Gefahrenkarten. Gefahr durch Überschwemmung. Lunzenau. im Bereich der Stadt: mit den Ortslagen Lunzenau und Rochsburg.

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1 Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen Talsperrenmeisterei Freiberger Mulde/Zschopau Rauenstein 6a, Lengefeld Gefahr durch Überschwemmung im Bereich der Stadt: Lunzenau mit den Ortslagen Lunzenau und Rochsburg aufgestellt: Hydroprojekt Ingenieurgesellschaft mbh Ludwig-Hartmann-Str Dresden Büro Dresden

2 Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen Talsperrenmeisterei Freiberger Mulde/Zschopau Rauenstein 6a, Lengefeld Los 1 Zwickauer Mulde in den Landkreisen Chemnitzer Land und Mittweida Erläuterungsbericht Gefahrenkarte Aufgestellt: Hydroprojekt Ingenieurgesellschaft mbh Ludwig-Hartmann-Straße 40, Dresden Bearbeitet: Dipl.-Ing. Henry Hille Geprüft: Projektleiter Gesehen: Büroleiter Dipl.-Ing. Thomas Wollenhaupt Dipl.-Ing. Wolfgang Holze Datum: 17. Januar 2005 aufgestellt: Hydroprojekt Ingenieurgesellschaft mbh Ludwig-Hartmann-Str Dresden Büro Dresden

3 Inhalt 1 Allgemeines Zielstellung Grundlagen Vorgehensweise 2 2 Prozessanalyse Hydrologie Geschiebe Gefahrenprozesse Schlussfolgerungen, Empfehlungen 2 Anlagen Plannummer Inhalt Gefahrenkarte für die Ortslagen Lunzenau und Rochsburg, Hochwasserereignis HQ Gefahrenkarte für die Ortslagen Lunzenau und Rochsburg, Hochwasserereignis HQ Gefahrenkarte für die Ortslagen Lunzenau und Rochsburg, Hochwasserereignis HQ Gefahrenkarte für die Ortslagen Lunzenau und Rochsburg, Hochwasserereignis HQ300 Abkürzungsverzeichnis h W q v HQT HW HQT Fluss-km A I... A IV UK HQ extrem Wassertiefe spezifischer Durchfluss, Abfluss bezogen auf einen ein Meter breiten Streifen des durchströmten Querschnittes Fließgeschwindigkeit Hochwasserereignis mit einer Wahrscheinlichkeit des einmaligen Auftretens in einem Zeitraum von T-Jahren (z. B.: die Wahrscheinlichkeit des Auftretens des HQ100 besteht einmal in 100 Jahren) zu erwartende Wasserspiegellage bei Eintreten des Ereignisses HQT Station der Gewässerachse in Kilometern Alarmstufen am Hochwassermeldepegel Unterkante (z. B. einer Brücke) Hochwasserereignis, dessen Überschreitungswahrscheinlichkeit als gering eingestuft wird EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 1

4 Abbildungen Abbildung 1: B km (Nr. 12), Fußgängerbrücke unterhalb Lunzenau 2 Abbildung 2: B km (Nr. 13), Straßenbrücke S247 in Lunzenau 2 Abbildung 3: B km (Nr. 14), Straßenbrücke in Lunzenau (Papierfabrik) 2 Abbildung 4: Modellstation (Nr. 14), Straßenbrücke in Lunzenau (Papierfabrik) 2 Abbildung 5: B km bzw (Nr. 15 & 16), Medienbrücken ehem. Papierfabrik Rochsburg 2 Abbildung 6: B km (Nr. 17), Eisenbahnbrücke bei Rochsburg 2 Abbildung 7: B km (Nr. 18), Fußgängerbrücke in Rochsburg 2 Tabellen Tabelle 1: Kriterien zur Intensität der Gefahrenart Überschwemmung 2 Tabelle 2: Scheitelabflüsse in den Ortslagen des Bearbeitungsabschnittes 2 Tabelle 3: Einordnung der Wiederkehrintervalle in die Alarmstufen 2 EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 2

5 1 Allgemeines 1.1 Zielstellung Die Gefahrenkarte stellt von Hochwasser ausgehende Gefahren für Menschen und Sachwerte in ihrer räumlichen Ausdehnung dar. Es werden damit Gebiete gezeigt, deren Nutzung wegen Naturgefahren eingeschränkt ist. Die Gefahrenkarte ist fachliche Planungsgrundlage - der Flächennutzung, - des Objektschutzes, - der Konstruktion von Bauwerken im Gefahrenbereich, - von wasserbaulichen Schutzmaßnahmen, - von Maßnahmen zur Schadensverminderung, - der Alarmierung, Katastrophenabwehr und Evakuierung im Ereignisfall. Die in der Gefahrenkarte verzeichneten Flächen sind nicht Gegenstand einer gesetzlich vorgeschriebenen Regelung, sie sind vielmehr fachliche Handlungsgrundlage für Behörden sowie private Eigentümer und Nutzer. In der Gefahrenkarte Zwickauer Mulde, Ortslagen Lunzenau und Rochsburg wird die Ausdehnung und Intensität der Gefahrenart Überschwemmung für mehrere Wahrscheinlichkeiten abgebildet. Die Auswirkungen der Feststoffbewegungen (Geschiebe und Treibgut) auf die Abflussverhältnisse werden dabei berücksichtigt. Verweise auf andere Gefahrenarten, insbesondere die Ufererosion und Ablagerung von festen Stoffen außerhalb des Gewässerbettes, sind im HWSK enthalten und sollten bei der Gefahrenbeurteilung grundsätzlich berücksichtigt werden. Eine kartografische Darstellung bleibt der Fortschreibung der Gefahrenkarte vorbehalten. 1.2 Grundlagen Die Gefahrenkarte ist Bestandteil des Hochwasserschutzkonzeptes Zwickauer Mulde, Los 1 und wurde auf gleicher Datengrundlage erstellt. Sie wurde für den Ist-Zustand des Gewässers und der bei Hochwasser überschwemmten Gebiete erarbeitet. Die Geländevermessung erfolgte im Zeitraum Juni bis August Vorgehensweise Der Bearbeitungsabschnitt wurde längs der Zwickauer Mulde so festgelegt, dass die gefährdeten besiedelten Bereiche erfasst werden. Die Gefahrenkarte umfasst vier Einzelkarten für unterschiedliche mittlere Wiederkehrintervalle im Bereich von häufigen (alle 20 Jahre) bis sehr seltenen (alle 300 Jahre) Ereignissen. Das im Hochwasserschutzkonzept ausgewiesene Schutzziel liegt bei einem mittleren Wiederkehrintervall von 100 Jahren. Ausgehend von berechneten Wasserspiegellagen für Hochwasserereignisse mit 20-, 50-, 100- und 300-jährlichem Wiederkehrintervall wurden zuerst Schwachstellen, von denen eine EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 3

6 besondere Gefährdung ausgeht, identifiziert (Ausbruchsstellen bei niedrigem Ufer, Verklausung von Brücken infolge Treibgut und unzureichendem Querschnitt, Versagen unterbemessener Hochwasserschutzeinrichtungen u. a.). Anhand dieser Betrachtung und der Vermessung des Geländes wurden Überschwemmungskarten erstellt. Innerhalb der überschwemmten Flächen wurden drei Intensitäten abgegrenzt. Dabei wurden zwei Formen der Überschwemmung berücksichtigt. Bei statischer Überschwemmung treten relativ geringe Fließgeschwindigkeiten auf und die Intensität wird durch die Wassertiefe bestimmt. Bei dynamischer Überschwemmung ist die Gefahr überwiegend durch hohe Fließgeschwindigkeiten bedingt. In der Tabelle 1 sind die Kriterien für die drei Intensitätsstufen aufgeführt. Unter Berücksichtigung dieser Kriterien werden die Flächen mit hoher, mittlerer und niedriger Intensität abgegrenzt. Intensität hoch mittel niedrig Überschwemmung Wassertiefe h w 2,0 m oder spezifischer Durchfluss q = v h w 2,0 m 2 /s 2,0 > h w > 0,5 m oder 2,0 m 2 /s > q = v h w > 0,5 m 2 /s h w 0,5 m oder q = v h w 0,5 m 2 /s Tabelle 1: Kriterien zur Intensität der Gefahrenart Überschwemmung In der Kartendarstellung ist eine Unterscheidung zwischen statischer und dynamischer Überschwemmung nicht mehr möglich. Bereiche, bei denen die Intensität maßgeblich durch hohe Fließgeschwindigkeiten bestimmt wird, sind in Abschnitt 2.3 benannt. Neben den Überschwemmungsflächen und Intensitäten für die oben erwähnten Wiederkehrintervalle ist auf allen Kartenblättern die maximale Ausdehnung des Überschwemmungsgebietes (ohne Intensitäten) für ein Extremereignis dargestellt, wobei angenommen wird, dass die Gebiete außerhalb dieser Überschwemmungsfläche nicht von Hochwasser der Zwickauer Mulde betroffen sein können. Für die Ortslagen Lunzenau und Rochsburg wurde das HQ300 als Extremereignis gewählt. Die abgebildete Überschwemmungsgrenze wurde auf der Grundlage einer hydraulischen Modellierung mit dem Programmsystem HEC-RAS, Version 3.1.1, ermittelt. EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 4

7 2 Prozessanalyse 2.1 Hydrologie Die verwendeten hydrologischen Daten beruhen auf einer pegelstatistischen Analyse der Universität Bochum im Juni Im Rahmen dieser Untersuchungen erfolgte der Ermittlung von HQT für die Pegel in den Flusseinzugsgebieten der Zwickauer, Freiberger und Vereinigten Mulde sowie der Weißen Elster. Anhand der an den Pegeln ausgewiesenen Scheitelwerte wurde eine Übertragung der HQT auf die Zwischeneinzugsgebiete vorgenommen und durch das Landesamt für Umwelt und Geologie übergeben. Auf dieser Grundlage werden die Scheitelabflüsse für die einzelnen Ortslagen in nachstehender Tabelle 2 angegeben. Ortslage HQ20 [m³/s] HQ50 [m³/s] HQ100 [m³/s] HQ300 [m³/s] Lunzenau Rochsburg Tabelle 2: Scheitelabflüsse in den Ortslagen des Bearbeitungsabschnittes Die angegebenen Durchflüsse beziehen sich auf die Schwerpunktgebiete der jeweiligen Ortslagen. 2.2 Geschiebe Für die Beurteilung der zu erwartenden Geschiebebewegung wurden im Rahmen der HWSK Untersuchungen angestellt, die sich in zwei wesentliche Arbeitsschritte untergliedern: 1. Auf Basis der Grundlagenvermessung von 1966 und der Gewässervermessung von 2003 wurden die Flusssohle und die Gewässerachse auf signifikante Änderungen untersucht. Der Vergleich zwischen der Grundlagenvermessung von 1966 und der Gewässervermessung von 2003 lässt keine größeren Änderungen an den Höhenlagen der Flusssohle erkennen, der Verlauf der Flussachse hat sich im Laufe der Jahre ebenfalls nicht geändert. 2. Berechnung der Geschiebetransportkapazität auf der Grundlage des mit dem Programmsystem HEC-RAS erstellten Abflussmodells. Im Zuge der Berechnungen der Geschiebtransportkapazität war für die gewählte charakteristische Korngröße des Sediments insgesamt kein ausgeprägter Feststofftransport entlang der Flusssohle zu beobachten, auch nicht bei größeren Hochwassern. Die Ergebnisse decken sich mit den Beobachtungen des Augusthochwassers 2002, bei dem keine bedeutsamen morphologischen Änderungen der Gewässersohle festgestellt werden konnten. Die auf Basis der vorhandenen Datengrundlage durchgeführten Untersuchungen weisen auf einen stabilen morphologischen Gleichgewichtszustand hin. EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 5

8 2.3 Gefahrenprozesse Im Folgenden werden die bei den einzelnen Abflüssen zu erwartenden Prozesse beschrieben. Die Betrachtungen werden für die einzelnen HQT entlang des Gewässers geführt. Dabei sind die Bezeichnungen linkes und rechtes Ufer auf den Blick in Fließrichtung bezogen. HQ20 In Lunzenau im Bereich der Fluss-km bis sind die Grundstücke und Gebäude am rechten Ufer von Überschwemmung niedriger bis mittlerer Intensität mit Wassertiefen bis zu 0,60 m betroffen. Im Bereich der Muldenbrücke (Fluss-km ) bis Fluss-km kommt es am linken Ufer zu Überschwemmungen überwiegend niedriger bis mittlerer Intensität. Im Gelände der Papierfabrik (Fluss-km ) ist mit Überschwemmung niedriger bis mittlerer Intensität und Wassertiefen bis zu 1,00 m zu rechnen. In Rochsburg ist das Gebäude der ehemaligen Mühle in Höhe Fluss-km von Überschwemmung niedriger Intensität betroffen. HQ50 In Höhe der Fluss-km bis in Lunzenau ist der Bereich am rechten Ufer von Überschwemmung niedriger bis mittlerer Intensität mit Wassertiefen bis zu 1,00 m betroffen. Im Bereich der Fluss-km bis zur Muldenbrücke (Fluss-km ) in Lunzenau sind die Grundstücke sowie Gebäude am linken und rechten Ufer von Überschwemmung niedriger bis mittlerer Intensität mit Wasserständen bis zu 0,60 m betroffen. Der Bereich oberhalb der Muldenbrücke (Fluss-km ) bis Fluss-km am linken Ufer ist von Überschwemmung niedriger bis mittlerer Intensität betroffen. Auf dem Gelände der Papierfabrik ist mit Wasserständen bis zu 1,20 m zu rechnen. In Rochsburg ist das Gebäude der ehemaligen Mühle in Höhe Fluss-km von Überschwemmung mittlerer Intensität mit Wassertiefen bis zu 1,00 m betroffen. HQ100 Im Bereich der Fluss-km bis sind die Grundstücke am rechten Ufer und darauf befindliche Gebäude von Überschwemmung niedriger bis mittlerer Intensität mit Wassertiefen bis zu 1,60 m betroffen. Im Bereich des Fluss-km bis zur Muldenbrücke (Fluss-km ) kommt es beidseitig der Mulde zu Überschwemmungen. Das linke Ufer ist von Überschwemmung niedriger bis mittlerer Intensität mit Wassertiefen bis zu 1,80 m, das rechte Ufer von überwiegend mittlerer Intensität mit Wassertiefen bis zu 1,60 m betroffen. Am linken Ufer oberhalb der Muldenbrücke (Fluss-km ) bis Fluss-km kommt es zu Überschwemmung überwiegend mittlerer Intensität mit Wassertiefen bis zu 1,60 m. In Rochsburg im Bereich des Muldenbogens ist in Höhe des Fluss-km ein Gebäude von Überschwemmung niedriger Intensität betroffen. Das ehemalige Mühlengebäude in Rochsburg (Fluss-km ) ist von Überschwemmung mittlerer Intensität mit Wassertiefen bis zu 1,80 m betroffen. HQ300 Am rechten Ufer im Bereich der Fluss-km bis zur Muldenbrücke in Lunzenau (Flusskm ) sind die Grundstücke und darauf befindliche Gebäude von Überschwemmung mittlerer bis hoher Intensität mit Wassertiefen bis zu 2,40 m betroffen. EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 6

9 Am linken Ufer im Bereich des Fluss-km bis zur Muldenbrücke (Fluss-km ) sind die Grundstücke und darauf befindliche Gebäude von Überschwemmung überwiegend mittlerer bis hoher Intensität mit Wassertiefen bis zu 2,80 m betroffen. Oberhalb der Muldenbrücke (Fluss-km ) bis zum Fluss-km ist der Bereich am linken Ufer von Überschwemmungen mittlerer bis hoher Intensität mit Wassertiefen bis zu 2,80 m betroffen. Die Muldenbrücke in Lunzenau (Fluss-km ) ist nicht mehr passierbar. In Rochsburg im Bereich des Muldenbogens (Fluss-km bis ) sind die Grundstücke und darauf befindliche Gebäude von Überschwemmung mittlerer Intensität mit Wassertiefen bis zu 1,60 m betroffen. Das ehemalige Mühlengebäude in Rochsburg (Fluss-km ) ist von Überschwemmung hoher Intensität mit Wassertiefen bis zu 3,00 m betroffen. Untersuchung lokaler Schwachstellen am Gewässer Als besondere Schwachstellen hinsichtlich der Gefahr der Verklausung wurden die Brückenbauwerke im Bereich der Ortslagen Lunzenau und Rochsburg untersucht: B km Fußgängerbrücke (Nr. 12) Abbildung 1: B km (Nr. 12), Fußgängerbrücke unterhalb Lunzenau - UK Brücke in etwa horizontal; Bezugspunkt für Freibordermittlung: 176,54 m HN. - Bei HQ100 ist ein Freibord von 1,00 m vorhanden. - Bei HQ300 (HW HQ300 = 177,03 m HN) ist das Bauwerk eingestaut, Wasserspiegellage ca. 0,49 m über Bezugspunkt. EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 7

10 B km Straßenbrücke S247 (Nr. 13) Abbildung 2: B km (Nr. 13), Straßenbrücke S247 in Lunzenau - Bogenbrücke mit 3 Durchlässen (2 Flusspfeiler, 3 Durchlässe im Flussbett). - Bezugspunkt für Freibordermittlung entspricht dem Scheitelpunkt des mittleren Durchlasses: 178,69 m HN. - Bei HQ300 (HW HQ300 = 179,13 m HN) ist das Bauwerk eingestaut, Wasserspiegellage ca. 0,44 m über Bezugspunkt. - Bei Abfluss des HQ100 (HW HQ100 = 177,69 m HN) beträgt der Freibord rein rechnerisch 1,00 m, konstruktionsbedingt ist der Freibord von min. 0,50 m bei den drei Durchlässen auf etwa der Hälfte der Öffnungsbreite gegeben. - Der Durchlassquerschnitt wird als ausreichend bewertet, um ankommendes Treibgut abzuführen; bei HQ100 wird das Bauwerk als nicht verklausungsgefährdet eingestuft. EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 8

11 B km Straßenbrücke (Nr. 14) Abbildung 3: B km (Nr. 14), Straßenbrücke in Lunzenau (Papierfabrik) - UK Brücke in etwa horizontal; Bezugspunkt für Freibordermittlung: 178,18 m HN. - Bei HQ300 (HW HQ300 = 180,36 m HN) ist das Bauwerk eingestaut bzw. überströmt, Wasserspiegellage ca. 2,18 m über Bezugspunkt. - Bei HQ100 (HW HQ100 = 178,82 m HN) ist das Bauwerk eingestaut, Wasserspiegellage rechnerisch ca. 0,64 m über Bezugspunkt, im Bereich der rechten Vorlandöffnung ist ein Freibord kleiner 0,50 m vorhanden. - Bei Abfluss des HQ100 ist das Bauwerk verklausungsgefährdet. - Bei HQ50 (HW HQ50 = 178,82 m HN) beträgt der Freibord 0,01 m. - Bei Abfluss des HQ50 ist das Bauwerk verklausungsgefährdet. - Bei HQ20 (HW HQ20 = 177,46 m HN) beträgt der Freibord 0,72 m, es besteht keine Gefahr der Verklausung. EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 9

12 195 Zw ickauer Mulde Plan: 1) Ist HQ ) I HQ ) I HQ ) I HQ River = Zw ickauer Mulde Reach = Unterlauf RS = QP 416 OW (Los 6) Legend EG HQ300 - I HQ300 WS HQ300 - I HQ300 EG HQ100 - Ist HQ100 Höhe (m) WS HQ100 - Ist HQ100 EG HQ50 - I HQ50 WS HQ50 - I HQ50 Crit HQ300 - I HQ300 EG HQ20 - I HQ20 WS HQ20 - I HQ20 Crit HQ100 - Ist HQ100 Crit HQ50 - I HQ50 Crit HQ20 - I HQ20 Ground Bank Sta Station (m) Abbildung 4: Modellstation (Nr. 14), Straßenbrücke in Lunzenau (Papierfabrik) B km bzw Medienbrücken (Nr. 15 & 16) Abbildung 5: B km bzw (Nr. 15 & 16), Medienbrücken ehem. Papierfabrik Rochsburg - UK der Brücken in etwa horizontal; Bezugspunkt für Freibordermittlung jeweils bei: 184,35 m HN. - Bei HQ300 (HW HQ300 = 183,02 m HN) beträgt der Freibord 1,33 m. - Gemäß den Empfehlungen des LfUG werden die Bauwerke als nicht verklausungsgefährdet eingestuft. EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 10

13 B km Eisenbahnbrücke (Nr. 17) Abbildung 6: B km (Nr. 17), Eisenbahnbrücke bei Rochsburg - UK der Brücke in etwa horizontal; Bezugspunkt für Freibordermittlung: 202,63 m HN. - Bei HQ300 (HW HQ300 = 190,00 m HN) beträgt der Freibord 12,63 m. - Gemäß den Empfehlungen des LfUG wird das Bauwerk als nicht verklausungsgefährdet eingestuft. B km Fußgängerbrücke (Nr. 18) Abbildung 7: B km (Nr. 18), Fußgängerbrücke in Rochsburg EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 11

14 - UK der Brücke in etwa horizontal; Bezugspunkt für Freibordermittlung: 194,39 m HN. - Bei HQ300 (HW HQ300 = 193,19 m HN) beträgt der Freibord 1,20 m. - Gemäß den Empfehlungen des LfUG wird das Bauwerk als nicht verklausungsgefährdet eingestuft. 3 In der Gefahrenkarte sind die Überschwemmungsintensität (siehe Tabelle 1), die Gewässerstationierung sowie die Ausdehnung des Überschwemmungsgebietes bei HQ extrem dargestellt. Weiterhin ist der Prognosewasserstand des Bezugspegels für das jeweilige Hochwasserereignis auf der Karte vermerkt. Für die Ortslagen Lunzenau und Rochsburg ist das der Pegel Wolkenburg. Nachstehende Tabelle gibt einen Überblick der Einordnung der Wiederkehrintervalle in die Alarmstufen am Pegel. A I A II A III A IV Meldepegel [cm] [m³/s] [cm] [m³/s] [cm] [m³/s] [cm] [m³/s] Wolkenburg Hochwasserereignis HQ20, HQ50, HQ100, HQ300 Tabelle 3: Einordnung der Wiederkehrintervalle in die Alarmstufen Angaben zu aktuellen Wasserständen und Durchflüssen sind im Internet unter zu finden. 4 Schlussfolgerungen, Empfehlungen Mit ersten Ausuferungen und Gefährdungen der Ortslage Lunzenau ist bereits ab einem HQ20 zu rechnen. Ein wirksamer Hochwasserschutz für die Ortslage Lunzenau soll mit einer Kombination aus festen und mobilen Hochwasserschutzwänden erreicht werden. Vor allem in Hinblick auf die volkswirtschaftliche Bedeutung der durch Hochwasser gefährdeten Industriestandorte in Lunzenau sind die empfohlenen Hochwasserschutzmaßnahmen aus Sicht des Planers zu befürworten. EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 12

15 Literatur Bundesamt für Wasserwirtschaft u.a. (Hrsg.): Empfehlungen, Berücksichtigung der Hochwassergefahren bei raumwirksamen Tätigkeiten. Biel, S. Bundesamt für Wasser und Geologie (Hrsg.): Hochwasserschutz an Fließgewässern, Wegleitung Biel, S. Hydroprojekt Ingenieursgesellschaft mbh (Verfasser): Voruntersuchung zur Konzeption von, August S. Hydroprojekt Ingenieursgesellschaft mbh (Verfasser): Hochwasserschutzkonzeption Zwickauer Mulde, Los 1, März S. EB_Gfk_10-3_lunzenau.doc Seite 13