Inhaltsverzeichnis 1. Zielsetzung 3 2. Statistisches Verfahren 3 2.1. Datengrundlagen Pegeldaten 5 2.2. Statistik 7 3. Hochwassersimulation 10 3.1. Vorbemerkungen 10 3.2. Datengrundlage 10 3.2.1 Hydrologische Daten 10 3.2.2 Vorliegende Geometriedaten 10 3.3. Hydraulische Simulation 10 3.3.1 Geometrieeingabe 11 3.4. Ergebnisse 12 3.4.1 Tabellarische Ergebnisauswertung 12 3.4.2 Längsprofil 18 4. Detaillierte Ergebnisauswertung relevanter Profile 19 4.1. Profile im nördlichen Bereich 19 4.2. Profile im Stadtbereich 21 4.2.1 Sissiweg Steinerner Steg 23 4.2.2 Steinerner Steg 24 4.2.3 Fußgängerbrücke unterhalb des Steinernen Steges 25 4.2.4 Postbrücke 26 4.2.5 Fußgängerbrücke Therme 27 4.2.6 Theaterbrücke 28 4.2.7 Neue Fußgängerbrücke 29 4.2.8 Raetia Brücke 30 4.2.9 Eisenbahnbrücke 31 4.2.10 Lido Brücke 32 4.2.11 Mebo Brücke 33 5. Schlussfolgerungen 34 6. Literatur 35 7. Tabellenverzeichnis 35 8. Abbildungsverzeichnis 36 Seite 1
AUFTRAGGEBER / COMMITTENTE: Autonome Provinz Bozen - Südtirol Abteilung Wasserschuzbauten Amt für öffentliches Wassergut 30.1 Cesare Battisti Straße 23 39100 Bozen PLANER / PROGETTISTA: Garberweg 23 I - 39010 St. Martin / Pass. Internet: www.ews-ingenieure.com e-mail: info@ews-ingenieure.com e-mail: info@pec.ews-ingenieure.it (PEC) Seite 2
1. Zielsetzung Das INTERREG IV Projektes zur urbanen und ökologischen Nachhaltigkeit wird gemeinsam in den Gemeinden Meran, Alleghe (Veneto) und Pfunds (Tirol, Österreich) durchgeführt. Als Projektpartner konnte für die Stadtgemeinde Meran auch die Abteilung Wasserschutzbauten der Autonomen Provinz Bozen Südtirol als engagierter Projektpartner gewonnen werden. Unter dem Motto Die Passer in Meran Freiräume am Wasser setzt sich das Projekt folgende Ziele: Aufwertung und bessere Nutzung der Flussgebiete Weniger räumliche Barrieren zwischen Stadtgebiet und Fluss Neues Bewusstsein über ein Leben am Fluss und über Wasser als Quelle des Lebens Die vorliegende Hochwassersimulation soll als Diskussions und Planungsgrundlage für die Realisierung der gesetzten Projektziele dienen, d. h. Möglichkeiten, Gefahren und Einschränkungen aufzeigen. 2. Statistisches Verfahren Ausgehend von den Messungen am Pegel Saltaus wurde anhand der maximalen jährlichen Abflüsse eine Hochwasserabschätzung für das erweiterte Einzugsgebiet der gesamten Passer mit Hilfe statistischer Verfahren erstellt. Das Einzugsgebiet bis zum Pegel Saltaus erstreckt sich über 341,80 km², jenes der gesamten Passer über 414 km² (Quelle WNP). Seite 3
Hochwassersimulation Meran Abbildung 1: Einzugsgebiet der Passer 414 km² Seite 4
2.1. Datengrundlagen Pegeldaten Für die statistische Auswertung wurden Jahreshöchstwerte der Abflüsse aus dem Hydrographischen Jahrbuch entnommen bzw. vom Hydrographischen Amt zur Verfügung gestellt. Standortinformationen des Pegels Saltaus (Quelle: Homepage des Hydrographischen Amtes): Technische Daten Kodex: 2233 Typ der Station: Hydro Kartographische Koordinaten: Geoid ED50 668103 m / 178084m Breitengrad / Längengrad: 46,73 / 11,20 Pegelnullpunkt: 470.59 m ü. NN Die jeweiligen Jahreshöchstwerte der Abflüsse sind mit ihrem Auftrittsdatum in Abbildung 2 zu sehen. Zusätzlich ist eine ungefähre Einordnung der Jährlichkeit des Abflusses aus der Extremwertstatistik angegeben. Hinsichtlich der Saisonalität der Abflüsse zeigt sich, dass fast alle Jahreshöchstwerte im Zeitraum Ende Juni bis Anfang September aufgetreten sind. Seite 5
maximale Jahresabflüsse Pegel Saltaus 500 HQ 100 400 HQ 50 max. Abflüsse [m³/s] 300 200 08.07.1996 28.06.1997 16.07.2001 14.10.2000 20.09.1999 26.11.2002 02.11.2004 04.10.2006 13.07.2008 HQ 30 15.09.1994 12.09.1998 05.06.2003 02.07.2007 17.07.2009 100 31.05.1995 29.05.2005 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Abbildung 2: Maximale jährliche Abflüsse am Pegel Saltaus Die Überschreitungswahrscheinlichkeit für einen Hochwasserscheitelabfluss an einer Stelle des Fließgewässers bzw. dessen Wiederkehrzeit stehen in einem engen Zusammenhang mit der Länge der Beobachtungszeitspanne. Liegen die Beobachtungsreihen in einer Länge von 20 30 Jahren vor, können gute Ergebnisse erzielt werden, sofern nur eine geringe Interpolation bzw. Extrapolation für das mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit auftretende Hochwasser erforderlich ist. Je mehr sich die Wiederholungszeitspanne von der Beobachtungszeitspanne unterscheidet, desto unsicherer ist die Extrapolation. Die doppelte bis höchstens zweieinhalbfache Länge der Beobachtungszeitspanne sollte die Obergrenze der Extrapolation darstellen. Höhere Jährlichkeiten haben nur noch die Qualität von Abschätzungen. Zur Orientierung kann man sich folgender Tabelle bedienen: Beobachtungszeitspanne statistische Aussage < 10 Jahre unbrauchbar 10-20 Jahre abschätzend 20-30 Jahre bedingt geeignet > 30 Jahre geeignet Für den Pegel Saltaus stehen Messreihen aus 16 Jahren zur Verfügung, demnach stellt die Extrapolation auf 40 Jahre die Obergrenze einer zuverlässigen Aussage dar. Dennoch wird im Zuge der Auswertung die Abschätzung für eine Jährlichkeit von 100 300 vorgenommen. Die extrapolierten Jahreshöchstabflüsse für die gesamte Passer lassen sich durch lineare Extrapolation der vorhandenen Messdaten aus folgender Formel gewinnen: 414 341,8 Seite 6
Das Ergebnis grafisch dargestellt sieht folgendermaßen aus: 600 berechnete maximale Jahresabflüsse Pegel Passer 500 HQ 100 HQ 50 28.06.1997 HQ 30 400 300 16.07.2001 14.10.2000 20.09.1999 26.11.2002 02.11.2004 04.10.2006 13.07.2008 08.07.1996 200 15.09.1994 max. Abflüsse [m³/s] 12.09.1998 05.06.2003 02.07.2007 17.07.2009 100 31.05.1995 29.05.2005 0 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 Abbildung 3: Maximale jährliche Abflüsse am Pegel Meran 2.2. Statistik Bei der statistischen Auswertung wird zunächst die empirische Verteilung der beobachteten Abflüsse und der berechneten Abflussspenden (aus der Grüße des Einzugsgebietes) nach der Formel von Cunnane (Maniak, 1997) vorgenommen: mit Anzahl Werte 0,4 0,2 Rangordnung der Werte (1 größter Wert, kleinster Wert) scheinbare Jährlichkeit An die beobachteten Hochwasserkollektive werden die folgenden Extremwertverteilungen angepasst: Gumbelverteilung Gumbelverteilung mit L Momenten Allgemeine Extremwertverteilung (AEV) Pearson 3 Veteilung (P3) LOG Pearson 3 Verteilung Die Berechnung der Extrapolationen erfolgt mit dem Programm MS Excel 2007. Die Ergebnisse der Hochwasserstatistik für die Meran sind in Tabelle 1 aufgeführt. Seite 7
Ergebnisse Hochwasserabflüsse Pegel Meran [m³/s] Verteilung HQ 30 HQ 50 HQ 100 HQ 200 HQ 300 Gumbel 449,27 490,02 544,99 599,76 631,74 Gumbel mit L-Momenten 464,73 508,34 567,15 625,75 659,97 AEV 430,54 457,34 490,11 519,29 534,88 P3 433,66 463,84 502,65 539,53 560,37 LOG Pearson 3 419,59 440,23 463,95 483,67 493,67 Ergebnisse Abflussspenden Pegel Meran [l/s.km²] Verteilung Hq 30 Hq 50 Hq 100 Hq 200 Hq 300 Gumbel 1.085,20 1.183,63 1.316,40 1.448,69 1.525,95 Gumbel mit L-Momenten 1.122,55 1.227,87 1.369,93 1.511,47 1.594,13 AEV 1.039,94 1.104,68 1.183,85 1.254,33 1.291,98 P3 1.047,49 1.120,40 1.214,14 1.303,21 1.353,54 LOG Pearson 3 1.013,49 1.063,36 1.120,64 1.168,28 1.192,45 Tabelle 1: Ergebnisse der Hochwasserstatistik Meran Anbei der grafische Verlauf der berechneten Abflüsse HQ100 ausgehend von der geplanten Pegelstation in Meran. 800 700 600 empirische Verteilung Gumbel L-Momente Gumbel AEV Pearson 3 LOG Pearson 3 Konfidenz Gumbel L-Momente Hochwasserstatistik Pegel Meran HQ100: 567,15 544,99 490,11 502,65 463,95 Abflüsse Q [m³/s] 500 400 Konfidenz Gumbel Konfidenz AEV Konfidenz Pearson 3 Konfidenz LOG Pearson 3 300 200 100 0 1 10 100 Jährlichkeit n Abbildung 4: Hochwasserabflüsse HQ100 Pegel Meran Seite 8
Die Anpassung der theoretischen Funktionen an die Stichproben wurde mittels eines optischen Vergleichs sowie zweier statistischer Testverfahren überprüft: Kolmogorow Smirnow Test nω² Anpassungstest In den meisten Fällen liefern beide Anpassungstests die gleiche Aussage. In Tabelle 3 sind die Ergebnisse der angeführten Anpassungstests aufgeführt. Durch die Bildung der Summe der beiden Tests kann die beste Approximation gefunden werden. Parameter l x 0 a c d Gumbel 0,0127 182,8465 Gumbel mit L-Momenten 0,0119 179,6671 AEV 0,1615 187,4958 93,2192 P3 13,4465-141,9562 27,5346 LOG Pearson 3 4,4668 6,3848-0,2381 m 12 m2 3 q 3 q y,3 * Momente Lm 2 q m 2,0,n Gumbel 228,2874 100,9679 Gumbel mit L-Momenten 228,2874 58,3855 AEV 228,2874 100,9679 0,3924 P3 228,2874 100,9679 0,5454 LOG Pearson 3 228,2874 61.672,5120-1,2624 Trendanalyse Pegel b a c t t n-2, a t <= t n-2,a Meran -3,22 255,67 103,30-0,58 1,76 ok Anpassungstests Kolmogorov Gumbel Gumbel L-Momente AEV Pearson 3 LOG Pearson 3 0,1185 0,1269 0,1251 0,1229 0,1197 nw²-test Gumbel Gumbel L-Momente AEV Pearson 3 LOG Pearson 3 0,0388 0,0388 0,0333 0,0330 0,0343 Summen Gumbel Gumbel L-Momente AEV Pearson 3 LOG Pearson 3 beste Approximation 0,1573 0,1657 0,1584 0,1560 0,1540 LOG Pearson 3 Tabelle 2: Parameter, Trendanalyse, Anpassungstests Meran Seite 9
3. Hochwassersimulation 3.1. Vorbemerkungen Das vorliegende Projekt wurde erstellt, um die Hochwassersicherheit der Passer über eine Flusslänge von ca. 5,5 km vor der Einmündung in die Etsch zu untersuchen. Dieser Flussabschnitt ist in diesem Bereich vom Stadtbild von Meran, Promenaden, Brücken, Aufweitungen usw. geprägt. 3.2. Datengrundlage 3.2.1 Hydrologische Daten Für die Hochwasseruntersuchung wurden folgend angeführte gemittelten Hochwasserscheitelabflüsse herangezogen. Hochwasserabflüsse Pegel Meran [m³/s] Verteilung HQ 30 (PF1) HQ 50 (PF2) HQ 100 (PF3) HQ 200 (PF4) HQ 300 (PF5) Gumbel 449,27 490,02 544,99 599,76 631,74 Gumbel mit L-Momenten AEV 430,54 457,34 490,11 519,29 534,88 P3 433,66 463,84 502,65 539,53 560,37 LOG Pearson 3 419,59 440,23 463,95 483,67 493,67 Mittelwert 433,26 462,86 500,43 535,56 555,17 Tabelle 3: Hydrologische Datengrundlage 3.2.2 Vorliegende Geometriedaten Von Seiten des Auftraggebers wurden für den interessierten Teilbereich das Längsprofil und die wesentlichen Querprofile ausgehend von der Riffianer Brücke (Sportplatz) bis hin zur MEBO Brücke zur Verfügung gestellt. 3.3. Hydraulische Simulation Zur Modellierung eines Flussabschnittes wird ein Projekt (Project) angelegt, in dem alle Daten (Geometrie) verwaltet werden. Für eine hydraulische Berechnung werden jeweils Geometriedaten und Abflussdaten im Modell verknüpft. Die Geometrie und Abflussdaten beinhalten im wesentlichen geometrische und hydraulische Informationen über den Flussabschnitt, welche für die Simulation herangezogen wurden. Seite 10
Die Modellierung erfolgte mit Hilfe des Programms HEC Ras. HEC RAS steht für Hydraulic Engineering Center River AnalysisSystem. Es wurde von dem US Army Corps of Engineers am Institut for Water Resources in Davis, USA entwickelt. Das Programm samt englischsprachigen Handbücher stehen im Internet zur freien Verfügung (4). Für die hydraulische Berechnung wird ein stationäres eindimensionales, Modell verwendet. Es basiert auf der Energiegleichung, welches iterativ für jedes Querprofil gelöst wird. Die Energieverluste zwischen zwei Querprofilen beinhalten Reibungsverluste und örtliche Verluste aufgrund von Einschnürungen, Aufweitungen und dergleichen. Die Abflussbeziehung basiert auf der empirischen Gleichung von Manning Strickler (Normalabfluss), die einen Zusammenhang zwischen der Abflussmenge, durchflossenem Querschnitt, benetztem Umfang, Sohlneigung, Rauigkeit und Fließgeschwindigkeit darstellt. Diese Formeln genügen dem strömenden Fließzustand. Tritt jedoch ein Fließwechsel und somit ein schneller Übergang im Fließzustand auf, so ist die Energiegleichung nicht mehr anwendbar. Es gibt mehrere Umstände die einen Fließwechsel zur Folge haben, wie zum Beispiel eine plötzliche, gravierende Änderung der Sohlneigung, Brückenkonstruktionen, Wehre, Abstürze und ähnliches. Um derartige Sprünge in der Energielinie zu berücksichtigen werden teilweise zusätzlich empirische Formeln herangezogen, was wiederum eine weitere Fehlerquelle in sich birgt. 3.3.1 Geometrieeingabe Die Geometrieeingabe erfolgt durch Festlegen (Eingabe) der jeweiligen Querprofile (Schnitt) der Eingabe des Abstandes zum Unterlieger Querprofil, der angenommen Rauhigkeitsbeiwerte, der Definition des Flussabschnittes (Channels) und des Uferbereiches. Weiters werden die geometrischen Strukturen wie z.b. Brücken, Wehre, Durchlässe spezifiziert. Für weitere Berechnungen wurden für die Ermittlung der Abflusstiefe folgend angeführte Manning Strickler Beiwerte für die (Hochwasserabflüsse) herangezogen: Uferbereich: 20 m1/3/s (Wildbach mit grobem Geröll) Flussbett: 22 m1/3/s (Wildbäche mit grobem Geröll in Bewegung) Bei den hier herangezogenen Stricklerbeiwerten handelt es sich um eine konservative Annahme um den extremen Bedingungen im Hochwasserfall zu genügen. Der jeweilige Kehrwert entspricht dem Manningbeiwert, welcher in die Berechnung einfließt. Das mittlere Sohlliniengefälle oberhalb des Untersuchungsbereiches beträgt 0,8 %. Der Mündungsbereich der Passer in die Etsch weist ein mittleres Sohlliniengefälle bzw. ein angenommenes Energieliniengefälle von 0,5 % auf. Seite 11
3.4. Ergebnisse Abbildung 5: Simulationsbereich Passer Stadtbereich Meran (Auszug HEC RAS) 3.4.1 Tabellarische Ergebnisauswertung In den folgend angeführten Tabellen sind die Ergebnisse der Wasseranschlaglinienberechnung tabellarisch ausgewertet und dargestellt. Rot markierte Wasserspiegellagen stellen eine wahrscheinliche Überflutung dar. Blau markierte Böschungskantenhöhen stellen die gegebenenfalls überflutete Böschungsoberkante dar. Seite 12
Tabelle 4: Anschlaglinien Profil 1 25 Hochwassersimulation Meran Profil Ufer Berechnete Anschlaglinien Verm. Modell links rechts W HQ 30 W HQ 50 W HQ 100 W HQ 200 W HQ 300 Nr. Nr. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. Profil 1 1140 391,42 385,62 384,24 384,35 384,48 384,60 384,68 Profil 2 1130 389,89 385,36 383,45 383,58 383,75 383,90 383,99 Profil 3 1120 394,72 384,98 382,81 382,92 383,06 383,20 383,27 Brücke Unterkante = 385,83 m ü.d.m. Brücke Riffian Sportplatz Profil 4 1110 389,66 382,73 382,53 382,66 382,84 383,00 383,08 Profil 5 1100 381,75 381,65 381,56 381,65 381,73 381,88 381,98 Profil 6 1090 381,51 380,74 380,83 380,96 381,13 381,28 381,35 Profil 7 1080 381,48 381,50 380,35 380,46 380,61 380,75 380,82 Profil 7 2 1075 381,48 381,50 380,33 380,45 380,60 380,73 380,77 Profil 8 1070 381,31 381,18 380,39 380,51 380,67 380,81 380,83 Profil 9 1060 380,82 381,30 379,69 379,81 379,95 380,09 380,18 Profil 10 1050 380,67 381,36 379,54 379,66 379,81 379,94 380,01 Profil 11 1040 380,17 380,36 378,52 378,64 378,78 378,91 378,99 Profil 11 2 1035 378,62 380,14 376,15 376,26 376,39 376,52 376,58 Profil 12 1030 378,62 380,14 378,09 378,22 378,39 378,54 378,62 Profil 13 1020 378,74 378,51 376,96 377,07 377,21 377,34 377,42 Profil 14 1010 379,02 378,26 376,23 376,35 376,51 376,64 376,71 Profil 15 1000 378,58 377,52 375,74 375,84 375,96 376,06 376,12 Profil 16 990 376,30 376,74 374,99 375,08 375,19 375,29 375,35 Profil 17 980 375,94 376,55 374,82 374,92 375,05 375,16 375,23 Profil 18 970 374,23 374,24 373,21 373,32 373,44 373,55 373,62 Profil 18 2 965 374,23 374,24 370,51 370,61 370,73 370,84 370,90 Profil 19 960 373,94 374,52 370,92 370,98 371,05 371,12 371,15 Profil 20 950 373,40 374,83 371,02 371,11 371,21 371,30 371,36 Profil 21 940 373,28 371,35 370,59 369,57 369,62 369,67 369,70 Brücke Unterkante = 374,38 m ü.d.m. Einmündung Finsterbach Profil 22 930 371,92 372,06 369,28 369,34 369,42 369,49 369,53 Profil 23 920 371,64 371,79 367,10 367,16 367,24 367,32 367,37 Profil 24 910 367,44 367,21 362,91 362,95 362,99 363,02 363,04 Profil 25 900 367,35 367,13 363,47 363,55 363,66 363,75 363,80 Seite 13
Tabelle 5: Anschlaglinien Profil 26 50 Hochwassersimulation Meran Profil Ufer Berechnete Anschlaglinien Verm. Modell links rechts W HQ 30 W HQ 50 W HQ 100 W HQ 200 W HQ 300 Nr. Nr. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. Profil 26 890 367,58 366,26 362,46 362,52 362,60 362,67 362,71 Profil 27 880 365,72 366,10 361,86 361,97 362,11 362,24 362,31 Profil 28 870 362,33 362,25 360,68 360,82 361,00 361,15 361,24 Profil 28 2 865 362,33 362,22 360,82 360,96 361,13 361,29 361,37 Profil 29 860 361,86 361,96 360,72 360,86 361,03 361,18 361,26 Profil 30 850 361,18 361,26 359,55 359,66 359,79 359,91 359,98 Profil 31 840 360,96 361,05 359,61 359,74 359,91 360,06 360,14 Profil 32 830 359,83 360,14 358,57 358,69 358,82 358,95 359,02 Profil 32 2 825 359,83 360,14 358,63 358,76 358,92 359,07 359,15 Profil 33 820 359,60 359,66 358,67 358,81 358,98 359,12 359,20 Profil 34 810 359,36 358,88 357,65 357,77 357,90 358,03 358,11 Profil 35 800 359,28 358,65 357,93 358,06 358,22 358,37 358,45 Profil 36 790 358,59 358,19 357,00 357,11 357,26 357,39 357,47 Profil 36 2 785 358,59 358,19 356,77 356,90 357,06 357,20 357,29 Profil 37 780 358,30 357,89 356,82 356,96 357,12 357,26 357,35 Profil 38 770 356,58 357,02 355,80 355,92 356,07 356,21 356,25 Profil 38 2 765 356,58 357,02 355,86 355,99 356,15 356,28 356,38 Profil 39 760 356,24 356,71 355,85 355,98 356,15 356,27 356,33 Profil 40 750 358,40 356,01 354,89 355,00 355,15 355,28 355,32 Profil 40 2 745 358,40 356,01 354,85 354,98 355,13 355,28 355,36 Profil 41 740 360,06 355,82 354,85 354,98 355,11 355,27 355,36 Profil 42 730 354,68 354,84 353,89 354,01 354,16 354,30 354,36 Profil 42 2 725 354,68 354,84 352,48 352,59 352,74 352,87 352,94 Profil 43 720 354,62 354,61 353,80 353,92 354,07 354,20 354,28 Profil 44 710 354,25 354,02 352,89 353,01 353,15 353,28 353,34 Profil 46 690 354,20 353,46 350,69 350,78 350,88 350,98 351,03 Profil 47 680 354,16 353,48 349,82 349,91 350,01 350,10 350,16 Profil 48 670 354,07 353,65 350,50 350,61 350,74 350,86 350,93 Profil 49 660 353,86 353,76 350,25 350,37 350,51 350,64 350,71 Profil 50 650 352,96 352,18 349,32 349,43 349,56 349,68 349,74 Seite 14
Tabelle 6: Anschlaglinien Profil 51 70 Hochwassersimulation Meran Profil Ufer Berechnete Anschlaglinien Verm. Modell links rechts W HQ 30 W HQ 50 W HQ 100 W HQ 200 W HQ 300 Nr. Nr. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. Profil 51 640 352,37 351,88 349,43 349,54 349,67 349,79 349,86 Profil 52 630 351,05 351,11 348,56 348,67 348,79 348,90 348,96 Profil 53 620 350,79 350,91 348,67 348,78 348,91 349,03 349,10 Profil 54 610 349,75 350,05 347,81 347,91 348,03 348,14 348,20 Profil 55 600 349,53 349,83 347,76 347,86 347,99 348,11 348,17 Profil 56 590 348,55 349,35 346,87 346,97 347,09 347,19 347,24 Profil 57 580 348,17 349,08 347,00 347,12 347,27 347,39 347,47 Profil 58 570 347,16 348,14 346,13 346,24 346,36 346,51 346,55 Profil 59 560 346,82 348,14 346,35 346,48 346,63 346,79 346,82 Profil 60 550 346,29 347,86 345,97 346,11 346,26 346,39 346,47 Profil 61 540 346,18 347,65 346,07 346,18 346,35 346,49 346,58 Profil 62 530 345,78 348,21 345,22 345,33 345,47 345,59 345,65 Profil 63 520 345,59 347,65 344,47 344,58 344,71 344,82 344,89 Profil 64 510 345,07 347,61 344,07 344,17 344,29 343,73 343,79 Profil 65 500 344,04 347,74 343,56 343,69 343,86 344,01 344,10 Profil 66 490 341,89 344,54 341,94 342,07 342,22 342,35 342,43 Profil 67 480 341,10 339,18 340,29 340,36 340,45 340,54 340,58 Profil 68 470 338,82 341,79 338,92 339,25 339,68 340,04 340,23 Profil 69 460 358,62 360,43 336,44 336,66 336,90 337,26 337,44 Brücke Unterkante = 356,68 m ü.d.m. Tiroler Brücke Profil 70 450 335,88 336,18 328,74 329,14 329,67 330,14 330,41 Brücke Unterkante = 335,88 m ü.d.m. Fußgängerbrücke Gilf Seite 15
Profil Ufer Berechnete Anschlaglinien Hochwassersimulation Meran Verm. Modell links rechts W HQ 30 W HQ 50 W HQ 100 W HQ 200 W HQ 300 Nr. Nr. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. Profil 71 440 338,06 329,75 325,77 325,77 325,76 325,77 325,77 Profil 72 430 326,02 330,00 326,63 326,85 327,12 327,28 327,37 Profil 73 420 338,09 336,51 324,83 325,00 325,22 325,42 325,53 Brücke Unterkante = 332,24m ü.d.m. Steinerner Steg (Stichhöhe) Profil 74 410 329,23 328,71 323,90 323,89 323,93 323,90 323,94 Profil 75 400 328,69 328,16 322,45 322,53 322,62 322,69 322,74 Profil 76 390 329,36 324,26 322,12 322,24 322,40 322,54 322,62 Profil 77 380 323,05 322,91 320,26 320,39 320,55 320,70 320,77 Brücke Unterkante = 322,30m ü.d.m. UK Rohr Fußgängerbrücke Promenade Profil 78 370 326,11 320,34 318,73 318,79 318,87 318,94 318,98 Profil 79 360 323,07 320,96 317,55 317,65 317,77 317,89 317,96 Profil 80 350 319,85 322,05 315,92 316,02 316,15 316,26 316,32 Brücke Unterkante = 317,92m ü.d.m. UK Postbrücke Profil 81 340 318,38 318,43 314,84 314,93 315,05 315,13 315,21 Profil 82 330 317,24 317,42 314,12 314,19 314,27 314,35 314,39 Profil 83 320 315,35 315,63 313,01 313,13 313,28 313,41 313,49 Profil 84 310 314,78 314,76 312,62 312,75 312,91 313,07 313,15 Brücke Unterkante = 314,34m ü.d.m. Fußgängersteg Kursaal (Stichhöhe) Profil 85 300 313,30 313,15 311,15 311,27 311,41 311,55 311,61 Profil 86 290 312,39 312,23 311,07 311,25 311,49 311,72 311,86 Brücke Unterkante = 311,89 m ü.d.m. Theaterbrücke (Stichhöhe), Anschlaglinien erreichen Brücke Profil 87 280 311,84 311,55 310,13 310,25 310,41 310,56 310,64 Profil 88 270 311,13 310,84 309,58 309,71 309,88 310,03 310,11 Profil 89 260 310,11 309,93 308,54 308,68 308,85 309,01 309,11 Tabelle 7: Anschlaglinien Profil 71 89 Seite 16
Tabelle 8: Anschlaglinien Profil 90 114 Hochwassersimulation Meran Profil Ufer Berechnete Anschlaglinien Verm. Modell links rechts W HQ 30 W HQ 50 W HQ 100 W HQ 200 W HQ 300 Nr. Nr. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. m ü.d.m. Profil 90 250 309,35 309,08 307,73 307,85 307,99 308,12 308,19 Brücke Unterkante = 308,86 m ü.d.m. FB (Stichhöhe) Anschlaglinie erreichen Brücke Profil 91 240 308,86 308,20 307,17 307,30 307,46 307,61 307,68 Profil 92 230 308,03 307,57 305,96 306,09 306,24 306,37 306,46 Profil 93 220 307,30 306,82 305,24 305,36 305,51 305,64 305,71 Brücke Unterkante = 306,73 m ü.d.m. Raetia Brücke (Stichhöhe) Profil 94 210 306,71 306,32 304,83 304,96 305,11 305,25 305,33 Profil 95 200 305,78 305,61 303,63 303,75 303,91 304,05 304,13 Profil 96 190 305,17 304,93 302,99 303,13 303,30 303,46 303,55 Profil 97 180 305,07 304,85 302,77 302,91 303,09 303,25 303,33 Brücke Unterkante = 304,23 m ü.d.m. Eisenbahnbrücke Profil 97 2 175 300,94 304,44 301,96 302,08 302,22 302,35 302,42 Profil 98 170 304,19 303,95 302,15 302,28 302,44 302,59 302,67 Profil 99 160 303,91 303,79 301,53 301,67 301,83 301,97 302,04 Profil 100 150 303,64 303,71 301,60 301,73 301,88 302,02 302,09 Profil 101 140 303,43 303,48 301,27 301,41 301,58 301,71 301,79 Profil 102 130 303,32 303,41 301,31 301,45 301,61 301,75 301,82 Profil 103 120 302,97 303,04 300,23 300,34 300,49 300,66 300,74 Profil 104 110 302,85 302,93 300,12 300,25 300,42 300,57 300,65 Profil 105 100 302,39 302,69 299,14 299,26 299,42 299,55 299,63 Profil 106 90 302,43 302,55 299,28 299,39 299,52 299,64 299,70 Profil 107 80 303,29 302,53 298,44 298,55 298,70 298,83 298,90 Brücke Unterkante = 300,71 m ü.d.m. Fußgängerbrücke unterhalb Meraner Lido Profil 108 70 301,83 301,31 298,44 298,54 298,66 298,76 298,81 Profil 109 60 301,56 300,36 297,83 297,96 298,12 298,26 298,33 Profil 110 50 301,38 299,72 297,56 297,68 297,82 298,00 298,08 Profil 111 40 300,51 298,43 296,96 297,09 297,27 297,48 297,62 Profil 112 30 300,21 298,06 296,10 296,23 296,39 296,48 296,53 Profil 113 20 299,76 297,14 295,29 295,40 295,53 295,65 295,72 Profil 114 10 298,68 301,19 294,82 294,94 295,09 295,23 295,30 Brücke Unterkante = 298,68 m ü.d.m. Mebo Brücke Seite 17
3.4.2 Längsprofil Folgende Abbildung stellt den Verlauf der Wasserstände über den simulierten Bereich dar, sowie die zugehörigen Energielinien und die kritischen Abflusshöhen. Einen besseren Überblick über die berechneten Wasserstände verschafft der Plan S04. 400 Passer_1d_modell_ohne_Brücken Plan: Plan 06 Passer Passer Legend EG PF 5 EG PF 4 Elevation (m) 380 360 340 320 EG PF 3 EG PF 2 EG PF 1 WS PF 5 WS PF 4 WS PF 3 WS PF 2 Crit PF 5 WS PF 1 Crit PF 4 Crit PF 3 Crit PF 2 Crit PF 1 Ground 300 280 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 Main Channel Distance (m) Abbildung 6: Längsprofil Seite 18
4. Detaillierte Ergebnisauswertung relevanter Profile 4.1. Profile im nördlichen Bereich Im nördlichen Teil des untersuchten Passerabschnittes kommt es erstmals unterhalb des Riffianer Sportplatzes (Profil 4, 5, 6, 12) zu Ausuferungen an der orographisch rechten Uferseite. Weiter südlich kann es im Bereich des Profils 39 zu weiteren Ausuferungen an der orographisch linken Seite kommen. Gegenüber der Handwerkerzone Tirol kommt es bereits ab einem HQ50 zu ersten Ausuferungen, südlich davon bereits ab einem HQ30 (orographisch linke und rechte Seite). In den genannten Bereichen besteht für die Bevölkerung keine unmittelbare Gefahr, da keine öffentlichen Gehwege und sonstige Infrastrukturen von den Ausuferungen betroffen sind. Die mittleren Geschwindigkeiten liegen dabei für HQ30 zwischen 2,40 m/s und 5,0 m/s. Abbildung 7: Übersicht wahrscheinliche Überflutungen nördlicher Bereich Abbildung 7 stellt die Bereiche dar, in denen es zu Ausuferungen kommen kann. Nicht dargestellt ist der Bereich um den Riffianer Sportplatz. Seite 19
Abbildung 8: Übersicht wahrscheinliche Überflutung Gilf Wie in Abbildung 8 ersichtlich, besteht für die Bevölkerung im Hochwasserfall keine unmittelbare Gefahr. Seite 20
4.2. Profile im Stadtbereich Folgende Abbildungen stellen den Stadtbereich da und sollen einen Überblick über die Lage der kritischen Abflusssektionen vermitteln. Abbildung 9: Gilf Abbildung 10: nördlicher Bereich Promenade Seite 21
Abbildung 11: innerstädtischer Bereich Abbildung 12: Einmündungsbereich Seite 22
4.2.1 Sissiweg Steinerner Steg Oberhalb des Steinernen Steges kommt es im Stadtbereich erstmals zu Ausuferungen. Dabei wird bereits ab einem Hochwasserereignis von HQ30 der orographisch linke Gehweg überflutet. Abbildung 13: Überflutung ab HQ30 Seite 23
4.2.2 Steinerner Steg Am Steinernen Steg bereiten die veranschlagten Hochwasserabflüsse keine Probleme hinsichtlich Wasseranschlag an der Brückenunterkante (6,72 m Reserve bis zum Stich). Abbildung 14: Steinerner Steg Folgende Abbildung zeigt den Wasserstand bei HQ300. Der orographisch rechte Bereich im Unterwasserbereich wird dabei voraussichtlich zum Teil überschwemmt. Abbildung 15: Steinerner Steg Anschlaglinie HQ300 Seite 24
4.2.3 Fußgängerbrücke unterhalb des Steinernen Steges Für die Fußgängerbrücke südlich des Steinernen Stegs ist die Hochwassersicherheit gegeben. Der verbleibende Stich von der Wasseroberkante bis zur Brückenunterkante beträgt ca. 1,55 m. Abbildung 16: Fußgängerbrücke Seite 25
4.2.4 Postbrücke Die Anschlaglinien erreichen bereits bei HQ30 die seitliche Brückenkonstruktion, dennoch ist die Hochwassersicherheit für ein HQ300 gegeben (verbleibende Stichhöhe 1,60 m), sofern bei Hochwasser nicht eine übermäßige Verklausung stattfindet. Abbildung 17: Postbrücke Folgende Abbildung soll die Anschlaglinie des 300 jährlichen Hochwassers verdeutlichen. Abbildung 18: Postbrücke Anschlaglinie HQ300 Seite 26
4.2.5 Fußgängerbrücke Therme An der Fußgängerbrücke (gegenüber der Therme) liegen die Anschlaglinen der berechneten Hochwasserabflüsse unterhalb der Brückenkonstruktion (verbleibende Stichhöhe ca. 1,20 m). Abbildung 19: Fußgängerbrücke Therme Folgende Abbildung zeigt den berechneten Wasserstand von HQ300. Abbildung 20: Fußgängerbrücke Therme Anschlaglinie HQ300 Seite 27
4.2.6 Theaterbrücke Die Theaterbrücke kann für Hochwasserereignisse über 100 Jahre als kritisch eingestuft werden (verbleibende Stichhöhe HQ100 = 500 m³/s ca. 45 cm). Bei einer zusätzlichen Verklausung (z. Bsp. durch Treibholz) besteht die Gefahr, dass die Brücke überschwemmt wird. Laut Berechnung liegt die Anschlaglinie bei HQ300 ca. 5 10 cm unterhalb der Brückenunterkante. Folgende Abbildungen sollen dies verdeutlichen. Abbildung 21: Theaterbrücke Abbildung 22: Theaterbrücke Anschlaglinie HQ300 Seite 28
4.2.7 Neue Fußgängerbrücke Auch bei der neuen Fußgängerbrücke (unterhalb Theaterbrücke) erreichen bereits die Anschlaglinien eines 30 jährlichen Hochwassers die Brückenkonstruktion. Bei HQ300 liegt der Wasserspiegel ca. ca. 70 cm unter der Brückenunterkante. Es besteht wie bei der Theaterbrücke die Gefahr dass durch zusätzliche Verklausungen die Brücke überflutet wird. Anbei die Ergebnisse der Berechnung mit den errechneten mittleren Geschwindigkeiten. Abbildung 23: neue Fußgängerbrücke Abbildung 24:neue Fußgängerbrücke Anschlaglinie HQ300 Seite 29
4.2.8 Raetia Brücke Die nachfolgenden Brücken können bei den untersuchten Hochwasserereignissen als sicher eingestuft werden, sofern durch Verklausungen der Durchflußquerschnitt nicht wesentlich verkleinert wird (wir verweisen hierbei im besonderen auf die Raetiabrücke, welche über einen Mittelpfeiler verfügt). Die Ergebnisse der einzelnen Brücken werden in den folgenden Abbildungen dargestellt. Die Anschlaglinien für HQ300 liegen 1,10 m unterhalb der Brückenunterkante. Dies wird in den nächsten beiden Abbildungen verdeutlicht. Abbildung 25: Raetia Brücke Abbildung 26: Raetia Brücke Anschlaglinie HQ300 Seite 30
4.2.9 Eisenbahnbrücke Die verbleibende Stichhöhe an der Eisenbrücke beträgt 0,90 m. Aufgrund der Form der Brücke ist es ziemlich unwahrscheinlich, dass an der Brücke im Zuge eines Hochwasserereignisses eine Verklausung stattfindet. Abbildung 27: Eisenbahnbrücke Profil Abbildung 28: Eisenbahnbrücke Seite 31
4.2.10 Lido Brücke Die verbleibende Stichhöhe an der Eisenbrücke beträgt 1,85 m. Eine Verklausung im Hochwasserfall ist somit fast auszuschließen. Abbildung 29: Lidobrücke In der folgenden Abbildung wurde trotz der Perspektive versucht, den Wasserstand bei HQ300 einzuzeichnen. Abbildung 30: Lidobrücke Anschlaglinie HQ300 Seite 32
4.2.11 Mebo Brücke Die Hochwassersicherheit ist für die gegenständliche Brücke auch bei einem Hochwasserereignis von HQ300 gegeben. Die errechnete Stichhöhe vom Bemessungswasserstand bis zur Brückenunterkante beträgt dabei immer noch rund 3,50 m. Abbildung 31: Mebobrücke Seite 33
5. Schlussfolgerungen Hochwassersimulation Meran Basierend auf die gemessenen Abflüsse des Pegels Saltaus und Extrapolation der gemessenen Werte auf das gesamte Einzugsgebiet der Passer wurden in Zusammenarbeit mit dem Hydrographischen Amt und der Abteilung Wasserschutzbauten die Bemessungsabflüsse festgelegt. Anhand dieser Daten erfolgte die eindimensionale Simulation mit Hilfe der Programmes HEC RAS. Die dadurch ermittelten Anschlaglinien und Wasserstände basieren auf der eindimensionalen Berechnung des Normalabflusses von Reinwasser. Die Ergebnisse zeigen, dass es im Oberwasserbereich an verschiedenen Stellen zu Ausuferungen kommen kann, wobei jedoch für die Bevölkerung und Infrastrukturen keine besonderen Vorkehrungen zu treffen sind. Trotzdem wäre es ratsam die Böschungen in den gefährdeten Bereichen entsprechend zu erhöhen. Im Stadtbereich sind die Fließquerschnitte ausreichend groß bemessen um die veranschlagten Wassermengen ohne Gefahr abführen zu können. Im Kapitel 4 wurden die kritischen Profile im Stadtbereich detaillierter dargestellt, wobei es sich fast ausnahmslos um die Brückenquerschnitte handelt. Durch die Brückenkonstruktionen werden die Fließquerschnitte vermindert und es besteht die Gefahr, dass diese bei Hochwasser überflutet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass bis auf die Theaterbrücke und die Fußgängerbrücke nahe Leopardistrasse, die angesetzten Hochwasserabflüsse sicher abgeführt werden können, sofern es nicht zu Verklausungen im Brückenbereich (bei Brücken mit Mittelpfeilern) kommt. Die Situation an der Theaterbrücke ist als kritisch einzustufen, da es beinahe zu einem vollkommenen Zuschlagen des Fließquerschnittes kommt (HQ300). Auch die Ergebnisse an der Fußgängerbrücke nahe Leopardistrasse sind als relativ kritisch einzustufen, da bei dem Bemessungsabfluss HQ300 nur mehr eine Stichhöhe von 45 cm verbleibt und somit eine erhöhte Gefahr besteht, dass Treibholz an der Brückenunterkante hängen bleibt und es somit zu einem vollkommenen Zuschlagen des Fließquerschnittes kommen kann. In den genannten Profilen wäre es ratsam den Fließquerschnitt zu erhöhen, damit die simulierten Hochwassermengen sicher abgeführt werden können. Seite 34
6. Literatur Schneider Bautabellen Hydrographisches Amt Dipl. Ing. Dieter Stolz USACE (2002) Bautabellen für Ingenieure 16. Auflage Werner Verlag 2004 Hydrologisches Jahrbuch 1997. Autonome Provinz Bozen, Hydrographisches Amt, Bozen. Diplomarbeit Hochwasserabschätzung in unbeobachteten Einzugsgebieten unter Zuhilfenahme von regionalen Extremwertstatistiken HEC RAS River Analysis System, Version 4.0 Software zur 1D Abflussmodellierung. Homepage der United States Army Corps of Engineers, Hydrologic Engineering Center http://www.hec.usace.army.mil/software/hec ras/ (1) (2) (3) (4) 7. Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Ergebnisse der Hochwasserstatistik Meran... 8 Tabelle 2: Parameter, Trendanalyse, Anpassungstests Meran... 9 Tabelle 3: Hydrologische Datengrundlage... 10 Tabelle 4: Anschlaglinien Profil 1 25... 13 Tabelle 5: Anschlaglinien Profil 26 50... 14 Tabelle 6: Anschlaglinien Profil 51 70... 15 Tabelle 7: Anschlaglinien Profil 71 89... 16 Tabelle 8: Anschlaglinien Profil 90 114... 17 Seite 35
8. Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Einzugsgebiet der Passer 414 km²... 4 Abbildung 2: Maximale jährliche Abflüsse am Pegel Saltaus... 6 Abbildung 3: Maximale jährliche Abflüsse am Pegel Meran... 7 Abbildung 4: Hochwasserabflüsse HQ100 Pegel Meran... 8 Abbildung 5: Simulationsbereich Passer Stadtbereich Meran (Auszug HEC RAS)... 12 Abbildung 6: Längsprofil... 18 Abbildung 7: Übersicht wahrscheinliche Überflutungen nördlicher Bereich... 19 Abbildung 8: Überflutung ab HQ30... 23 Abbildung 9: Steinerner Steg... 24 Abbildung 10: Steinerner Steg Anschlaglinie HQ300... 24 Abbildung 11: Fußgängerbrücke... 25 Abbildung 12: Postbrücke... 26 Abbildung 13: Postbrücke Anschlaglinie HQ300... 26 Abbildung 14: Fußgängerbrücke Therme... 27 Abbildung 15: Fußgängerbrücke Therme Anschlaglinie HQ300... 27 Abbildung 16: Theaterbrücke... 28 Abbildung 17: Theaterbrücke Anschlaglinie HQ300... 28 Abbildung 18: neue Fußgängerbrücke... 29 Abbildung 19:neue Fußgängerbrücke Anschlaglinie HQ300... 29 Abbildung 20: Raetia Brücke... 30 Abbildung 21: Raetia Brücke Anschlaglinie HQ300... 30 Abbildung 22: Eisenbahnbrücke Profil... 31 Abbildung 23: Eisenbahnbrücke... 31 Abbildung 24: Lidobrücke... 32 Abbildung 25: Lidobrücke Anschlaglinie HQ300... 32 Abbildung 26: Mebobrücke... 33 Seite 36