Resümee der Ergebnisse aus KLIMZUG Nord

Transkript

1 Resümee der Ergebnisse aus KLIMZUG Nord Warum ist es erforderlich, bereits heute mit der Klimaanpassung zu beginnen? Hollenstedt, Dipl.-Ing. Edgar Nehlsen Prof. Dr.-Ing. Peter Fröhle 1

2 Inhalte KLIMZUG Nord Ergebnisse der Untersuchungen von KLIMZUG Nord Auswirkungen des Klimawandels Anpassungsmaßnahmen Der (noch weite) Weg zur Klimaanpassung 2

3 KLIMZUG Nord Modellgebiet Metropolregion Hamburg - 5,0 Mio. Menschen - 17 Kreise, 3 kreisfreie Städte, 4 Länder - Bevölkerungswachstum - Stadt-Land-Gegensätze

4 KLIMZUG Nord Projektstruktur Projektstruktur

5 KLIMZUG Nord Strategische Anpassungsansätze zum Klimawandel in der Metropolregion Hamburg Entwicklung von Techniken, Methoden und Planungsverfahren zur Abwehr und Minderung von Klimafolgen. Entwicklung von Strategien und Konzepten, mit denen diese Methoden in die regionalen Planungs- und Entwicklungsprozesse eingebunden werden können. Darstellung der Wirksamkeit und der Effizienz dieser Strategien für Zivilgesellschaft, Umwelt und Wirtschaft. Intensiver Dialog mit Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit zur Förderung der Bereitschaft zur Anwendung der Techniken und Planungsmethoden. Erstellung des Kursbuchs Klimafolgen-Management in der Metropolregion Hamburg für den Zeithorizont KLIMZUG Nord Ziele 5

6 KLIMZUG Nord Teilprojekt 1.4 KLIMZUG Nord Teilprojekt 1.4 Hochwasserschutz an tidebeeinflussten Nebengewässern der Elbe Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels auf den Hochwasserschutz und den damit das Sedimenttransportgeschehen Entwicklung und Analyse von Anpassungsmaßnahmen Intensiver Dialog mit Betroffenen und Entscheidungsträgern Ausgewählten Pilotgewässer: Este und Krückau Durchführung von detaillierten Untersuchungen 6

7 KLIMZUG Nord Teilprojekt 1.4 Hochwasserschutz an tidebeeinflussten Nebengewässern der Elbe KLIMZUG Nord Teilprojekt 1.4 Einzugsgebiete : km² (Geest und Marsch) Ländlich geprägt Ein Mittelzentrum Unterlauf: Tideeinfluss auf ca. 10 km Intensive Landwirtschaft Bundeswasserstraße Eng eingedeicht Mündungssperrwerke 7

8 Relevante Lastfälle für den Hochwasserschutz LF1: Extremes Binnenhochwasser (HQ100) Maßgebend im Oberlauf und im Stadtgebiet Buxtehude Abfluss: 36 m³/s bei Emmen, 55 m³/s bei Buxtehude (NLWKN) LF2: Binnenhochwasser mit langer Sperrzeit (HQ10+3Tiden) Maßgebend im Stadtgebiet Buxtehude und Unterlauf Abfluss: 22,5 m³/s bei Emmen, 35 m³/s bei Buxtehude - entsprechend 62% des HQ100 (NLWKN) 8

9 Globale Projektionen der Temperaturerhöhungen Große Unsicherheiten Betrachtet in KLIMZUG Nord Ergebnisse aus den Untersuchungen Klimamodelle Quelle: IPCC AR

10 Ergebnisse aus den Untersuchungen Klimamodelle Änderung des saisonalen Niederschlags in % (REMO Szenario A1B) Winter minus minus Sommer % 10

11 Abfluss in [m³/s] Auswirkungen auf Hochwasserabflüsse im EZG der Este Starke Variation zwischen Sommer- und Winterhalbjahr Ergebnisse aus den Untersuchungen Niederschlag-Abfluss Modelle Wahrscheinlichkeitskurven nach Jahreszeiten Größe Änderungen im Sommer A1B Sommer ( ) C20 Sommer ( ) A1B Winter ( ) C20 Winter ( ) Wiederkehrintervall in Jahren 11

12 Ergebnisse aus den Untersuchungen Meeresspiegelanstieg Meeresspiegelanstieg Jensen und Müller-Navarra (2008) 12

13 Ergebnisse aus den Untersuchungen Meeresspiegelanstieg Meeresspiegelanstieg bis 2100 Global: IPCC (2007): cm IPCC (2013): cm Nicholls (2010): bis 200 cm sind nicht auszuschließen Gönnert (2009): Literaturstudie cm IPCC(2013) Ohne Dynamik der Eisschilde Nordsee: Deltacomissie (2009): 115 cm Gönnert (2009): Literaturstudie cm 13

14 Anzahl gesperrte Thw pro Jahr Ergebnisse aus den Untersuchungen Meeresspiegelanstieg Auswirkungen Meeresspiegelanstieg Entwicklung der Schließhäufigkeiten Anstieg des MSL in m 0 0,25 0,4 0,8 1,4 2, ,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 Schließwasserstand in mnn 14

15 Wasserstand in mnn Ergebnisse aus den Untersuchungen Hydraulische Modelle Auswirkungen: Hochwasserschutz im Unterlauf +0% Szenario:76_as_03_01 AE_SPW_BP AE_SPW_AP Estebruegge UW_Granini Bahnlinie Bux_Hafen 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0,0-1,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0-2,0 Zeit in h 15

16 Wasserstand in mnn Ergebnisse aus den Untersuchungen Hydraulische Modelle Auswirkungen: Hochwasserschutz im Unterlauf +30% Szenario:76_as_03_04 AE_SPW_BP AE_SPW_AP Estebruegge UW_Granini Bahnlinie Bux_Hafen 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0,0-1,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0-2,0 Zeit in h 16

17 Wasserstand in mnn Ergebnisse aus den Untersuchungen Hydraulische Modelle Auswirkungen: Hochwasserschutz im Unterlauf +0m Szenario:76_as_03_01 AE_SPW_BP AE_SPW_AP Estebruegge UW_Granini Bahnlinie Bux_Hafen 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0,0-1,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0-2,0 Zeit in h 17

18 Wasserstand in mnn Ergebnisse aus den Untersuchungen Hydraulische Modelle +1,40m Szenario:76_as_06_03 AE_SPW_BP AE_SPW_AP Estebruegge UW_Granini Bahnlinie Bux_Hafen 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0,0-1,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0-2,0 Zeit in h 18

19 Wasserstand in mnn Ergebnisse aus den Untersuchungen Hydraulische Modelle Auswirkungen: Hochwasserschutz zwischen Emmen und Buxtehude Längsschnitt von Emmen bis Buxtehude HQ100 HQ100+plus15m³/s Sohle WSP-Anhebung um 20 bis 50 cm ,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0,00 Stations km 19

20 Wasserstand in mnn Auswirkungen: Hochwasserschutz in Buxtehude Ergebnisse aus den Untersuchungen Hydraulische Modelle Längsschnitt Granini Wehr - Marschtorschleuse Straßenbrücken Q = 55 Q = 66 Q = 71,5 Q=82,5 WSP-Anhebung um 20 bis 80 cm 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2, ,75 1,5 1,25 1 0,75 0,5 0,25 0 Stations km 20

21 Ergebnisse aus den Untersuchungen Sediment-Modelle Sedimentabtrag im Einzugsgebiet Zunahme des pot. Bodenabtrags im ges. EZG etwa 20% 30% Belastungsschwerpunkte 1. Obere Este 2. ARD-Bäche 3. Appelbeeke 4. Moisburger Bach 5. Staersbach 6. Goldbeck 7. Mittlere Este 21

22 Ergebnisse aus den Untersuchungen Hydraulische Modelle Sedimenttransport Beispiel: km 7,55 (Mündung Goldbek) charakteristischer Korndurchmesser: 0,25 mm Bewegungsbeginn nach ZANKE: vcr= 0,24 m/s Bewegungsbeginn nach HJULSTRÖM: 0,16 < vcr < 0,28 m/s Jährlichkeit (ca.) Abfluss (Emmen) [m³/s] Fließgeschw. IST [m/s] NQ 1,0 0,46 MQ 1,7 0,56 HQ5 10,0 0,97 HQ10 15,0 1,08 HQ50 23,0 1,23 HQ100 36,5 1,29 vcr permanent überschritten 22

23 Ergebnisse aus den Untersuchungen Zusammenfassung Zusammenfassung Unter Annahme der betrachteten Szenario ist für die Este und ihr Einzugsgebiet mit folgenden Auswirkungen zu rechnen: Zunahme extremer Hochwasserabflüsse bis 50% (Pegel Emmen) Zunahme der Sperrwerksschließungen durch Meerespiegelanstieg Steigende Bemessungswasserstände entlang der gesamten Este Zunahme des potentiellen Bodenabtrags im ges. Einzugsgebiet um 20-30% Weitere Erkenntnisse: Sedimenteintrag aus der Elbe hängt von der Lage der Trübungszone in der Elbe ab Sedimenttransport im Gewässer nicht im Gleichgewicht: es findet fast immer Sedimenttransport statt Anpassung dringend erforderlich! 23

24 Kriterien bei Auswahl und Entwicklung von Anpassungsmaßnahmen Bevorzugung von Maßnahmen, die auf jeden Fall einen umweltpolitischen und/oder wirtschaftlichen Nutzen bringen, unabhängig vom Ausmaß der Klimaänderung, (No-Regret-Maßnahmen) z.b. Wiederherstellung der natürlichen Funktion des Raumes oder des Gewässers Verringerung des Hochwasserrisikos Multifunktionale Nutzung Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswahl Anpassungsmaßnahmen Risiko = Überflutungswahrscheinlichkeit x Schadenspotential Aus Hochwasserstatistik Mögliche Schäden an Lebewesen und Sachgegenständen 24

25 Betrachtete Maßnahmen im Rahmen von KLIMZUG Nord Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswahl Anpassungsmaßnahmen Maßnahme Optimierung der Sperrwerkssteuerung Neuer Stauraum hinter dem Deich Rückhalt von Wasser in der Fläche Rückhalt Sedimenten in der Fläche Renaturierung Zentraler Stauraum im Oberlauf 25

26 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Optimierung der Sperrwerkssteuerung Früheres Schließen des äußeren Sperrwerks 2,5 Schließung bei Kenterung BP_I_SPW_gemessen BP_I_SPW_gemessen Bisher: Schließung bei def. Wasserstand 2 1,5 1 0, ,5-1 -1,5 26

27 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Neuer Stauraum hinter dem Deich Überlauf ab def. Wasserstand in Polder 27

28 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Neuer Stauraum hinter dem Deich Auswirkungen auf Wasserstand 28

29 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Neuer Stauraum hinter dem Deich Kombination aus Wasserspeicherung (Bewässerung) Überlaufpolder (HWS) Renaturierung (Naturschutz, Tidevolumen) 29

30 Wasserrückhalt in der Fläche: Flächenentsiegelung Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Entsiegelung zu 50% 30

31 Sedimentrückhalt in der Fläche: Mulchsaatverfahren Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Flächendeckender Einsatz von Mulchsaat würde fast im ges. EZG zu einer deutlichen Reduktion des pot. Bodenabtrags trotz Klimafolgen führen 31

32 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Renaturierung Am Beispiel des Abschnitts: Emmen-Buxtehude 32

33 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Renaturierung Auswirkung auf Hochwasserabfluss 33

34 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Renaturierung Auswirkung auf Wasserstand WSP-Anhebung um ca. 3 bis 5 dm Senkung der Fließgeschw. um ca. 50% 34

35 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Renaturierung Auswirkungen Sedimenttransport Beispiel: km 7,55 (Mündung Goldbek) charakteristischer Korndurchmesser: 0,25 mm Bewegungsbeginn nach ZANKE: vcr= 0,24 m/s Bewegungsbeginn nach HJULSTRÖM: 0,16 < vcr < 0,28 m/s Jährlichkeit (ca.) Abfluss (Emmen) [m³/s] Fließgeschw. IST [m/s] Fließgeschw. Renat. [m/s] NQ 1,0 0,46 0,17 MQ 1,7 0,56 0,18 HQ5 10,0 0,97 0,41 HQ10 15,0 1,08 0,46 HQ50 23,0 1,23 0,49 HQ100 36,5 1,29 0,51 vcr permanent überschritten vcr bei HW überschritten 35

36 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Neuer Stauraum im Oberlauf 3 Dämme (Ringe) Sperrung an B73 36

37 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Neuer Stauraum im Oberlauf Auswirkungen Hochwasserabfluss 37

38 Ergebnisse aus den Untersuchungen Auswirkungen Anpassungsmaßnahmen Neuer Stauraum im Oberlauf Auswirkungen Wasserstand 38

39 Ergebnisse aus den Untersuchungen Zusammenfassung Anpassungsmaßnahmen Zusammenfassung und Fazit Maßnahme Wirksamkeit HWS Wirksamkeit Sediment Optimierung der Sperrwerkssteuerung Gering (Negativ)* Neuer Stauraum hinter dem Deich Sehr hoch (Mittel)* Rückhalt von Wasser in der Fläche Mittel (Gering) * Rückhalt Sedimenten in der Fläche Gering Sehr hoch Renaturierung Keine Hoch Zentraler Stauraum im Oberlauf Hoch (Negativ)* *) nicht am Beispiel der Este nachgewiesen Zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels reicht eine Maßnahme allein nicht aus Daher ist ein Mix von Maßnahmen erforderlich, wobei insbesondere auf No- Regret- Maßnahmen gesetzt werden sollte 39

40 KLIMZUG Nord Ausblick Klimaanpassung Der (noch weite) Weg zur Klimaanpassung Auswirkungen des Klimawandels Anpassungsmaßnahmen mit Wirksamkeitsanalyse Machbarkeit Systemverständnis Bewusstseinsbildung, Akteurbeteiligung Grobkonzept KLIMZUG Nord Bewertung des wirtschaftlichen und umweltpolitischen Nutzens Feinkonzept Flächenerwerb, Entschädigungen Entfaltung der Wirksamkeit Detailplanung Maßnahmen mit Wirkungsanalyse Einbeziehung der Akteure, Akzeptanzförderung Ausführungsplanung Umsetzung Klimaanpassung Einzugsgebiet Este

41 Danke für die Aufmerksamkeit! 41