Aus der Wolke bis in das Grundwasser wasserwirtschaftliche Untersuchungen und Planungen an einem Beispiel im Dresdener Raum Dipl.-Ing. Bettina Knab BAUGRUND DRESDEN Ingenieurgesellschaft mbh
Inhaltsübersicht Der schöne Wachwitzer Elbhang Hydrologie für Quereinsteiger Regenreiche Zeiten und verschiedene Abflüsse Maßnahmekonzept
Ereignisse im Herbst / Winter 2010 / 2011
Lage im Dresdener Stadtgebiet Quelle: www.maps.google.de
Das Untersuchungsgebiet Steckbrief : Der Ohlschegrund ein Einzugsgebiet ohne Gewässer: steile bewaldete Hänge, mit Gebietsgefälle um ca. 30 % flachgründige Böden, gering mächtige Lockergesteinsschichten (Schmelzwassersande) über dem zersetzten Granodiorit Hauptabflussrichtung Schadensbereich Altes Quellhaus Ohlsche Quelle Quelle: Landeshauptstadt Dresden, Liegenschaftsamt
Hydrologische Grundlagen Verdunstung N = A + V Interzeption Grundwasserneubildung Oberflächenabfluss Muldenrückhalt Granitzersatz Zwischenabfluss Infiltration
Niederschlags-Abfluss-Beziehung Anfangsverluste Interzeption Interzepzion ist der Prozess, bei dem ein Teil des Niederschlags von der Pflanzendecke aufgefangen und verdunstet wird 7 6 Interzeption in mm 5 4 3 2 1 Fichte Buche 90 Jahre alte Fichte Foto von Bäumen 10 20 Niederschlag in mm Quelle Bilder: www.google.de
Niederschlags-Abfluss-Beziehung Anfangsverluste Muldenrückhalt Muldenrückhalt ist der Anteil des Niederschlags, der in kleinen, natürlichen Unebenheiten der Geländeoberfläche zurückgehalten wird und entweder verdunstet oder zeitverzögert versickert. Einige Beispiele für den maximalen Muldenrückhalt: Wiese bis 5 mm Wald bis 8 mm Brache 1 2 mm Befestigte Flächen 0,5 0,9 mm
Niederschlags-Abfluss-Beziehung Infiltration Nach Überwindung der Anfangsverluste setzt der Infiltrationsvorgang ein falls die Regenintensität die Infiltrationskapazität überschreitet, treten Oberflächenabflüsse auf Summe der Infiltration in mm 20 15 10 5 1 2 3 Die Infiltrationsrate ist abhängig von: der Regenintensität, der Bodenbedeckung, der Bodennutzung und der Vorfeuchte des Bodens Die Infiltrationsrate kann ermittelt werden nach: physikalischen Ansätzen oder funktionalen Zusammenhängen auf der Basis von Beobachtungen oder einfachen linearen Ansätzen Zeit in h
Niederschlags-Abfluss-Beziehung Abfluss Bei den Abflüssen wird unterschieden in Oberirdischen Abfluss entsteht bei schneller Sättigung des Bodens Sättigungsabfluss entsteht nach Sättigung des Bodens durch Anhebung des Grund- und Stauwasserhorizontes Zwischenabfluss ist der oberflächennahe Abfluss in der ungesättigten Bodenzone auf Stauenden Horizonten (z. B. Festgestein) und Basis- oder Grundwasserzufluss entsteht aus der Versickerung des Niederschlagswassers in die Grundwasser führenden Schichten
Niederschlagsereignisse Quelle: Stadtentwässerung Dresden 60 55 50 Niederschlagsereignis September 2010 57,5 Tagesneiderschlag in mm 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Niederschlag Starkregen 33,8 21,6 12,2 6,9 9,9 3,1 0,9 0,6 0,2 2,4 0,9 0,2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Tag
Meteorologische Einordnung Niederschlag in mm bzw. l/qm 500 460 450 400 350 300 250 200 150 100 Regensummen über 3 aufeinander folgende Monate 411 373 360 342 336 50 0 Jul Sep 2010 Okt Dez 1974 Jun Aug 1987 Aug Okt 2002 Jul Sep 1998 Aug Okt 1987 Quelle: Umweltamt Dresden
Zusammenfassung der Niederschlags-Abfluss-Betrachtung 1 1 2 Gesamtniederschlagssumme N = 105 mm 50 mm des Gesamtniederschlages infiltrieren, erst dann entsteht nach einem Tag Oberflächenabfluss 2 3 3 Oberflächenabfluss mit einem Scheitel von 70 l/s
Maßnahmekonzept 1. Zielstellung: keine Wasseraustritte an der Stützmauer Drainage am Mauerfuß 2. Zielstellung: keine Überflutungen durch Wildwasserabflüsse Wiederherstellung des alten Fassungssystems Kanalisierung der Oberflächenabflüsse Ertüchtigung der ehemaligen Wasserbecken als Rückhaltebecken