Hangwasser. Starkregenereignisse in Siedlungen. GIS-Analysen für Fließwege und 2d-Modellierungen für Hangwasser in der Steiermark

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1 Hangwasser Starkregenereignisse in Siedlungen GIS-Analysen für Fließwege und 2d-Modellierungen für Hangwasser in der Steiermark Dipl.-Ing. Peter Rauchlatner Amt der Steiermärkischen Landesregierung Mag. Christoph König LUGITSCH UND PARTNER Ziviltechniker GmbH, Dipl.-Ing. Josef Terneak HYDROSIM :: CONSULTING, Kulturtechnik und Wasserwirtschaft Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 1 von 51

2 DI Peter Rauchlatner GIS-ANALYSEN FÜR FLIEßWEGE UND 2D-MODELLIERUNGEN FÜR HANGWASSER IN DER STEIERMARK Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 2 von 51

3 Mag. König, LUGITSCH UND PARTNER ZT GmbH GRUNDLAGEN DER HYDRODYNAMISCHEN MODELLIERUNG Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 3 von 51

4 Hangwasserkarte Feldbach Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 4 von 51

5 Talboden vs. Hanglage , Foto: LFV Steiermark / Meier - Kleine Zeitung ( ) Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 5 von 51

6 Eingangsdaten Zeitlich und räumlich variabel, Regendauer, Jährlichkeiten Aus Boden und Landnutzung, Verfeinerung der vorhandenen Daten Abgeleitet aus Landnutzung, verfeinert Verrohrungen, Durchlässe, Einlaufschächte, RWK ALS, Optimierung mit Vermessung, linearen Strukturen, Gebäuden Sensibilitätsprüfungen / komplexe Verarbeitung Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 6 von 51

7 Hydrodynamische 2D Berechnung In den vorgestellten Projekten wurde mit den Softwareprodukten Flood Area und Hydro_AS-2D gerechnet Hydrodynamische 2D Berechnung des Abflusses Berechnung von Wassertiefe und Fließgeschwindigkeit Auswertung von Abflussspitzen und Abflussganglinien Ergebnisse der Flood Area und Hydro_AS-2D Berechnungen sind nahezu ident Sinnvoll in der kartographischen Darstellung ist die Überlagerung Fließwegen um die Abflussrichtungen und Einzugsgebietsgrößen ablesen zu können Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 7 von 51

8 Mag. König, LUGITSCH UND PARTNER ZT GmbH HANGWASSERKARTE FELDBACH Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 8 von 51

9 Projektgebiet Untersuchungsgebiet: Fläche: 31 km² Teils urbaner Bereich: Gebäude: 4800 Teils intensive landwirtschaftliche Nutzung, auch in Hanglagen oberhalb des Siedlungsgebietes Topographie: Sehr flache Bereiche des Raabtales und Hangbereiche Relativ geringe Höhenunterschiede (ca. 100m) Niederschlag: Anfälligkeit für Starkregenereignisse Regendauer: 30min Betrachtete Jährlichkeiten: 10a, 30a, 100a Modell: Fläche: 40 km² Auflösung 1x1m Berechnet mit FloodArea und fortführend in einem Teileinzugsgebiet mit Hydro_AS-2d Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 9 von 51

10 Modellierung im urbanen Raum Ergänzung des Laserscan DGMs Wichtige Mauern, Dämme und Anschüttungen welche im ALS nicht enthalten sind Gebäude, werden so modelliert, dass sie zum Abfluss beitragen Vermessung und Modellierung von Durchlässen, Brücken, Einlaufschächte und Verrohrungen Alle mit Relevanz für den Abfluss meist ab DN Stück Verklausungsansatz Um 50% reduzierte Querschnittsfläche, ergibt im Mittel eine Durchflussreduktion von 60% Daher insgesamt pessimistischer Ansatz Regenwasserkanalisation: Vereinfachte Modellierung Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 10 von 51

11 Modellierung der Regenwasserkanalisation vereinfachte Modellierung durch Reduktion der Niederschlagshöhe in Gebieten mit Regenwasserkanalisation die Kanalisation wurde auf Niederschlagsspende von 120lt/s/ha bemessen diese Niederschlagsspende von 120lt/s/ha entspricht bei einer 30min Regendauer einer Niederschlagshöhe von ca. 22 mm Verklausungsansatz: 50% (11mm) Es werden 3 Fälle unterschieden: a. Bereiche ohne Kanalisation keine Abminderung des Niederschlags b. Kanalisation flächendeckend vorhanden Reduktion um 50% um 11mm c. Kanalisation teilweise vorhanden Reduktion um 25% auf um 5,5mm a c b Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 11 von 51

12 Regenwasserkanalisation: Auswirkungen Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 12 von 51

13 Modellierung der Gefährdung durch Erosion Hangwasserproblematik geht oft mit Erosion / Verschlammung einher Modellierung der potentiellen Erosion und potentiellen Sedimentation Hängt ab von: Hanglänge Hangneigung Einzugsgebiet / Fließwege Zusammenfluss von Sedimentationsmengen Gewichtung nach Landnutzung und Bodentextur Erosion Sedimentation Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 13 von 51

14 Beispiel: Bauvorhaben Einfamilienhaus Anfrage der Raumplanung: gibt es bei gegenständlichem Bauvorhaben eine Hochwassergefährdung durch den Vorfluter? Quelle: GIS Steiermark Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 14 von 51

15 Beispiel: Bauvorhaben Einfamilienhaus Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 15 von 51

16 Beispiel: Bauvorhaben Autohaus Anfrage der BBL: wie hoch ist die Abflussspitze hinsichtlich der Bemessung eines Durchlasses? wo findet der Abfluss statt? Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 16 von 51

17 Beispiel: Bauvorhaben Autohaus Foto Geplanter Durchlass Ost Mitte Ost Mitte West Mitte West Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 17 von 51

18 Beispiel: Bauvorhaben Uitz 1,4 Abfluss, 100 jährlicher Niederschlag Q [m³/s] 1,2 1 0,8 0,6 West Mitte Mitte West Ost Mitte Ost 0,4 0, ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 h Ost Mitte Ost Mitte Mitte West West Gesamt Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 18 von 51

19 Überflutungen im Stadtbereich durch Hangwässer Anfrage der Stadtgemeinde: Wo sind wir im Stadtgebiet durch Hangwässer betroffen (Zuflüsse von außen)? 100a: 4,2 m³/s 30a: 3,2 m³/s 100a: 2,9 m³/s 30a: 2,1 m³/s 100a: 3,3 m³/s 30a: 2,6 m³/s 100a: 1,3 m³/s 30a: 1,0 m³/s Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 19 von 51

20 Komplexe Abflusssituation an einem Punkt Fragestellung Abflussuntersuchung: Wie fließt das Wasser hier ab? 100a: 1,6 m³/s 100a: 2,5 m³/s 100a: 0,8 m³/s 100a: 3,3 m³/s Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 20 von 51

21 Aderbach: Vergleich mit Ereignis, April 2000 Fragestellung: Planungsgrundlage für ein Hochwasserschutzprojekt! Überflutung / Verschlammung Elektrogeschäft, Fotos BBL Südoststeiermark Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 21 von 51

22 Maßnahmenkonzept am Beispiel Aderbach Maßnahmenkonzept für das gesamte Projektgebiet Es erfolgt die Verfeinerung im GP Aderbach (Teileinzugsgebiet) Aderbach: Berechnung mit Hydro_AS-2D und Flood Area Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 22 von 51

23 DI Terneak ERGEBNISSE AUS 2D MODELLIERUNGEN FÜR HANGWASSER IN DER STEIERMARK AM BEISPIEL VON 2 GEMEINDEN DI Josef TERNEAK - hydrosim :: consulting HYDRO_AS-2D Hangwasser 21. Juni 2016 Salzburg 23 von 51