FESTSTELLUNGSENTWURF

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1 Straßenbauverwaltung Freistaat Bayern - Staatliches Bauamt Bayreuth Straße / Abschnittsnummer / Station B 303_1070_3,086 - B 303_1060_0,642 PROJIS-Nr.: B 303 Kronach Bad Berneck i.f. OU Stadtsteinach FESTSTELLUNGSENTWURF Unterlage 18.2 Hydraulische Berechnung aufgestellt: Staatliches Bauamt Bayreuth Schnabel Ltd. Baudirektor Bayreuth den

2 Seite 1 von 14 B 303, Ortsumgehung Stadtsteinach hier: Hydraulische Berechnung Staatliches Bauamt Bayreuth Bereich Straßenbau Wilhelminenstraße Bayreuth 2 dimensionale Abflussberechnung an Untere Steinach, Zaubach, Schindelbach Bad Steben, den Matthias Köhler, Diplomingenieur

3 Inhaltsverzeichnis Proj.-Nr Seite 2 von 14 Seite 1. Problematik Örtliche Verhältnisse Geplante Maßnahmen 3 4. Vorgehensweise 5 5. Auswertung Vorbemerkungen Ergebnisse Retentionsraumverlust Zusammenfassung 14 Anlagen: Anlage 1 : Gewässerquerung Zaubach nördlich von Oberzaubach, Vergleich zwischen Bestand und Ausbau, Bemessungsabfluss HQ100 Anlage 2 : Anlage 3 : Gewässerquerung Zaubach südlich von Unterzaubach, Vergleich zwischen Bestand und Ausbau, Bemessungsabfluss HQ100 Gewässerquerung Schindelbach östlich von Höfles, Vergleich zwischen Bestand und Ausbau, Bemessungsabfluss HQ100 Anlage 4 : Gewässerquerung Untere Steinach nordöstlich von Stadtsteinach, Vergleich zwischen Bestand und Ausbau, Bemessungsabfluss HQ 100

4 Seite 3 von Problematik Das Staatliche Bauamt Bayreuth plant die Ortsumgehung Stadtsteinach im Zuge der B 303. Die geplante OU berührt die Überschwemmungsgebiete der Unteren Steinach, der Zaubach und des Schindelbaches. Die Auswirkungen auf das Abflussverhalten sind zu untersuchen und gegebenenfalls sind Kompensationsmaßnahmen für die geplante Maßnahme zu erarbeiten. 2. Örtliche Verhältnisse Das Untersuchungsgebiet umfasst den Bereich der neuen Trasse der B 303 in einem Umgriff von etwa 500 m nach ober- und unterstrom. 3. Geplante Maßnahmen Die geplante Trasse der B 303 quert in ihrem Verlauf das Überschwemmungsgebiet der Zaubach einmal nördlich von Oberzaubach und einmal südlich von Unterzaubach. In ihrem weiteren Verlauf kreuzt der Schindelbach östlich von Höfles die Trasse. Nordöstlich von Stadtsteinach quert die Ortsumgehung das Tal der Unteren Steinach (vgl. Nummerierung 1-4 in Abbildung 1).

5 Seite 4 von Abbildung 1: Ausschnitt aus der Topographischen Karte 1 : Rot umrandet sind die Querungen zwischen geplanter Trasse der B 303 und der Gewässer Zaubach, Schindelbach und Untere Steinach Folgende Maßnahmen und Bauwerke sind in den genannten Bereichen geplant: 1. Gewässerquerung Zaubach nördlich von Oberzaubach Brücke über die Zaubach Bauwerk 5-1 (Bau km ) mit einer lichten Weite von 20 m und einer lichten Höhe von mind. WSPL HQ ,5 m Verlegung der Zaubachs ober- und unterhalb der geplanten Brücke auf einer Gesamtstrecke von ca. 180 m 2.Gewässerquerung Zaubach südlich von Unterzaubach Brücke über die Zaubach Bauwerk 3-3 (Bau km ) mit einer lichten Weite von 55 m und einer lichten Höhe von mind. WSPL HQ ,5 m Verlegung der Zaubach ober- und unterhalb der geplanten Brücke auf einer Gesamtstrecke von ca. 80 m

6 3. Gewässerquerung Schindelbach östlich von Höfles Proj.-Nr Seite 5 von 14 Brücke der B 303 über den Schindelbach Bauwerk 3-1 (Bau km ) mit einer lichten Weite von 5 m und einer lichten Höhe von mind. WSPL HQ ,5 m Brücke der B 303 alt Süd über den Schindelbach Bauwerk 3-2 (Bau km ) mit einer lichten Weite von 5 m und einer lichten Höhe von mind. WSPL HQ ,5 m Verlegung des Schindelbachs auf einer Gesamtstrecke von ca. 350 m in das Taltiefste Einbau Durchlass DN 1800 in die Trasse der B 303 (Bau km ca ) 4. Gewässerquerung Untere Steinach nordöstlich von Stadtsteinach Brücke der B 303 über die Untere Steinach Bauwerk 2-1 (Bau km ) mit einer lichten Weite von 55 m und einer lichten Höhe von mind. WSPL HQ ,5 m Berücksichtigung der bereits umgesetzten Hochwasserschutzmaßnahmen des Wasserwirtschaftsamtes Hof 4. Vorgehensweise Datengrundlagen Grundlage für das hydraulische Abflussmodell war eine vom Wasserwirtschaftsamt Hof durchgeführte zweidimensionale Bestandsberechnung im Bereich der Ortslage Stadtsteinach. Dieses Modell wurde entlang der Zaubach auf Basis von Befliegungsdaten (Quelle: Wasserwirtschaftsamt Hof) erweitert. Eine terrestrische Vermessung der Brückenbauwerke und der Unterwassergeometrie lag für diesen Bereich nicht vor. Die Unterwassergeometrie wurde für die Berechnung abgeschätzt. Das Modell für den Schindelbach wurde auf Basis terrestrischer Vermessungsdaten (Quelle: Staatliches Bauamt Bayreuth) und auf Basis von Rasterdaten mit einem Abstand von 1m (Quelle: Landesamt für Vermessung und Geoinformation Bayern) modelliert. Für die Aktualisierung des Hochwasserschutzes lag ein zweidimensionales Abflussmodell vor, welches vom Wasserwirtschaftsamt Hof zur Verfügung gestellt wurde.

7 Seite 6 von 14 Weitere Datengrundlagen: Aktueller Planungsstand der Ortsumgehung im dxf-format. Modellerstellung Bestand In das vorhandene Bestandsmodell wurde der Hochwasserschutz Stadtsteinach integriert. Dazu wurde das Berechnungsmodell aus dem Jahr 2007 mit dem Modell des Wasserwirtschaftsamtes Hof aktualisiert. Die Belegungen der Modelle mit Rauigkeitsbeiwerten wurden aus den bestehenden Modellen übernommen. Modellerstellung Planungsfall Auf Grundlage der vorhandenen Planungen wurde an den genannten vier Gewässerquerungen die o.g. Maßnahmen in das vorhandene Bestandsmodell übernommen. Ebenfalls wurde der Hochwasserschutz Stadtsteinach eingearbeitet. Die Belegungen der Modelle mit Rauigkeitsbeiwerten wurden aus den bestehenden Modellen übernommen. Da keine Material-Datei vorlag, können nur die Rauhigkeitsbeiwerte der Materialien im Bericht angeführt werden, welche eindeutig zuordenbar sind. kst Zaubach, Untere Steinach, Schindelbach: 27,00 m 1/3 /s Böschung: 18,00 m 1/3 /s Bebaute Gebiete: 20,00 m 1/3 /s Grünland, Ackerland: 22,00 m 1/3 /s Verkehrsfälchen : 40,00 m 1/3 /s Die Gebäude wurden aus dem Berechnungsmodell ausgestanzt. Für das Bestandsmodell und das Planungsmodell wurde auf Grundlage des Gutachtens des Bayerischen Landesamts für Wasserwirtschaft vom 08. Juli 1999 folgende Abflusswerte für ein 100-jährliche Hochwasserereignis gewählt und stationär berechnet:

8 Seite 7 von 14 Zufluss Zaubach 30 m 3 /s Zufluss Untere Steinach 38 m 3 /s Für den Schindelbach beträgt das HQ100 gemäß der hydrologischen Planungsunterlagen des Wasserwirtschaftsamtes Hof vom m 3 /s bei Mündung in den Zaubach. Die Ergebnisse der Planungen wurden mit den Bestandsberechnungen verglichen und die Veränderungen in Form von Differenzendarstellungen (siehe Anlagen) und Beschreibungen (siehe Punkt 5) ausgewertet. 5. Auswertung 5.1 Vorbemerkungen Aufgrund der Modellgenauigkeit (Rundung etc.) ergeben sich bei den Berechnungsergebnissen Schwankungsbreiten. Diese wurden für alle nachfolgenden Auswertungen auf +/- 5 cm für die Veränderung der Wassertiefe und +/- 0,05 m/s für die Veränderung der Fließgeschwindigkeit festgelegt. 5.2 Ergebnisse 1. Gewässerquerung Zaubach nördlich von Oberzaubach Die Ergebnisse im Bereich der Querung der Zaubach nördlich von Oberzaubach sind in Anlage 1 dargestellt. Die Überlagerung der Überschwemmungsgebiete zwischen Bestand und Planung zeigt eine Verschiebung der Überschwemmungsgrenze im Umfeld der geplanten Gewässerquerung. Bebaute Bereiche sind hier nicht betroffen. Während im Bereich des geplanten Straßendamms das Überschwemmungsgebiet eingeengt wird, wird das Überschwemmungsgebiet v.a. unterhalb der geplanten Brücke durch die Verlegung der Zaubach auf der linken Seite lokal größer. Im Vorland liegt hier die Zunahme der Wassertiefen meist im Bereich der Klasse + 0,1 bis 0,25 m. Oberhalb der geplanten Brücke nehmen die Wassertiefen im linken Vorland ebenfalls zu. Hier werden lokal Werte der Klasse + 0,5 bis 0,75 m erreicht. Dies führt in begrenztem Umfang in der Nähe der

9 Seite 8 von 14 Gewässerquerung auch oberhalb der geplanten Brücke zu einem etwas größeren Überschwemmungsgebiet. Die deutlichsten Zunahmen der Wassertiefen (Klasse > + 1 m) lassen sich im Bereich der verlegten Zaubach, die deutlichsten Abnahmen (Klasse > - 1 m) der Wassertiefen im Bereich des geplanten Straßendamms finden. Ebenfalls nehmen die Wassertiefen unterhalb des Straßendamms rechtsseitig von dem geplanten Gewässerverlauf (Klasse - 0,1 bis 0,25 m) ab. Dies spiegelt sich auch in den Veränderungen der Fließgeschwindigkeiten wieder. Die größten Zunahmen der Fließgeschwindigkeiten sind im Bereich des neuen Gewässerverlaufs zu finden. Die Zunahmen liegen in der Klasse > + 1 m/s mit resultierenden Geschwindigkeiten von bis zu 3 m/s. Im Vorland sind die Zunahmen mit Werten der Klasse + 0,1 bis 0,25, punktuell bis 0,5 m/s, geringer. Dagegen finden sich die deutlichsten Abnahmen der Geschwindigkeiten im Bereich des ehemaligen Verlaufes der Zaubach. Der errechnete Wasserspiegel knapp oberhalb der geplanten Brücke (Bauwerk 5-1) stellt sich bei einem HQ 100- Abfluss bei ca. 361,21 m ü NN ein. 2. Gewässerquerung Zaubach südlich von Unterzaubach Die Ergebnisse im Bereich der Querung der Zaubach südlich von Unterzaubach sind in Anlage 2 dargestellt Die deutlichsten Unterschiede im Vergleich zwischen Überschwemmungsgebiet Bestand und Planung sind im rechten Vorland der Zaubach zu finden (vgl. Anlage 2). Bebaute Bereiche sind hier nicht betroffen. Durch den Straßendamm und das geplante Regenrückhaltebecken wird das Überschwemmungsgebiet auf die linke Talseite verlagert. Dem entsprechend nehmen auch die Wassertiefen im Bereich des Straßendamms, des Regenrückhaltebeckens und im Strömungsschatten unterhalb des geplanten Straßendamms ab. Dagegen ist oberhalb eine Zunahme der Wassertiefen zu verzeichnen. Die Zunahme der Wassertiefen von maximal + 0,25 m ist moderat. Zusätzlich ergeben sich durch die Verlegung der Zaubach lokale Unterschiede in den Wassertiefen. Die deutlichsten Zunahmen der Fließgeschwindigkeiten finden sich im Bereich des neuen Verlaufs der Zaubach. In den Differenzen werden lokal Zunahmen von + > 1 m/s errechnet. Die resultierenden Fließgeschwindigkeiten liegen meist in der Klasse zwischen 2, 0 bis 2, 5 m/s, punktuell auch darüber.

10 Seite 9 von 14 Der errechnete Wasserspiegel knapp oberhalb der geplanten Brücke (Bauwerk 3-3) stellt sich bei einem HQ 100- Abfluss bei ca. 345,22 m ü NN ein. 3. Gewässerquerung Schindelbach östlich von Höfles Die Ergebnisse im Bereich der Querung des Schindelbaches sind in Anlage 3 dargestellt. Zwischen altem und neuem Verlauf des Schindelbachs kommt es südlich des geplanten Straßendamms zu einer Abnahme im Überschwemmungsgebiet. Im alten Gewässerbett des Schindelbachs nehmen die Wassertiefen bis zu 0,5 m, im Vorland bis zu 0,25 m ab. Entlang des verlegten Schindelbachs nehmen dagegen die Wassertiefen zu. Punktuell werden Zunahmen von > + 1 m erreicht. Ebenfalls ist nördlich des geplanten Kreisverkehrs eine Zunahme der Wassertiefen von maximal bis 0,75 m zu beobachten. Hier kommt es durch die Planung lokal zu einem größeren Überschwemmungsgebiet als im Bestand. Durch die Aufschüttungen des Straßendamms nehmen die Wassertiefen ab. Die maximalen Werte von - 0,75 m werden im Bereich des geplanten Kreisverkehrs erreicht. Bebaute Bereiche sind durch die Veränderungen nicht betroffen. Entlang des alten und des neuen Verlaufs des Schindelbaches finden sich die größten Differenzen in den Fließgeschwindigkeiten zwischen Bestand und Planung. Die Resultierenden Geschwindigkeiten liegen im neuen Verlauf liegen meist bei Werten zwischen 1,5-2,0 m/s. Punktuell werden Werte bis 3 m/s ermittelt. Aus naturschutzfachlichen Gründen soll der alte Gewässerlauf des Schindelbaches mit Wasser bestückt werden. Aufgrund der gewählten Drosselwirkung des Rohrdurchlasses sind keine Ausuferungen zu erwarten. Zu diesem Zweck soll im neuen Straßenkörper ein Rohrdurchlass DN 500 errichtet werden. Daher wurde der Rohrdurchlass im Modell berücksichtigt. Der errechnete Wasserspiegel knapp oberhalb der geplanten Brücke (Bauwerk 3-1) stellt sich bei einem HQ 100- Abfluss bei ca. 355,11 m ü NN und der Wasserspiegel oberhalb der geplanten Brücke (Bauwerk 3-2) bei ca. 353,26 m ü NN ein. 4. Gewässerquerung Untere Steinach nordöstlich von Stadtsteinach Die Ergebnisse im Bereich der Querung der Unteren Steinach sind in Anlage 4 dargestellt. Vergleicht man die Lage der Überschwemmungsgebiete zwischen Bestand und Planung, so sind diese bis auf einen kleinen Abschnitt im Bereich des Straßendamms linksseitig der Unteren Steinach gleich. Bebaute Bereiche sind durch die Veränderungen nicht betroffen. Vergleicht man die Wassertiefen, so ergeben sich in diesem Bereich meist Unterschiede in

11 Seite 10 von 14 den Klassen zwischen - 0,1 bis - 0,25 m. Oberhalb und unterhalb des Straßendamms ist kleinräumig eine Zunahme der Wassertiefen zu verzeichnen. Betrachtet man die Veränderungen in den Fließgeschwindigkeiten, so lässt sich punktuell im Bereich der Planung eine Zunahme der Fließgeschwindigkeiten beobachten. Die Zunahmen sind mit Werten der Klasse bis + 0,25 m/s moderat. Abnahmen sind im Bereich zwischen Straßendamm und Hochwasserschutzdeich zu finden. Im Gesamten betrachtet ergeben sich im Bereich der Querung der Unteren Steinach nur lokale Unterschiede im Abflussverhalten im Bereich des geplanten Straßendamms. Der errechnete Wasserspiegel knapp oberhalb der geplanten Brücke (Bauwerk 2-1) stellt sich bei einem HQ 100- Abfluss bei ca. 343,89 m ü NN ein. 5.3 Retentionsraumverlust 1. Gewässerquerung Zaubach nördlich von Oberzaubach Retentionsraumverlust

12 Seite 11 von 14 V 1 V 2 Verlust im Bereich des Straßendammes, rechtsseitig 556 m 2 x 0,92 m ca. 521 m 3 Verlust im Bereich des 87 m 2 x 0,11 m ca. 10 m 3 Straßendammes, linksseitig Summe Retentionsraumverlust: ca. 531 m 3 Retentionsraumgewinn G 1 G 2 G 3 Gewinn linksseitiges Vorland, unterhalb der Brücke 1.081m 2 x 0,3 m ca. 324 m 3 Gewinn linksseitiges Vorland, oberhalb 130 m 2 x 0,14 m ca. 18 m 3 der Brücke Gewinn durch Geländeabtrag im 1306 m 2 x 0,7 m ca. 914 m 3 Bereich des neuen Gewässerverlaufs Summe Retentionsraumgewinn: ca m 3 Durch die geplanten Maßnahmen im Bereich der Gewässerquerung nördlich von Oberzaubach kommt es zu einem Retentionsraumgewinn von ca. 725 m Gewässerquerung Zaubach südlich von Unterzaubach Retentionsraumverlust

13 V 3 Verlust im rechtsseitigen Vorland m 2 x 0,15 m ca m 3 Summe Retentionsraumverlust: ca m 3 Proj.-Nr Seite 12 von 14 Durch die geplanten Maßnahmen im Bereich der Gewässerquerung südlich Unterzaubach kommt es zu einem Retentionsraumverlust von ca m 3. von 3. Gewässerquerung Schindelbach östlich von Höfles Aus ökologischen Gründen und um den Retentionsraumverlust im Bereich des alten Verlaufs des Schindelbachs zu vermeiden, sollte der alte Verlauf des Schindelbachs mit einem Durchlass DN 300 benetzt werden. Retentionsraumverlust V 4 V 5 Verlust im Bereich des neuen Straßendamms rechtsseitig des neuen Gewässerverlauf m 2 x 0,21 m ca. 561m 3 Verlust zwischen neuem und alten m 2 x 0,06 m ca. 502m 3 Verlauf des Schindelbachs Summe Retentionsraumverlust: ca m 3

14 Retentionsraumgewinn Proj.-Nr Seite 13 von 14 G 4 Gewinn nördlich des Kreisverkehrs 820 m 2 x 0,4 m ca. 328 m 3 G 5 Gewinn durch Geländeabtrag im 1832 m 2 x 0,56 m ca m 3 Bereich des neuen Gewässerverlaufs Summe Retentionsraumgewinn: ca m 3 Durch die geplanten Maßnahmen im Bereich der Gewässerquerung östlich von Höfles kommt es zu einem Retentionsraumgewinn von ca. 290 m Gewässerquerung Untere Steinach nordöstlich von Stadtsteinach Retentionsraumverlust V 6 Verlust im rechtsseitigen Vorland 645 m 2 x 0,07 m ca. 45 m 3 Summe Retentionsraumverlust: ca. 45 m 3 Durch die geplanten Maßnahmen im Bereich der Gewässerquerung nordöstlich von Stadtsteinach kommt es zu einem Retentionsraumverlust von ca. 45 m 3. In der Summe kommt es insgesamt im Rahmen der Genauigkeiten durch die geplanten Maßnahmen zu keinem Retentionsraumverlust.

15 Seite 14 von Zusammenfassung Das Staatliche Bauamt Bayreuth plant die Ortsumgehung Stadtsteinach im Zuge der B 303. Die geplante Ortsumfahrung berührt die Überschwemmungsgebiete der Unteren Steinach, der Zaubach und des Schindelbaches. Die geplante Trasse der B 303 quert in ihrem Verlauf das Überschwemmungsgebiet der Zaubach einmal nördlich von Oberzaubach und einmal südlich von Unterzaubach. In ihrem weiteren Verlauf kreuzt der Schindelbach östlich von Höfles die Trasse. Nordöstlich von Stadtsteinach quert die Ortsumgehung das Tal der Unteren Steinach. Die Auswirkungen auf das Abflussverhalten für den Bemessungsabfluss HQ 100 waren zu untersuchen und gegebenenfalls waren Kompensationsmaßnahmen für die geplante Maßnahme zu erarbeiten. Bei allen 4 Gewässerquerungen kommt es im Bereich der geplanten Maßnahmen lokal zu Veränderungen in den Wassertiefen und den Fließgeschwindigkeiten. Bebaute Bereiche sind durch die Veränderungen nicht betroffen. In der Summe kommt es insgesamt durch die geplanten Maßnahmen zu keinem Retentionsraumverlust. Die errechneten Wasserspeigellagen bei einem Bemessungsabfluss HQ 100 und die sich daraus ergebenden mindesten lichten Höhen sind für die entsprechenden Gewässerquerungen in folgender Tabelle zusammengefasst: Bezeichnung Bau -km lichte Weite [m] Brücke über die Zaubach Bauwerk 5-1 Brücke über die Zaubach Bauwerk 3-3 Brücke über den Schindelbach Bauwerk 3-1 Brücke der B 303 alt Süd über den Schindelbach Bauwerk 3-2 Brücke über die Untere Steinach Bauwerk 2-1 Wasserspiegel bei HQ 100 [m ü NN] ,21 361, ,22 345, ,11 355, ,26 353, ,89 344,39 mind. lichte Höhe (WSPL HQ ,5 m) [m ü NN]