen Überflutungsgebiete gemäß 5 Abs. 3 Nr. 1 bzw. 9 Abs. 5 Nr. 1 BauGB gekennzeichnet werden, um das Risikobewusstsein zu schärfen und eine angepasste Gestaltung und Nutzung von Gebäuden zu erreichen. In einer Vortragsveranstaltung des Umweltbundesamtes (Rembierz, 2002) wird darauf hingewiesen, dass eine Risikovorsorge in den potenziell überflutungsgefährdeten Bereichen hinter den Deichen erforderlich ist, obwohl keine wasserrechtlichen Zugriffsmöglichkeiten auf diese Flächen existieren. In einem ersten Schritt soll deshalb die Bevölkerung in diesen Bereichen durch gezielte Öffentlichkeitsarbeit für das Problem sensibilisiert werden. Um das Problembewusstsein der örtlich Betroffenen zu schärfen, ist auch die Mithilfe der Kommunen unbedingt erforderlich. Darüber hinaus sind auch zur Risikovorsorge in potenziell überflutungsgefährdeten Bereichen vor allem bauleitplanerische Festlegungen wünschenswert. Zu denken ist vor allem an: September 2004 Seite 107

131 Freihaltung von besonders tiefliegenden Geländepartien (beispielsweise solchen, die im Falle einer Überflutung Wasserstände von mehr als zwei Metern aufweisen würden, sodass Gefahr für Leib und Leben besteht und Bauwerke auch im 1. Obergeschoss geschädigt werden); Kammerung von großräumigen potenziell überflutungsgefährdeten Bereichen durch Schlafdeiche (dabei können z. B. Eisenbahndämme etc. aufgegriffen werden), damit diese im Falle einer Überflutung nicht in Gänze geschädigt werden; Verbot von Nutzungen die im Falle einer Überflutung nicht nur selber Schaden nehmen, sondern auch eine Gefährdung für andere darstellen würden (z. B. Betriebe, die mit wassergefährdenden Stoffen umgehen) oder Verpflichtungen, solche Nutzungen mit einer zweiten Verteidigungslinie zu umgeben (Rembierz, 2002). In den Polderflächen der Emscher, die zum großen Teil noch wesentlich tiefer eingestaut sind als 2 m und die i. W. schon sehr dicht bebaut sind, werden diese freiwilligen Maßnahmen nur in Einzelfällen zum Einsatz kommen. 4.3 Bauvorsorge Das Ziel der Bauvorsorge besteht darin, dass durch eine angepasste Bauweise und Nutzung von Gebäuden durch Hochwasser wesentlich geringere Schäden als ohne diese Maßnahmen verursacht werden. Zum angepassten Bauen gibt es Hinweise in der Checkliste für Wohngebäude der Hochwasserfibel (MURL, 1999) und im Hochwasserhandbuch Leben, Wohnen und Bauen in hochwassergefährdeten Gebieten (MUF RLP, 1998). In den Polderflächen der Emscher, die bei einem Deichversagen oder einem Extremereignis schnell und mit großen Einstautiefen geflutet werden, werden die dort genannten Maßnahmen nur in Einzelfällen sinnvoll sein. Für das Bauen in potenziellen Überflutungsgebieten existieren keine rechtlichen Einschränkungen, aber im GEP Emscher-Lippe (Bezirksregierung Münster, 2000) wird explizit formuliert, dass in den potenziellen Überflutungsgebieten auf das Risiko der Hochwassergefährdung im Rahmen der Bauleitplanung und der Genehmigungsverfahren hinzuweisen ist. 4.4 Risikovorsorge Nach einer Untersuchung der Münchner Rückversicherungs-Gesellschaft (1999) sind folgende Angaben zu Hochwasserschadensereignissen zu machen: In den 90er Jahren häuften sich große Flussüberschwemmungen. Zahlreiche Gebiete an Rhein und Mosel waren sogar zweimal innerhalb 13 Monate (Dezember 1993 und Januar 1995) betroffen. Die volkswirtschaftlichen Schäden dieser beiden Katastrophen summierten sich in Deutschland auf über 0,8 Mrd. Euro, wovon ca. 270 Mio. Euro versichert waren. Das Wachsen von Siedlungen in Überflutungsgebiete hinein September 2004 Seite 108

132 und die damit einhergehenden höheren Wertekonzentrationen, ist eine Hauptursache großer Überschwemmungsschäden. Flussüberschwemmungen entstehen nach langanhaltenden und ausgiebigen Niederschlägen mit großer räumlicher Ausdehnung. Die Häufigkeit solcher Schadensereignisse ist trotz des allgemein guten Hochwasserschutzes an den großen Flüssen hoch, und besonders im Fall einer Überschreitung des Schutzgrades entstehen hohe Schäden. Sturzfluten werden durch Niederschläge mit sehr hoher Intensität, meistens im Verlauf schwerer Gewitter ausgelöst. Sie sind auf ein kleines Gebiet beschränkt und verursachen nicht nur lokale Schäden (vollgelaufene Keller), sie lassen auch Flussläufe in sehr kurzer Zeit anschwellen. Sie erzeugen vergleichsweise moderate monetäre Schäden, die jedoch wegen ihrer hohen Frequenz eine durchschnittlich jährliche Gesamtschadensumme in etwa derselben Höhe wie aus den großen Flussüberschwemmungen ausweisen. Die Gefährdung von Menschenleben ist bedingt durch die Heftigkeit der Ereignisse relativ hoch. Die Schadenspotenziale sind in Städten, die in oder am Rande von Mittelgebirgen liegen, am größten. Generell gilt, dass weder das Land noch die Kommune für Schäden durch Hochwasser haftet. Einige Versicherungen bieten spezielle Hochwasserschutz-Versicherungen unter bestimmten Einschränkungen an (Stiftung Warentest, 2001). Der einzelne (mögliche) Betroffene sollte in jedem Fall finanzielle Eigenvorsorge treffen, indem er Rücklagen bildet. Weitere Untersuchungen zu diesem Thema werden vom Gesamtverband der Deutschen Versicherungswirtschaft in Berlin derzeit in einem Projekt Zonierungssystem für Überschwemmung, Rückstau und Starkregen (ZÜRS) durchgeführt. 4.5 Verhaltensvorsorge und Eigenvorsorge Hier ist auf die schnelle Hochwasserentstehung an der Emscher, die eine extrem kurze Vorwarnzeit (wenige Stunden) mit sich bringt, hinzuweisen. Da das Emschersystem in der Lage ist, viele Hochwasserereignisse nahezu schadlos abzuführen, werden nur die Großschadensereignisse die Öffentlichkeit außerhalb der Emschergenossenschaft betreffen. Dies sind dann Ereignisse, wie sie in den Szenarien der Überflutung von Polderflächen in Kapitel 3 dargestellt sind. Ein Schutz vor solchen extrem seltenen Ereignissen ist für den Einzelnen nicht möglich. Daraus folgt, dass Hinweise auf Eigenvorsorge der Bürger hier nicht gegeben werden können. In vielen Fällen wird nur eine rechtzeitige Evakuierung in Frage kommen. Eine Stärkung des Hochwasserbewusstseins des privaten Bürgers sowie möglicherweise gefährdeter Industriebetriebe durch verschiedene Informationsmedien ist in dem im Rahmen des HWAP Emscher aufgestellten Kommunikationskonzeptes (vgl. Anlage 4.5) angedacht. Dazu gehört z. B. auch die Veröffentlichung der potenziellen Überflutungsgebiete. September 2004 Seite 109

133 4.6 Rechtliche Grundlage und Zuständigkeiten im Hochwasserfall Die Emschergenossenschaft ist laut 2, Absatz 1, des Gesetzes über die Emschergenossenschaft (EmscherGG) zuständig für die Sicherung des Hochwasserabflusses der oberirdischen Gewässer oder Gewässerabschnitte und in deren Einzugsgebieten bis zur Bemessungsgrenze. Zu den Genossen gehören die Kreise, die kreisfreien Städte, Städte und Gemeinden mit Anteilen am Einzugsgebiet, der Bergbau und gewerbliche Unternehmen. Die Aufgaben der Kommunen sind im Gesetz über den Feuerschutz und die Hilfeleistung (FSHG) vom bei einem Großschadensereignis geregelt. Ein Auszug der wichtigsten Punkte aus dem FSHG ist in Anlage 4.5 beigefügt. Die wesentlichen Entscheidungen zum Schutz der Deiche, Pumpwerke und der Polderflächen wird somit die Emschergenossenschaft treffen, für das Großschadensereignis unter Hinzuziehung der Aufsichtsbehörden (vgl. Kapitel 4.8). Die genossenschaftsinternen Handlungsanweisungen zum Hochwasserschutz werden z. Z. aktualisiert (vgl. Kapitel 4.7). 4.7 Hochwassermanagement bei der Emschergenossenschaft Außerhalb der regulären Arbeitszeiten wird für Situationen, die von normalen Betriebszuständen abweichen, eine Rufbereitschaft eingerichtet. Diese Rufbereitschaft wird für Zeiten von Starkregenvorhersagen um eine Hochwasserbereitschaft erweitert. Hochwassersituationen werden bei der Emschergenossenschaft in verschiedene Stufen unterteilt. Mit dem Eintreten einer Hochwassersituation wird der Hochwasserdienst an den entsprechenden Gewässerabschnitten und/oder Anlagen eingerichtet. Das Verhalten (Meldungen, Arbeitsabläufe, Kontrollpunkte usw.) der Mitarbeiter in drohenden oder eingetretenen Hochwassersituationen ist in allgemeinen Verfahrensanweisungen und im Detail in Gewässer- bzw. anlagenspezifischen Arbeitsanweisungen für die Emscher, ihre Nebengewässer und sonstige Anlagen geregelt. Zusätzlich ist die Betriebsführungszentrale (BFZ) in Bottrop ständig besetzt und koordiniert bei Abweichungen vom Normalbetrieb den Einsatz der normalen Rufbereitschaft Strategisches Hochwassermanagement In einem durch den Vorstand der Emschergenossenschaft eingesetzten Lenkungskreis Hochwasser wurde u.a. eine für alle Mitarbeiter der Emschergenossenschaft verbindliche Hochwasserschutzstrategie erarbeitet und eingeführt. Mittels des Lenkungskreises Hochwasser sollen zuständigkeitsübergreifend Probleme des Hochwasserschutzes und der Hochwasservorhersage innerhalb der Emschergenossenschaft erkannt, diskutiert und ggf. den zuständigen Fachabteilungen zur Erarbeitung von Lösungen übergeben werden. Im September 2004 Seite 110

134 Lenkungskreis werden die Ergebnisse der Fachabteilungen mit der Hochwasserschutzstrategie abgeglichen, freigegeben und anschließend durch die Fachabteilungen umgesetzt. Im Rahmen dieser Tätigkeiten wird u.a. die Hochwasserschutzstrategie in regelmäßigen Abständen geprüft Betriebliches Managementsystem (BMS) Zur Umsetzung von rechtlichen Vorgaben sowie zur Sicherung der Handlungs- und Ergebnisqualität besteht innerhalb der Emschergenossenschaft ein hierarchisch strukturiertes System von internen Regelwerken mit unternehmensweiter Verbindlichkeit. Dieses gliedert sich wie folgt: Allgemeine Geschäftsanweisungen (AGA) und Unternehmensziele, Spezielle Geschäftsanweisungen (SGA), Verfahrensanweisungen (VA). In der Hauptabteilung Betrieb werden diese internen Handlungsvorgaben sowie gesetzliche Vorgaben (z.b. SüwVKan, SüwKom) durch das Betriebliche Managementsystem (BMS) konkretisiert. Hierzu hat die Hauptabteilung Betrieb sukzessive ein Regelungssystem zur Qualitätssicherung aufgebaut, dessen Kern die anlagenspezifischen Dienst- und Betriebsanweisungen bilden. Im Rahmen der Vorbereitung auf die Zertifizierung des Anlagenbetriebes von Emschergenossenschaft und Lippeverband wurde dieses zu einem prozessorientierten Qualitätsmanagementsystem weiterentwickelt. Dieses Betriebliche Managementsystem der Emschergenossenschaft setzt sich zusammen aus der SGA Betrieb mit Funktion eines Qualitätsmanagementhandbuches, den Verfahrensanweisungen mit Prozessbeschreibungen sowie einem System aus Arbeitsanweisungen, das sich wie folgt aufbaut: Zentrale Arbeitsanweisungen (ZAA), Anlagenspezifische Musterarbeitsanweisungen (MAA), -> Anlagenspezifische Arbeitsanweisungen für Kläranlagen, Gewässer, Pumpwerke, Kanäle, Regenwasserbehandlungsanlagen und Werkstätten. Aus den anlagenspezifischen Musterarbeitsanweisungen werden durch die Leiter der zuständigen Organisationseinheiten für die Mitarbeiter verbindliche anlagenspezifische Dienst- und Betriebsanweisungen aufgestellt und eingeführt. Des Weiteren sind die o.g. Leiter für die laufende Aktualisierung der eingeführten Arbeitsanweisungen verantwortlich. Das Hochwassermanagement ist in der Verfahrensanweisung Hochwasser, den zusätzlichen Arbeitsanweisungen Führung in Hochwassereinsätzen, Verbesserung des September 2004 Seite 111

135 technischen Hochwasserschutzes, Hochwasserzentrale Essen und dem Systemordner Hochwasser verankert. Auf dieser Grundlage wurden die anlagenspezifischen Musterarbeitsanweisungen und anlagenspezifischen Anweisungen zum Hochwassermanagement entwickelt. Diese können bei Bedarf, z. B. bei hochwasserempfindlichen Baustellen, um temporäre Arbeitsanweisungen ergänzt werden, in denen dann besondere Maßnahmen zur Sicherung des Hochwasserschutzes vorgegeben werden. Die Verfahrensanweisungen, zusätzlichen Arbeitsanweisungen, Musterarbeitsanweisungen und Arbeitsanweisungen werden in einem unternehmensweit verfügbaren digitalen Dokumentenmanagementsystem (DMS) bearbeitet und verwaltet. Dieses System ist auch auf allen Außenanlagen online verfügbar Zertifizierung der Arbeitsabläufe gem. DIN EN ISO 9001:2000 Am 30. August 2004 wurden Emschergenossenschaft und Lippeverband von der ZER- QMS GmbH, Köln, die erfolgreiche Zertifizierung des Anlagenbetriebes nach DIN EN ISO 9001:2000 ausgesprochen. Mit der Umsetzung der DIN EN ISO 9001:2000 wird die ständige Verbesserung über die prozessorientierte Organisation der Arbeitsabläufe fest in der Hauptabteilung Betrieb verankert. Gegenstand der Zertifizierung ist das Betriebliche Managementsystem (BMS) sowie die darin integrierten Regelungen zum Hochwassermanagement. Im Rahmen der Zertifizierung wurde u. a. das Dokumentenmanagementsystem (DMS) auf seine DIN-Konformität geprüft, in dem auch das Hochwassermanagement abgebildet ist. In der DIN EN ISO 9001:2000 verankert ist ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess (KVP), dessen Realisierung in jährlichen Folgezertifizierungen überprüft wird Verbesserungen des Hochwasserschutzes, der Hochwasserprognose und der Kommunikation mit Externen Im Rahmen der kontinuierlichen Verbesserung der Hochwasservorhersage ist u. a. ein weiteres eigenes Regenradar konkret geplant. Zur Verbesserung der Kommunikation mit den Kommunen, den Kreisen und den kreisfreien Städten im Falle eines drohenden bzw. eingetretenen Großschadensereignisses durch Hochwasser erfolgt als erster Schritt die Stabsübung Wasserfall mit dem Kreis Unna und der Stadt Lünen im April Die Stabsübung Wasserfall wird unterstützt, begleitet und ausgewertet durch die Akademie für Katastrophenschutz, Notfallmanagement und Zivilschutz (AKNZ) in Bad Neuenahr/Ahrweiler. Die in dieser Stabsübung gewonnenen Erkenntnisse werden in das o.g. Regelwerk aufgenommen und um Erkenntnisse aus ähnlichen, zukünftigen Stabsübungen mit anderen Kommunen, Kreisen oder kreisfreien Städten ergänzt werden. U. U. ist auch eine Stabsrahmenübung denkbar, in der Einsatzkräfte vor Ort tätig werden. September 2004 Seite 112

136 4.8 Beteiligung von Kommunen, Leitstellen, Aufsichtsbehörden Leitstellen der Kreise bzw. kreisfreien Städte, StUÄ Bis zum Bemessungshochwasser ist die Emschergenossenschaft für den Hochwasserschutz zuständig. Erst bei Extremereignissen oberhalb des Bemessungshochwassers werden die zuständigen Leitstellen eingeschaltet. Notwendige Meldungen erfolgen von der EG direkt an die jeweiligen Leitstellen bei den Kreisen bzw. kreisfreien Städten. Die zuständigen StUÄ und die Bereitschaftszentrale des LUA werden informiert. Damit im Falle eines Großschadensereignis die Schnittstelle zwischen EG und den Leitstellen funktioniert, müssen die Aufgaben bei einem möglichen Großschadensereignis abgestimmt werden. Wichtig ist, dass ein Ansprechpartner schon vor dem möglichen Ereignis bekannt ist, so dass Kontakte leichter hergestellt werden können. Mit einigen Kreisleitstellen hat die EG schon Kontakt aufgenommen und wird diesen intensivieren sowie weitere Kontakte knüpfen. Eine entsprechende Datenbank befindet sich im Aufbau Alarm- und Einsatzpläne der Kommunen und Kreise/kreisfreien Städte Die meisten Kommunen und Kreise haben keine eigenen Alarm- oder Einsatzpläne und haben sich mit einer möglichen Gefährdung durch Hochwasser der Emscher nicht beschäftigt. In der Stadt Castrop-Rauxel liegt die Emscher überwiegend im Einschnitt, deshalb ist eine Gefährdung durch Deichversagen in den städtisch besiedelten Flächen ausgeschlossen. In Herne existiert ein Öl- und Giftalarmplan aus dem Jahr 1994, der analog auch für den Hochwassereinsatz verwendet werden soll. Außerdem existiert ein Gefahrenabwehrplan, der (nur?) in der Gliederung auch Gefahren durch Hochwasser berücksichtigt. In der Stadt Gelsenkirchen hat sich die Feuerwehr schon einmal mit dem Thema Hochwasser beschäftigt. Es gibt Planungen, einen Hochwasseralarmplan aufzustellen, aber noch keine konkrete Realisierung. Die Stadt Essen gibt an, dass es einen Hochwasser-Alarmplan für die Ruhr gibt, der evtl. auf die Emscher zu übertragen wäre. Außerdem geht die Stadt hier die Feuerwehr davon aus, dass es sich bei einem Hochwasserereignis um eine entwickelnde Gefahr mit Vorlaufzeit handelt und Leistungs- und Koordinierungsgruppen eingesetzt werden können, welche die notwendigen Maßnahmen einleiten. Dass die Vorlaufzeit bei einem Deichversagen nur wenige Stunden beträgt, wurde hier nicht berücksichtigt. In Duisburg verläuft die Emscher außerhalb des Stadtgebietes, so dass die Stadt auch hier von keiner Gefährdung ausgeht. Allerdings wurde von der Stadt nicht berücksichtigt, dass September 2004 Seite 113

137 bei einer Überströmung bzw. einem Versagen des linksseitigen Deiches sehr wohl Schäden im Stadtgebiet (Bereich Alte/Kleine Emscher) auftreten können (vgl. Kapitel 3.3.4). Allgemein ist zu sagen, dass sich die Kommunen wenig mit dem Thema Hochwasser beschäftigt haben. Dies liegt sicher daran, dass über einen langen Zeitraum keine Schadensfälle durch Hochwasser der Emscher aufgetreten sind (ausgenommen sind Pumpwerksausfälle und Ereignisse an den Nebenläufen). Die Deiche waren bisher standfest und die Bemessungsgrenze wurde nicht überschritten. Die Handlungsmöglichkeiten für die Kommunen sind im Falle eines Deichversagens stark eingeschränkt, da die Vorwarnphase je nach Situation sehr kurz sein kann und die dichtbesiedelten städtischen Bereiche kaum rechtzeitig evakuiert werden können. Es ist jedoch in jedem Fall sinnvoll, die Kommunen über mögliche auch unwahrscheinliche Gefährdungen in Kenntnis zu setzen, um ihnen die Möglichkeit zu geben, sich mit den möglichen Konsequenzen auseinander zu setzen Anmerkungen der Kommunen Die Stadt Gelsenkirchen weist auf gesundheitliche Gefahren bei Überflutungen durch Emscherwasser hin, da die Emscher als Abwasservorfluter auch potenzielle Krankheitserreger mit sich führt. Aus diesem Grund soll auch der Aspekt Infektionsschutz berücksichtigt werden (Robert Koch-Institut, 2002, vgl. Anlage 4.5). Die Stadt Gladbeck verweist darauf, dass ihr keine Unterlagen zur Verfügung stehen, aus denen sich ableiten ließe, in welcher Form und in welchen Stadtteilen möglicherweise Hochwassergefahren zu erwarten sind. Deshalb sieht sie sich nicht in der Lage, konkrete Anweisungen für mögliche Großschadensereignisse durch Hochwasser zu erarbeiten. September 2004 Seite 114

138 5 Methodik der Schadensermittlung Hochwasserereignisse können in dicht besiedelten Gebieten hohe volkswirtschaftliche Schäden hervorrufen. Für die Höhe der Schäden spielen neben der betroffenen Siedlungsdichte und den Nutzungen auch die Fläche des Überflutungsgebietes, die Einstautiefe und -dauer eine wesentliche Rolle, die wiederum abhängig von der Auftretenswahrscheinlichkeit des Hochwassers sind. Für eine geldliche Bewertung von Hochwasserschutzmaßnahmen muss die Höhe der durch die Maßnahmen vermeidbaren Schäden bekannt sein. Hierzu dient der bis zu einer bestimmten Jährlichkeit ermittelte Schaden. In Anlehnung an die DVWK-Mitteilungen Nr. 10, Ökonomische Bewertung von Hochwasserschutzwirkungen, (DVWK, 1985) wird zwischen den folgenden Nutzungskategorien bzw. Auswirkungen unterschieden: verhinderte Schäden Personenschäden verletzte Personen, Grad der Verletzungen Sachschäden - privater Wohnbereich (Gebäude, Inventar, Hof und Garten) - Öffentliche Einrichtungen - Einrichtungen von Handel und Gewerbe (Gebäude, Inventar, Lagerbestände, Produktionsausfall) - Industrie (Gebäude, Inventar, Lagerbestände, Produktionsausfall, Folgekosten (Vertragsstrafen)) - Landwirtschaft (Gebäude, Inventar, Lagerbestände, Produktionsausfall) - sonstige Infrastruktureinrichtungen (Verkehrs-, Ver- und Entsorgungseinrichtungen, Folgeschäden (Stromausfall, Verkehrsumleitungen)) - Landschaft (Landschaftselemente, Bodenabtrag, Verschlammung) Schäden an land- und forstwirtschaftlichen Kulturen und Böden - Grünland - Ackerland - Sonderkulturen - Forsten Viehschäden (Verlust, krankheitsbedingte Marktwertminderung, Kosten für zusätzlichen Seuchenschutz) September 2004 Seite 115

139 Produktions- und Bodenwertänderungen, Aufwandsänderungen und indirekte und induzierte Einkommenseffekte Die Schadenserhebung beschränkt sich beim HWAP Emscher auf die Berechnung von Sachschäden an Inventar und an Gebäuden (privat genutzte und öffentliche Gebäude sowie Wirtschafts- und Industriegebäude), Produktionsausfall der Wirtschaft, Schäden an land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen sowie an der allgemeinen Infrastruktur und Kraftfahrzeugen. Nicht oder nur sehr schwer monetär erfassbare Schäden wie Personenschäden, Viehschäden, ökologische Schäden (z. B. infolge Auslaufens von Heizöl), Bodenwertänderungen, Einkommenseffekte usw. gehen in dieser Untersuchung nicht in die Kosten-Nutzen- Analyse von Hochwasserschutzmaßnahmen ein. Diese Schäden können bei der Bewertung einer geplanten Maßnahme bedeutsam sein und sollten bei der Genehmigungsplanung zur Begründung der Maßnahme erläutert werden. Details zur Methodik sind Anlage 5 zu entnehmen. September 2004 Seite 116

140 6 Schäden 6.1 Allgemeines und Begriffsklärung Schäden werden für das Überflutungsgebiet und die potenziellen Überflutungsgebiete getrennt ermittelt. Für die potenziellen Überflutungsgebiete ist eine Gleichzeitigkeit zweier oder mehrerer Überflutungen auszuschließen. Dies ist begründet durch die starke Volumenabnahme der Hochwasserwelle unterhalb einer angenommenen Deichversagensstelle (vgl. auch Tabelle 3-23). Es ist daher im HWAP Emscher außer für die Überflutungsgebiete und das Extremereignis mit Überströmungssicherung - nicht zulässig, Schadenssummen über das Gesamtgebiet zu bilden. Bei der Ermittlung der Schäden je Stadt/kreisfreie Stadt muss berücksichtigt werden, an welchen potenziellen Überflutungsgebieten Flächenanteile bestehen. Die Schadenstabellen je Stadt/kreisfreie Stadt sowie die Tabelle mit den Ergebnissen für das Gesamtgebiet sind Kapitel 6.2 und Anlage 6.2 zu entnehmen. Die Schäden je Bereich, d.h. getrennt für die jeweiligen potenziellen Überflutungsgebiete, befinden sich in Kapitel 6.3 bzw. in Anlage 6.3. Die Tabellen sowohl in Anlage 6.2 als auch in Anlage 6.3 beinhalten neben den Einzelwerten der verschiedenen Schadenskategorien auch Schadenssummen, die die Objektschäden, die Schäden an Gewerbe- und Industriebetrieben, die Schäden an der Infrastruktur, an land- und forstwirtschaftlicher Nutzfläche, die Schäden an Kraftfahrzeugen (nur für Stadt/Gemeinde berechnet, nicht für die Bereiche) sowie die Folgekosten des Schadensereignisses (Hilfsdienste, Aufräumarbeiten, Unterbringungskosten etc.) zusammenfassen. Beachtet werden muss bei der Emscher auch, dass die Einstautiefen in den Bergsenkungsbereichen teilweise sehr groß sind (vgl. Tabelle 3-4) und nicht nur die Schäden sondern auch die Gefahren für die ansässige Bevölkerung sehr groß sind (z. B. potenzielles Überflutungsgebiet Boye in Abbildung 6-1). Abbildung 6-1: Einstautiefen beim HW extrem für das potenzielle Überflutungsgebiet Herne Nord/Schalke Eine Erläuterung der wichtigsten hier verwendeten Begriffe findet sich im Glossar dieses Berichtes. September 2004 Seite 117

141 6.2 Schäden je Stadt Direkte Anlieger der Emscher sind 13 Städte bzw. Gemeinden. Für die Gemeinde Holzwickede mit der Emscherquelle und einem Teil des Oberlaufs wurde keine Schadensberechnung durchgeführt, da hier keine Unterlagen zu hydraulischen Berechnungen verfügbar waren. Die 12 sich unterhalb anschließenden Stadtgebiete von Dortmund bis Dinslaken wurden bei den Berechnungen erfasst und sind in den folgenden Auswertungen dargestellt. Zu beachten ist die Nicht-Gleichzeitigkeit des Eintretens der Hochwasserereignisse (vgl. Kapitel 6.1). Überflutungsgebiet Im Stadtgebiet von Dortmund existiert auf Grund der nur teilweisen Eindeichung der Emscher das einzige nennenswerte Überflutungsgebiet, Flächenschäden im Überflutungsgebiet treten auch in den Städten Castrop-Rauxel und Recklinghausen auf. Potenzielles Überflutungsgebiet In den anderen Anliegerstädten treten Schäden nur in potenziellen Überflutungsgebieten auf. In Castrop-Rauxel und Recklinghausen befinden sich keine potenziellen Überflutungsgebiete Schäden Überflutungsgebiet Das Überflutungsgebiet der Emscher für HW 100 und HW 200 liegt in allen Stadtgebieten mit Ausnahme von Dortmund innerhalb der Emscherdeiche bzw. im überwiegend ebenfalls eingedeichten Rückstaubereich der Nebenläufe. Da diese Flächen für den Hochwasserabfluss vorgesehen sind, wird hier kein Schaden berechnet. Im Stadtgebiet von Dortmund, wo die Emscher nur teilweise eingedeicht ist, sind auch Flächen außerhalb der Talaue betroffen, darunter auch das Gewerbegebiet Dortmund-Dorstfeld Nord, das bis zu einem HW 50 hochwasserfrei eingedeicht ist. Dort entstehen auch die höchsten Schäden. Die Schäden im Gewerbegebiet Dortmund-Dorstfeld Nord entstehen durch den Rückstau der Emscher oberhalb des Dükers in der Brücke Huckarder Straße, die im eingedeichten Bereich die Emscher quert. Ein Planverfahren zur Beseitigung dieser Engstelle wurde eingeleitet und es liegt ein genehmigter Entwurf zum Ersatz des Dükers durch ein großes Brückenbauwerk vor. Danach werden bis zu einem HW 100 keine Schäden durch Hochwasser im Gewerbegebiet auftreten. In den Stadtgebieten von Castrop-Rauxel und Recklinghausen sind land- und forstwirtschaftliche Flächen in geringem Ausmaß betroffen (vgl. Tabelle 6-1). September 2004 Seite 118

142 Stadt / Gemeinde Anzahl Objekte ÜFG HW Vermögen Objekte ÜFG HW 100 T Schaden ÜFG HW 100 T Schaden ÜFG *) HW 200 T Schaden ÜFG HW extrem *) T Dortmund Castrop-Rauxel Recklinghausen Herne Herten Gelsenkirchen Summe *) *) *) HW 200 und HW extrem von Dortmund-Deusen bis zur Mündung berechnet Tabelle 6-1: Ermittelte Gesamtschäden in den Überflutungsgebieten je Stadt und Jährlichkeit Im Vergleich zu den potenziellen Überflutungsgebieten treten im Überflutungsgebiet mit Ausnahme von Dortmund - vernachlässigbare Schäden auf. Eine Aufschlüsselung der Schäden innerhalb der Stadtflächen von Dortmund nach den verschiedenen ATKIS-Nutzungsarten sind den Schadenstabellen je Stadt in Anlage 6.2 zu entnehmen Schäden potenzielles Überflutungsgebiet In den potenziellen Überflutungsgebieten können ca Objekte bei einem HW 200 betroffen sein. Das Vermögen der betroffenen Objekte und Einrichtungen liegt bei über 7 Mrd. Euro. Für die potenziellen Überflutungsgebiete ist eine Gleichzeitigkeit zweier oder mehrerer Überflutungen auszuschließen. Dies ist begründet durch die starke Volumenabnahme der Hochwasserwelle unterhalb einer angenommenen Deichversagensstelle (vgl. auch Tabelle 3-23). Es ist daher nicht zulässig, Schadenssummen über das Gesamtgebiet zu bilden. Bei der Ermittlung der Schäden je Stadt/kreisfreie Stadt muss berücksichtigt werden, an welchen potenziellen Überflutungsgebieten Flächenanteile bestehen. September 2004 Seite 119

143 Stadt / Gemeinde Anzahl Objekte pot. ÜFG HW Vermögen Objekte pot. ÜFG HW 200 T Schaden pot. ÜFG HW 100 T Schaden pot. ÜFG HW 200 T Dortmund (Deusen) Dortmund (Kleingartenanlage) Castrop-Rauxel Recklinghausen Herne (Waldfriedhof) Herne (Herne Nord/Schalke) *) Herten (Waldfriedhof) Gelsenkirchen (Herne Nord/Schalke) *) Gelsenkirchen (Waldfriedhof) Gelsenkirchen (Resser Mark) Gelsenkirchen (Erle) Gelsenkirchen (Horst) Gelsenkirchen (Karnap) *) Gelsenkirchen (Insel) Gladbeck (Karnap) *) Essen (Insel) Essen (Boye) *) Essen (Karnap) *) Bottrop (Boye) *) Bottrop (Insel) Oberhausen (Insel) Oberhausen (Alte/Kleine Emscher) *) Oberhausen (Schwarze Heide) Oberhausen (Nassenkampgraben) Duisburg (Alte/Kleine Emscher) *) Dinslaken (Schlagregenshof) Dinslaken (Averbruch) Dinslaken (B8) Dinslaken (Pflipsenhof) Dinslaken (Am Birnbaum) Dinslaken (Eppinghoven) Dinslaken (Stapp) Summe **) **) *) Potenzielles Überflutungsgebiet ermittelt mit dem 2D-Strömungsmodell (vgl. Kapitel 3.1) **) Eine Summe darf aus Gründen des nicht gleichzeitigen Eintretens der Überflutungen nicht gebildet werden Tabelle 6-2: Ermittelte Gesamtschäden in den potenziellen Überflutungsgebieten je Stadt/Gemeinde und Jährlichkeit September 2004 Seite 120

144 Die größte Gefährdung liegt vor für die Stadt Gelsenkirchen, die Anteile an sieben potenziellen Überflutungsgebieten aufweist, darunter auch Herne Nord/Schalke. Das möglicherweise betroffene Vermögen ist ebenso wie die möglichen Schäden hoch. Die Städte Oberhausen, Duisburg und Essen weisen ebenfalls höhere Gefährdungen auf. Eine Aufschlüsselung der Schäden innerhalb der Stadtflächen nach den verschiedenen ATKIS-Nutzungsarten sind den entsprechenden Schadenstabellen je Stadt in Anlage 6.2 zu entnehmen Schäden für das Extremereignis Für das Extremereignis HW extrem mit Deichversagen und Flutung des Polders Herne Nord/Schalke ergibt sich ein Schaden von ca. 95 Mio., der niedriger liegt als für das HW 200 und ungefähr dem Schaden für das HW 100 entspricht (vgl. Tabelle 6-2). Dies ist begründet in der Tatsache, dass die Deichversagensstelle beim HW 100 und HW 200 an der jeweils kritischsten Stelle mit dem tiefsten Geländepunkt hinter dem Deich angenommen wurde (vgl. Kapitel ). Für das Extremereignis mit Überströmsicherung der überlasteten Deichstrecken reduziert sich der Schaden auf weniger als die Hälfte von HW 100 und erstreckt sich dann auf vier betroffene Bereiche, davon zwei Bereiche in Herne und Gelsenkirchen mit Schaden. Fall Extremereignis/ Bereich Fläche / Volumen ha / m³ Vermögen Objekte T Schaden T HW extrem, Herne Nord/Schalke 361 / HW extrem_üs, Bereich 1 (Herne Nord) 49,4 / 0, HW extrem_üs, Bereich 2 (Schalke) 81,8 / 0, HW extrem_üs, Bereich 3 (Überleitungsstelle RHK) Ableitung im RHK - 0 HW extrem_üs, Bereich 4 (Oberhausen, Neue Mitte) Ableitung im RHK - 0 Summe Extremereignis mit Überströmsicherung (HW extrem_üs ) 187 / 2, Tabelle 6-3: Ermittelte Gesamtschäden für das Extremereignis 6.3 Schäden nach Bereichen Die Schadenssummen in den potenziellen Überflutungsgebieten sind abhängig von Größe, Einstautiefe und Besiedlungsdichte der Bereiche sehr unterschiedlich. Die größten Schäden sind in den potenziellen Überflutungsgebieten Alte/Kleine Emscher, Karnap und Erle mit jeweils über 500 Mio. beim HW 100 zu verzeichnen. Dabei ist der Schaden in Karnap im Verhältnis zu den Vermögenswerten höher als im Bereich Alte/Kleine Emscher, was hier bedingt ist durch die größeren Einstautiefen. September 2004 Seite 121

145 Beim HW 100 werden in der Regel schon über 70 % des Schadens beim HW 200 erreicht. In 10 potenziellen Überflutungsgebieten werden über 80 % und in fünf potenziellen Überflutungsgebieten über 90 % des Schadens beim HW 200 erreicht. Dies ist bedingt durch das Auffüllen von Senkungstrichtern, die beim HW 100 teilweise schon mehrere Meter eingestaut sind. Die zusätzlichen 10 bis ca. 50 cm durch die erhöhten Wasserspiegellagen beim HW 200 führen dann zu einer vergleichsweise geringen Erhöhung der Schäden. Fünf von den sechs Bereich mit den höchsten Schäden liegen zumindest teilweise im Bereich der Stadt Gelsenkirchen, was wieder auf das im Vergleich zu den anderen Anliegerstädten höhere Gefährdungsrisiko hinweist. Bereich/ Pot. Überflutungsgebiet Anzahl Objekte pot. ÜFG HW 200 Vermögen Objekte pot. ÜFG HW 200 T Schaden pot. ÜFG HW 100 T Schaden pot. ÜFG HW 200 T Dortmund-Deusen Dortmund-Mengede, Kleingartenanlage Herten/ Herne/ GK, Waldfriedhof GK/ Herne, Herne Nord/Schalke *) Gelsenkirchen, Resser Mark Gelsenkirchen, Erle Gelsenkirchen, Horst GE/ BOT/ GL, Karnap *) GE/ BOT/ GL, Boye *) GE/ E/ BOT/ OB, Insel Duisburg, Alte/ Kleine Emscher *) Oberhausen, Schwarze Heide Oberhausen, Nassenkampgraben Dinslaken, Schlagregenshof Dinslaken, Averbruch Dinslaken, B Dinslaken, Pflipsenhof Dinslaken, Am Birnbaum Dinslaken, Stapp Dinslaken, Eppinghoven Summe **) **) *) Potenzielles Überflutungsgebiet ermittelt mit dem 2D-Strömungsmodell (vgl. Kapitel 3.1) **) Eine Summe darf aus Gründen des nicht gleichzeitigen Eintretens der Überflutungen nicht gebildet werden Tabelle 6-4: Ermittelte Schäden in den potenziellen Überflutungsgebieten nach Bereichen Eine Aufschlüsselung der Schäden innerhalb der einzelnen Polderflächen nach den verschiedenen Nutzungsarten sind den Schadenstabellen in Anlage 6.3 zu entnehmen. September 2004 Seite 122

146 6.4 Besonders gefährdete/gefährdende Objekte Es wurde versucht, in den Überflutungsgebieten und potenziellen Überflutungsgebieten besonders gefährdete bzw. besonders gefährdende Objekte zu identifizieren. Schäden durch Hochwasser an diesen Objekten bzw. Schäden, die erst durch diese Objekte verursacht werden, können nur teilweise monetär bewertet werden. Mit dem Hinweis auf die Lage dieser Objekte in hochwassergefährdeten Gebieten sollen die Eigentümer bzw. Betreiber auf die möglichen Gefahren aufmerksam gemacht werden. In Zusammenarbeit mit der Emschergenossenschaft und den zuständigen Behörden können Maßnahmen ergriffen werden, Risiken und Schäden soweit wie möglich zu mindern. Zu diesen Objekten gehören große Industrieanlagen und Gewerbegebiete, die zum einen große Schäden verursachen auch durch Produktionsausfall und zum anderen auch die Umwelt gefährden können durch die Freisetzung von Produktionsstoffen oder Energielieferanten wie Heizöl oder Gas. Eine evtl. Menschen gefährdende Unterbrechung der Energieversorgung kann entstehen, wenn Kraftwerke von Hochwasserereignissen betroffen sind. Umweltgefährdungen in größerem Ausmaß können entstehen, wenn Chemiebetriebe, Tanklager, andere Lager von Gefahrstoffen o. ä. betroffen werden. U-Bahnstationen und Bergwerksschächte können bei einem Volllaufen Menschen gefährden und außerdem den Fließweg des Wassers verändern. Die Gefährdung von Menschenleben wird nicht monetär bewertet und die Ermittlung der Auswirkungen auf das Fließverhalten kann im Rahmen des HWAP Emscher nicht geleistet werden. Hier müssten umfangreiche Detailuntersuchungen durchgeführt werden. Generell gilt, dass es oft schwierig ist, Standorte der o. g. Objekte zu finden sowie Informationen zu Vermögenswerten, Gefahrstoffen, Produktionsausfallkosten etc. zu erhalten. Die Schäden wurden standardmäßig wie in Anlage 5 beschrieben, erfasst und in die Schadenssummen der einzelnen Bereiche bzw. Gemeinden eingerechnet Große Industrieanlagen und Gewerbegebiete Die größten Schäden entstehen in Gewerbegebieten, die z. T. auf den Flächen ehemaliger Großbetriebe (Stahlwerke, Kokereien, Zechen) angesiedelt sind und unterschiedliche Gewerbestrukturen aufweisen, die aus den vorliegenden ATKIS-Daten nicht genau zu entnehmen sind. Die größten Schäden der nicht unter den Punkten und Objekte weisen folgende Gewerbegebiete im Überflutungsgebiet bzw. potenziellen Überflutungsgebiet auf: Dortmund - Gewerbegebiet Dorstfeld Nord (u. a. Straßenbahn-Betriebshof) (vgl. Kapitel 7.7) Gelsenkirchen - Gewerbegebiet Emscherstraße (u. a. Vaillant GmbH) September 2004 Seite 123

147 - Gewerbegebiet Verkehrshof Ruhrgebiet (u. a. Gelsenkanal, TÜV) - Gewerbegebiet Kurt-Schumacher-Straße Oberhausen - Gewerbegebiet Buschhausen-Lindnerstraße - Gewerbegebiet Buschhausen-Max-Eyth-Straße (u. a. STOAG Stadtwerke Oberhausen) - Gewerbegebiet Buschhausen-Feldstraße Duisburg - Gewerbegebiet Neumühl Hier ist zu beachten, dass sich der ermittelte Schaden aus den vorliegenden ATKIS-Daten ergibt. Eine Zusammenstellung der angesiedelten Betriebe und deren Untersuchung hinsichtlich möglicher besonderer Gefährdungen wäre sinnvoll Kraftwerke Folgende Kraftwerke liegen in einem potenziellen Überflutungsgebiet und sollten auf ihre Hochwassersicherheit überprüft werden: RWE Power AG, Müllheizkraftwerk Karnap Umspannstation und Kraftwerk Gelsenkirchen Chemiebetriebe, Tanklager etc. Folgende Chemiebetriebe, Tanklager und ähnliche Objekte liegen in einem potenziellen Überflutungsgebiet und sollten auf ihre Hochwassersicherheit überprüft werden: Chemische Betriebe Pluto GmbH (ehem. Zeche Pluto, Schacht Wilhelm) Ruhr Oel GmbH, Werk Gelsenkirchen-Horst Hafen der Ruhr Oel GmbH, Werk Gelsenkirchen-Horst DSK, Zentralkokerei Prosper Kohleölanlage in der Welheimer Mark Tanklager VEBA-OEL AG Thyssengas GmbH, seit RWE Energy AG Celanese Chemicals Europe GmbH, Werk Ruhrchemie Zugleich sollte überprüft werden, ob sich weitere Standorte in den potenziellen Überflutungsgebieten befinden. September 2004 Seite 124

148 6.4.4 Schächte des Bergbaus Es wurden keine Schächte direkt in den Überflutungsgebieten bzw. potenziellen Überflutungsgebieten ermittelt. Allerdings gibt es eine Reihe von Schächten in direkter Nähe zu den potenziellen Überflutungsgebieten: Gelsenkirchen - ehem. Bergwerk Nordstern, Schacht IV - Schacht Emschermulde 1 - Schacht Emschermulde 2 - Bergwerk Consolidation, Schacht 3 - Bergwerk Consolidation, Schacht 4 - Bergwerk Consolidation, Schacht 9 Essen - Schacht Mathias Stinnes Duisburg - ehem. Schacht Friedrich Thyssen 4 - ehem. Schacht Friedrich Thyssen 8 - ehem. Schacht Neumühl, Schacht 4 Trotz nicht direkter Betroffenheit ist es sinnvoll, die Schächte auf Sicherheit gegen eindringendes Wasser zu untersuchen. Zugleich sollte in Zusammenarbeit mit der Deutschen Steinkohle überprüft werden, ob sich weitere Schachtstandorte in den potenziellen Überflutungsgebieten befinden. Hier sollte ebenfalls geprüft werden, ob und ab welcher Einstauhöhe Bergwerksschächte (auch stillgelegte) durch Hochwasser betroffen werden U-Bahnstationen Nach Recherche von Hydrotec befinden sich U-Bahnschächte in den unten aufgeführten potenziellen Überflutungsgebieten. Die Einlaufmöglichkeiten in die Stationen und Lüftungsschächte und die daraus resultierenden Gefährdungen sollten mit den Betreibern der Verkehrslinien geklärt werden. Herne-Nord/Schalke Linie 301: Haltestellen GE-Ruhrzoo, GE-Trinenkamp Karnap Linie 17: Haltestellen GE-Fischerstraße, E-Alte Landstraße, E-Boyer Straße, E- Arenberger Straße Insel Linie 17: E-Heßlerstraße September 2004 Seite 125

149 7 Defizite/Empfehlungen und Maßnahmen 7.1 Allgemeines Die besondere Situation an der Emscher verlangt auch in der Defizitanalyse und den Maßnahmenvorschlägen ein Umdenken gegenüber den allgemeinen Vorgaben sonstiger Hochwasser-Aktionspläne. Da bei planmäßigem Verlauf eines Hochwassers bis zur Jährlichkeit T n = 100 (oberhalb Einmündung Schellenbruchgraben) bzw. T n = 200 (unterhalb Einmündung Schellenbruchgraben) bedingt durch die Kapazität des Emschersystems kaum Überflutungsgebiete existieren und Maßnahmenvorschläge wie Einzelobjektschutz, Deichneuanlagen etc. hier nicht von Nutzen sind, sind i. W. folgende Großschadensszenarien zu untersuchen und ihre Auswirkungen mit Maßnahmenvorschlägen zu minimieren: Deichversagen mit Flutung potenzieller Überflutungsgebiete (Polder) und Überströmung der Deiche im Falle eines extremen Hochwasserereignisses. In die Defizitanalyse müssen damit die Faktoren einbezogen werden, die das Eintreten eines solchen Großschadens wahrscheinlicher machen. Im Gegensatz dazu sind Maßnahmen vorzuschlagen, welche die Eintrittswahrscheinlichkeit eines solchen Ereignisses verringern. Da i. W. die Emschergenossenschaft mit dem Erhalten der Funktionsfähigkeit des Systems und evtl. Veränderungen im Hochwasserschutz befasst ist, werden die Defizitanalyse bzw. die Empfehlungen auch verstärkt im Bereich der genossenschaftlichen Organisations-, Daten- und Entscheidungsstrukturen ansetzen. Weiterhin ist die Schnittstelle EG - Kreisleitstellen und die den Kreisleitstellen im Großschadensereignis zugeordneten Behörden zu betrachten. 7.2 Maßnahmenvorschläge lt. LAWA (1999) Entsprechend den Handlungsempfehlungen der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA, 1999) sind in einem Hochwasser-Aktionsplan Hinweise/Vorschläge für: Maßnahmen zur Minderung der Schadensrisiken, Maßnahmen zur Minderung der Hochwasserstände, Maßnahmen für die Verbesserung der Hochwassermeldesysteme und Maßnahmen für die Verstärkung des Hochwasserbewusstseins zu erarbeiten. September 2004 Seite 126

150 Diese Maßnahmen sind hinsichtlich ihrer Durchführbarkeit zu bewerten. Im HWAP Emscher sind viele der üblichen Maßnahmen nicht zutreffend. Im folgenden wird die Situation an der Emscher kurz erläutert. Die Maßnahmenvorschläge sind daher anders zu entwickeln (vgl. Kapitel 7.3 und 7.4) Maßnahmen zur Minderung der Schadensrisiken Das Emschersystem hat einen hohen Sicherheitsstandard, der den vergleichbarer Flusssysteme (z. B. Sieg, Ruhr, Lippe) übertrifft. Unterhalb eines HW100 sind keine Schäden zu erwarten und auch für ein HW200 sind die Schäden vergleichsweise gering. Der wichtigste Punkt zur Minderung der Schadensrisiken ist der Erhalt der Funktionsfähigkeit der Deiche und Pumpwerke, um unkontrolliertes Einströmen in potenzielle Überflutungsgebiete (Polder) zu verhindern. Zusätzlich kann bei Extremereignissen das kontrollierte Fluten von Polderflächen mit geringerem Schadenspotenzial ( Notfallpolder ) die Situation für die Unterlieger entschärfen Maßnahmen zur Minderung der Hochwasserstände Durch den geplanten bzw. schon begonnenen Umbau des Emschersystems (vgl. Kapitel 3.11) mit z. B. dem Bau von Rückhalteräumen im Stadtgebiet Dortmund, werden sich die Hochwasserscheitel verringern. Es ist davon auszugehen, dass die im HWAP Emscher für den Ist-Zustand ermittelten Abflussmengen die Maximalwerte darstellen Maßnahmen für die Verbesserung der Hochwassermeldesysteme Die notwendigen organisatorischen Vorgaben für Hochwasserbereitschaft und Hochwassereinsatz sind unter dem Begriff Hochwasserdienst bei der Emschergenossenschaft fest in die betriebliche Organisationsstruktur eingebunden (vgl. Kapitel 4.7) Maßnahmen für die Verstärkung des Hochwasserbewusstseins Eine Verstärkung des Hochwasserbewusstseins der möglicherweise durch Hochwasserereignisse betroffenen Bürger ist dort sinnvoll, wo der Bürger in der Lage ist, seine Situation im Hochwasserfall durch Eigenvorsorge zu verbessern. Dies ist für die Emscher nur bedingt gegeben, da die Bürger in den potenziellen Überflutungsgebieten (Poldern) wenig Möglichkeiten haben, für den unwahrscheinlichen Fall des Deichversagens (mit kurzer Vorwarnzeit und hohen Einstautiefen) Vorsorge zu treffen. Sinnvoll ist jedoch die Stärkung des Hochwasserbewusstseins durch Informationen zur eigenen Situation und die Bekanntmachung von Rettungswegen bei möglichen Evakuierungen. Evakuierungspläne sind sehr wichtig für Krankenhäuser, Alten-/Pflegeheime und ähnliche Einrichtungen. September 2004 Seite 127

151 7.3 Defizite/Empfehlungen Die folgende Liste von Defizite ist mit den Empfehlungen gekoppelt, teilweise sind auch Maßnahmenvorschläge vorhanden. Die Liste muss einer genauen Prüfung hinsichtlich möglicher Verbesserungen im Hochwasserschutz der Emscher unterzogen werden: Grundlagendaten 1. Geographisches Informationssystem: Der Aufbau eines geographischen Informationssystems, welches alle hochwasserrelevanten Themen enthält, ist zu empfehlen. 2. Deiche: Es muss ein Bezug zwischen der Sachdatenbank Deiche und den GIS-Daten hergestellt werden, damit kurzfristig Informationen zu Deichstrecken zur Verfügung gestellt werden können. 3. Geländemodell: Das Einzugsgebiet wird gewässerbezogen betrachtet. Es fehlt ein flächendeckendes aktuelles hochgenaues DGM (vgl. Abbildung 7-1: nur in grünen Bereichen ausreichender Punktabstand (2 m)). Speziell in den potenziell gefährdeten Gebieten wäre es hilfreich, ein hochgenaues Geländemodell mit hydraulisch wirksamen Bruchkanten zur Verfügung zu haben. Eine Untersuchung der Durchlass- Situationen (DGM liefert scheinbar hydraulisch wirksame Bruchkante, Situation ist aber wg. Brücke hydraulisch anders zu interpretieren) ist auch dann noch notwendig. Abbildung 7-1: Verfügbare Geländemodelldaten im Emschergebiet September 2004 Seite 128

152 Modelltechnik 4. Hydraulisches 1D-Gesamtmodell: Die Aufstellung eines Gesamtmodells (d. h. Integration der Emscher oberhalb Dortmund-Deusen) wird empfohlen. Dieses Modell ist z. B. nutzbar für Bordvoll-Nachweise, Nachweise für Umbau-Zustände (Emscher- Masterplan). 5. Hydraulische Modelle: Die Aufstellung eines hydraulischen 2D-Modells wird empfohlen. Damit könnte die Wellenretention nachgewiesen werden (dies ist im Kontext HQ extrem wichtig, wenn kein neues N-A-Modell aufgestellt wird). 6. N-A-Modellierung: Die (Neu-)Aufstellung des N-A-Modells Emscher wird empfohlen einschließlich der Randbedingungen der Pumpwerke, die das Abflussverhalten des Systems stark beeinflussen (dies ist im Kontext HQ extrem wichtig, um den Wellenablauf und die Wellenretention beurteilen zu können). Dies ist auch im Kontext der Arbeiten zum Emscherumbau zu empfehlen (Wirkungsanalysen). 7. Vorhersage: Einsatz Wetterradar im operativen Hochwasserdienst verbessern. Bemessungsgrößen, Hochwasserschutzplanung, Hochwasser-Beobachtung 8. Bemessungsgrößen: Beschaffung von Informationen zum Thema Abflussverhalten im Gesamteinzugsgebiet : Es gibt keinen übergeordneten verbindlichen Plan mit Informationen zu den Einleitungen in die Emscher (für den Fall eines extremen Hochwassers). Ein solcher Plan sollte auf der Basis des Extremereignisses und entsprechender Modellrechnungen aufgestellt werden. Ein Konzept für eine regelmäßige Prüfung und Fortschreibung eines solchen Planes ist vorzusehen. 9. Hochwasserschutzplanung: Hochwasserschutzaspekte sind generell beim Emscherumbau zu berücksichtigen. Dies betrifft auch Themen wie z.b. Neufestlegung von Bemessungsgrößen für die umgestalteten Nebenläufe oder die Risikoabschätzung bei (extrem) Hochwasserabflüssen. 10. Hochwasser-Beobachtung: Ggf. Erweiterung des vorhandenen Pegellattensystems an den kritischen Stellen (z. B. an eintauchenden Brücken), sofern keine Pegellatten vorhanden sind. Bei einem Hochwasser kann dann mit relativ geringem Aufwand der Wasserspiegel abgelesen werden (Latten installieren, einmessen, alle 5-10 Jahre Kontrollmessungen im Zuge allg. Vermessungsarbeiten am Gewässer). Hochwasserschutzanlagen und Bauwerke am Gewässer 11. Hochwasserschutzanlage Deich: Die Bemessung der Deiche besonders in den Überlastungsbereichen muss für alle Umbauzustände des Emschersystems ausreichen. Standsicherheitsnachweise sind zu erstellen. September 2004 Seite 129

153 12. Hochwasserschutzanlage Deich: Die Verstärkung der Deiche in den Überlastungsbereichen in Überlastungsstrecken HQ extrem des Emschersystems überdenken. 13. Bauwerke am Gewässer: Liste der bei Hochwasser eingestauten Brücken aus hydraulischem 1D-Modell verwenden für die Planungen in Zuge des Umbaus des Emschersystems. 14. Bauwerke am Gewässer: Die Verlegung bzw. Teilverlegung von Bauwerksquerschnitten durch größere Gegenstände (z. B. Bäume) wurde im HWAP Emscher nicht untersucht. Es wird empfohlen, diesen Punkt bei den Planungen zum Emscherumbau zu berücksichtigen. 15. Hochwasserschutzanlage Pumpwerk: Es gibt keine Dienstanweisungen zur integrierten Pumpensteuerung im Falle eines extremen Hochwassers. Jedes Pumpwerk fördert mit maximaler Leistung (damit das jeweilige Hinterland vor Ort trocken bleibt). Das Zusammenspiel der Pumpwerke im Gesamtgebiet muss beachtet werden. Sicherheit Gesamtsystem 16. Produktleitungen: Im Hochwasserfall gibt es z. Z. kein schnell verfügbares Wissen bzgl. der Betroffenheit von Produktleitungen. Dies ist problematisch nicht nur hinsichtlich von Schadstoffeinträgen durch Versagen einer Produktleitung sondern auch hinsichtlich der Zerstörung von Deichen durch z. B. Explosionen von Leitungen. Untersuchungen werden im Rahmen des Masterplanes Emscher durchgeführt. 17. Rückstau: Die Auswirkungen des Rückstaus von Hochwasser der Emscher in die Nebenläufe sollten im Rahmen der geplanten Risikostudien untersucht werden. 18. Gefährdung Bergsenkung: Es muss geklärt sein, ob weitere Bergsenkungen die Hochwassergefährdung in bestimmten Bereichen verschärfen. Dies muss bei allen Planungen berücksichtigt werden. 19. U-Bahnstationen: Die Einlaufmöglichkeiten in die Stationen und Lüftungsschächte und die daraus resultierenden Gefährdungen sollten mit den Betreibern der Verkehrslinien geklärt werden. 20. Besonders gefährdete/gefährdende Objekte: Diese Objekte müssen identifiziert werden, soweit sie nicht in Kapitel 6.4 aufgeführt sind. Die Eigentümer bzw. Betreiber sollen auf die möglichen Gefahren aufmerksam gemacht werden. Es sollten Maßnahmen ergriffen werden, Risiken und Schäden soweit wie möglich zu mindern. Vorsorge 21. Gefahrenanalyse: Die Erstellung von Gefahrenkarten für die betroffenen potenziellen Überflutungsgebiete wird empfohlen. September 2004 Seite 130

154 Umbau Emschersystem 22. Der Umbau des Emschersystems wird zu einer Reihe von temporären Maßnahmen am Gewässer führen. Alle Baumaßnahmen sind so durchzuführen, dass jederzeit die reibungslose Ableitung von Hochwasserereignissen mindestens bis zur aktuellen Bemessungsgrenze gewährleistet ist. 23. Die Hochwassersicherheit aller neu trassierten Gewässerbereiche ist zu sichern. Die hochwassermindernde Wirkung der Rückhaltungen in DO-Ellinghausen und DO- Mengede ist zu untersuchen und zu dokumentieren. 24. Seitliche Gebietszuflüsse, Pumpwerke und Düker sind hinsichtlich ihrer künftigen Bemessung unter dem Aspekt der HW extrem -Situation zu planen. Kommunikation 25. Kommunikation EG intern: Die Verfahrens- und Arbeitsanweisungen für den Hochwasserdienst (einschließlich Dienst- und Betriebsordnung) werden zur Zeit überarbeitet, bzw. liegen aktualisiert vor (Aufbau des Qualitätsmanagements und die Bereitstellung aller wesentlichen Dokumente im Intranet). Ziel ist die Bereitstellung bis Jahresende Die Aktivitäten der Emschergenossenschaft sind in Kap. 4.7 analysiert und beurteilt worden. 26. Kommunikation EG intern: Grundsätzlich wird künftig auch das Verbesserungspotential kontinuierlich überprüft. Diese Vorgabe sichert ab, dass Korrektur- und Vorbeugemaßnahmen durchgeführt werden. Dies schließt auch die Weiterqualifikation der Mitarbeiter ein. 27. Kommunikation EG intern: Durch die regionale Bearbeitung der Einzeldokumente Arbeitsanweisungen (zentrale Speicherung im DMS) werden diese Dokumente weiterhin schlecht zu pflegen sein. Hier ist auf eine einheitliche Bearbeitungsmethodik durch die jeweiligen Mitarbeiter zu achten (Schulung), der Hinweis auf ein Content Managementsystem ist zu wiederholen. 28. Kommunikation EG intern: Im Rahmen der Zertifizierung der Abteilung Betrieb der Emschergenossenschaft wurden die Dienst- und Betriebsanweisungen (DuBA) u. a. auf Unstimmigkeiten bei Meldewegen und Meldeketten (Hochwassereinsatzplanung) stichprobenartig untersucht. Die hierbei aufgefundenen Schwachstellen wurden angemerkt und werden zur Zeit in dem kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP) behoben. 29. Kommunikation EG intern: Es sollte überlegt werden, ob die Radardaten verstärkt in das Vorhersagekonzept einbezogen werden können. September 2004 Seite 131

155 30. Kommunikation EG mit externen Stellen: Es ist zu überprüfen, ob die Kommunikation mit den Kreisleitstellen und die Zusammenarbeit für den Fall des Eintritts eines Großschadensereignisses in der Realität (d.h. wie in einem beliebigen Tagesgeschäft) funktioniert. Auch die Frage von Zuständigkeiten und Kompetenzen ist zu prüfen. Für April 2005 ist eine Stabsübung Wasserfall mit dem Kreis Unna und der Stadt Lünen (Lippenanlieger) geplant, bei der alle bis dahin aufgestellten Leitlinien und Grundsätze überprüft werden sollen. (Hinweise: Es gibt bereits seitens des Betriebs der EG informelle laufende Kontakte, die zur Kommunikation bzgl. eines extremen Hochwasserereignisses genutzt werden könnten. Die Kommunikation mit den Kommunen ist zu intensivieren.) 31. Kommunikation EG mit externen Stellen: Erfahrungsaustausch mit anderen Verbänden oder Aufsichtsbehörden (Arbeitsgruppe Hochwasserschutz der Wasserverbände NRW, Arbeitskreis Hydrologie der Wasserverbände NRW; Arbeitskreis Hydrologie und Hydraulik der Lippe mit StUA und Wasserverband Obere Lippe) nach abgelaufenen Hochwasserereignissen weiter ausbauen. 7.4 Maßnahmenvorschlag beim Extremereignis: Pöppinghauser Riegel Als Pöppinghauser Riegel wird die hochgelegene Trasse einer stillgelegten Zechenbahn bezeichnet, die im Bereich Recklinghausen/Castrop-Rauxel das Emschertal quert. Durch eine Drosselung des Extremabflusses können in diesem kaum besiedelten Gebiet bis zu 1,9 Mio. m³ weitgehend schadlos zurückgehalten werden. Der Pöppinghauser Riegel liegt oberhalb des eingedeichten Emscherabschnittes und ist durch geringe bauliche Maßnahmen relativ leicht zu realisieren. Gegebenenfalls kann durch diese Maßnahme ein Großschadensereignis im weiteren Verlauf der Emscher verhindert werden. Die Fläche ist in Anlage K5.1 dargestellt. Für eine Machbarkeitsstudie sind folgende Punkte zu bedenken und in einer Detailstudie zu untersuchen: Es ist eine geeignete Drossel notwendig, die in den Bahndurchlass eingebaut werden muss Der Bahndamm muss durch Spundwände gesichert werden Eine Beurteilung der Entlastungssituation für die Unterlieger muss erarbeitet werden Die benötigten Flächen müssen von zukünftiger Bebauung freigehalten werden Die ansässige Bevölkerung ist zu informieren und anzuhören September 2004 Seite 132

156 Abbildung 7-2: Maßnahmenvorschlag beim Extremereignis: Pöppinghauser Riegel Hinsichtlich der Auswirkungen auf die Hochwassersituation und der Verringerung der Hochwassergefährdung im weiteren Verlauf der Emscher bei einem Extremereignis ist diese Maßnahme zu empfehlen. 7.5 Maßnahmenvorschlag beim Extremereignis: Notfallpolder Resser Mark Der Polder Resser Mark liegt oberhalb der meisten dicht besiedelten Gebiete westlich des Holzbaches und nördlich der Emscher in Gelsenkirchen. Er ist nur locker bebaut und hat daher ein verhältnismäßig geringes Schadenspotenzial. Durch seine Geländeform mit einem scharf umrandeten Senkungstrichter kann er ein großes Einstauvolumen (bis zu 4 Mio. m³) aufnehmen. Mit einer gezielten Flutung kann die Hochwasserwelle verringert und Schäden bei Extremhochwasser im weiteren Verlauf der Emscher verhindert werden. Der Notfallpolder ist in Anlage K5.2 dargestellt. September 2004 Seite 133

157 Abbildung 7-3: Maßnahmenvorschlag beim Extremereignis: Notfallpolder Resser Mark (mit Einstauflächen HW 100, HW 200 und HW extrem ) Für eine Machbarkeitsstudie sind folgende Punkte zu bedenken und in einer Detailstudie zu untersuchen: Das Schadenspotenzial liegt um mehr als 70 % niedriger als in den unterhalb liegenden Poldern (z. B. Boye, Karnap) Eine gesteuerte Zuleitung muss geschaffen werden, da eine Überströmung der Deiche im aktuellen Zustand ausgeschlossen ist Für eine Entlastung des oberhalb gelegenen Polders Herne Nord/Schalke muss ein spezieller Betriebszustand definiert werden Kann die vorhandene Bebauung durch Deiche geschützt werden, ohne die Wirksamkeit des Polders zu beeinträchtigen? Vorwarnzeit für evtl. Evakuierung der Bevölkerung Vorhandenes Pumpwerk ist für Entleerung des Polders zu ertüchtigen (Ausfallsicherung, Förderleistung) September 2004 Seite 134

158 Eine Beurteilung der Entlastungssituation der Unterlieger muss in Abhängigkeit vom Umsetzungskonzept erarbeitet werden Die benötigten Flächen müssen von zukünftiger Bebauung freigehalten werden Die ansässige Bevölkerung ist zu informieren und anzuhören Hinsichtlich der Auswirkungen auf die Hochwassergefährdung bei einem Extremereignis ist diese Maßnahme als zusätzliche Möglichkeit, das Gefährdungspotenzial für die Unterlieger zu vermindern bzw. die Sicherheit noch weiter zu erhöhen, in Kombination mit der möglichen Maßnahme Pöppinghauser Riegel zu empfehlen. 7.6 Maßnahmenvorschlag beim Extremereignis: Überlastungsbereiche mit Überströmsicherung Die Berechnungen zum Extremereignis mit Überströmsicherung wurden als ein Berechnungsfall des Extremereignisses durchgeführt. Die Ergebnisse der Berechnung sind in Kapitel einzusehen. Der auftretende Schaden liegt weit unterhalb dessen, der bei einer unkontrollierten Flutung eines Polders (Herne Nord/Schalke) auftreten würde. Es ist zu beachten, dass in diesem Fall die Deiche auf ihrer gesamten Länge nahezu bis an die Krone belastet werden. Die betroffenen Bereiche sind in Anlage K5.3 dargestellt. Für eine Machbarkeitsstudie sind folgende Punkte zu bedenken und in einer Detailstudie zu untersuchen: Die entsprechenden Überlastungsstellen der Deiche (außer Bereich 3, RHK) müssen überströmsicher ausgebildet werden Die gesamten Deichstrecken müssen wegen des nahezu bordvollen Abflusses besonders überwacht werden Es bleiben besiedelte Flächen im Überflutungsgebiet mit entsprechenden Risiken für die dortige Bevölkerung Die mögliche Kapazität des RHK für Speicherung bzw. Ableitung des Wassers ist detailliert zu prüfen Die ansässige Bevölkerung ist zu informieren und anzuhören September 2004 Seite 135

159 Abbildung 7-4: Übersicht über die beim Extremereignis mit Überströmsicherung betroffenen Flächen Hinsichtlich der Auswirkungen auf die Hochwassergefährdung beim Extremereignis ist diese Maßnahme wenn sie alleine und nicht in Kombination mit anderen ausgeführt wird - am wenigsten zu empfehlen, da eine Gefährdung für Menschenleben aufgrund der noch vorhandenen relativ großen Einstautiefen immer noch hoch ist (vgl. Kapitel ). 7.7 Wirkungsanalyse und Ermittlung der Kosten der Maßnahmen Eine Ermittlung der Kosten von Maßnahmen und einer Analyse der durch diese Maßnahmen verhinderten Schäden erfolgte im HWAP Emscher bedingt durch die besondere Situation an der Emscher nicht. Der einzige Bereich mit einem größeren Schaden bei HQ 100 ist das Gewerbegebiet Dortmund-Dorstfeld Nord mit einem Schaden von ca. 115 Mio.. Im Zuge des Gewässerausbaus der Emscher wird der Rückstau verursachende Düker in der Brücke Huckarder Straße durch ein großes Brückenbauwerk ersetzt, so dass keine Schäden durch Hochwasser mehr zu erwarten sind (vgl. Kapitel 6.2.1). Die untersuchten Maßnahmen oberhalb der Bemessungsgrenze bei einem Extremereignis oberhalb des Bemessungsereignisses werden hinsichtlich ihrer Kosten nicht bewertet. September 2004 Seite 136

160 8 Öffentlichkeitsarbeit 8.1 Internet Über das Internet können ab März 2005 alle Informationen des HWAP Emscher außer personenbezogenen Daten über die Homepage der Emschergenossenschaft abgerufen werden. Die meisten Dokumente (Bericht, Anlagen, Karten) liegen im pdf-format (Adobe) vor. Die Karten liegen in einer für die Bildschirmdarstellung optimierten (verringerten) Auflösung vor. Die Druckqualität ist dementsprechend nicht optimal. Die Druckdateien liegen dem Kernarbeitskreis vor. Die wichtigsten kartografisch darstellbaren Themen können über einen Internet- Mapserver in Online-Karten dargestellt werden. Dabei können die Kartendarstellungen in verschiedenen Maßstäben von 1: bis 1:1.000 abgebildet werden. 8.2 Faltblatt Die Ziele, Aufgaben und wesentlichen Ergebnisse des HWAP Emscher wurden in einem achtseitigen Faltblatt für die (Fach)-Öffentlichkeit aufbereitet. Aufbau und Gestaltung dieses Faltblattes sind an das Konzept anderer Hochwasser-Aktionspläne in NRW angelehnt, gehen aber auch gezielt auf die besondere Situation an der Emscher ein. Abbildung 8-1: Faltblatt zum HWAP Emscher, Außenseite Das Faltblatt liegt ab dem Präsentationstermin am in einer Stückzahl von 3000 Stück vor. September 2004 Seite 137

161 Abbildung 8-2: Faltblatt zum HWAP Emscher, Innenseite 8.3 Information Kommunen Die Vertreter der Kommunen wurden in mehreren Terminen ( , , , Präsentationstermin am ) über den HWAP Emscher informiert. Auf dem Termin vom waren auch Vertreter der Leitstellen/Kreisleitstellen geladen. Da die Kommunen die eigentlich Betroffenen bei Hochwasserereignissen sind und obwohl Hochwasservorsorge- und -schutzmaßnahmen im Emschergebiet bis zum Bemessungsereignis von der Emschergenossenschaft erarbeitet werden, ist es sinnvoll, dass sich die Kommunen mit den Konsequenzen eines möglichen Großschadensereignisses auseinander setzen. Dann sind zwar die Aufgaben der Kommunen im Gesetz über den Feuerschutz und die Hilfeleistung (FSHG) geregelt, die Details wie Kenntnis von Rettungswegen, Erstellung von Evakuierungsplänen und Organisation der Zusammenarbeit der verschiedenen Zuständigen müssen aber vorab bekannt sein. Jede Kommune erhält jeweils mindestens ein vollständiges Berichtsexemplar mit allen Karten und Anlagen. Weitere Informationstermine können bei Aktualisierungen des HWAP Emscher durchgeführt werden. September 2004 Seite 138