Hier könnte ein schmales Bild eingefügt werden Forschungsprojekt des Leichtweiß-Institut der TU Braunschweig K. Stein, K. Förster, G. Riedel
Veranlassung Am 09./10.08.07 setzte ein Starkregenereignis (137 mm in 4 h) die Innenstadt von Delbrück unter Wasser. Foto: Westfalen Blatt 2
Fotos S. Hartmann Delbrück am 09./10.08.2007 3
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Niederschlagsradarbilder von Nordrhein-Westfalen vom 09.08.07 19:00 bis 19:45. Die Lage des sgebiets ist gelb markiert. Quelle: WetterOnline 5
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Zu der Zeit wurden Hochwassergefahrenkarten nach dem Leitfaden NRW für den Kreis Paderborn erarbeitet. 8
Konsequenz Auftrag des Ministeriums für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz an das Leichtweiß-Institut der Technischen Universität Braunschweig, Abteilung Hydrologie, Wasserwirtschaft und Gewässerschutz zur 9
Arbeitsschritte 1. Ermittlung aussagekräftiger Daten über die Starkregengefährdung 2. Gut erkennbare Darstellung in Karten 10
1.a) Rekonstruktion Aufgrund von Zeitungsberichten und Zeugenbefragungen wurde versucht, den Ablauf der Überflutungen während des Starkregenereignisses zu rekonstruieren 11
Informationsrecherche Ergebnis Auswertung von Presseberichten Befragung von Betroffenen Befragung der Feuerwehr Geländebegehung Zeitlicher Verlauf Schadensschwerpunkte Wassertiefen Abflusswege Ergänzung und Plausibilisierung durch Modellrechnungen 12
Abflusswege und Wasserstände Ahden 13
Abflusswege und Wasserstände Delbrück 14
Abflusswege und Wasserstände Henglarn 15
1.b) Hydrologisches Modell 16
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Hydrologische en (2 Modellsysteme) a) KINEROS2, ereignisbezogenes, verteiltes, physikalisches Modell b) HIRO2, verteiltes, physikalisch basiertes Niederschlags-Abfluss-Modell 18
Hydrologisches Modell KINEROS2 beschreibt die Prozesse der Interzeption, der dynamischen Infiltration, des Oberflächenabflusses und der Erosion in Einzugsgebieten, die durch den vorherrschenden Oberflächenabfluss charakterisiert sind 19
Niederschlag-Abfluss-Modell HIRO2 beschreibt das Fließwegsystem nach der Methode D, die Bodensättigungszeit, die Infiltration, den Ablauf des Oberflächenabflusses am Hang und Den Ablauf der Wasserwelle im Gerinne 20
Vergleich der mit KINEROS2 und HIRO2 ermittelten Gewässernetze 21
Synthetisches Gewässernetz Ahden mit D8-Algorithmus aus DGM generiert 22
Synthetisches Gewässernetz Delbrück mit D8-Algorithmus aus DGM generiert 23
Synthetisches Gewässernetz Henglarn mit D8-Algorithmus aus DGM generiert 24
Anordnung der Systemelemente des sgebiets Ahden in KINEROS2 25
Anordnung der Systemelemente des sgebiets Delbrück in KINEROS2 26
Anordnung der Systemelemente des sgebiets Henglarn in KINEROS2 27
Mit KINEROS2 simulierte Volumenanteile von Interzeption, Infiltration, Abfluss und Gebietsrückhalt am Gebietsniederschlag. 28
Bewertung der Modelle 29
1.c) Hydraulisches Modell 30
Hydraulische en (3 Modellsysteme) a) Hydro_as-2d, zweidimensionales Strömungsmodell b) CASC2D, N-A-Modell mit 2d-Oberflächenabfluss und 1d-Gerinneabfluss c) FloodArea eine ArcView-Erweiterung zur Ü-Gebietsberechnung 31
Datenaufbereitung (A) Ausschnitt DGK5 (C) Nachbildung des Straßenverlaufs 32 (B) zu Vierecken vermaschtes DGM5 (D) stark verfeinertes Berechnungsgitter mit undurchfließbaren Gebäuden
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Schlussfolgerungen für die hydraulische Simulation der Starkregenereignisse: - Je detaillierter die Prozessbeschreibung, desto umfangreicher ist der Arbeitsaufwand. - Eine detaillierte hydraulische Simulation setzt stets eine Detailbetrachtung voraus. - Auch mit Hilfe einfacher Ansätze können Überschwemmungsgebiete ermittelt werden. Die auf diese Weise berechneten Abflusstiefen können deutlich von den entsprechenden Werten einer Detailuntersuchung abweichen. - Ein Kalibrierung ist in den seltensten Fällen möglich. 34
2.c) Starkregenkarte 35
Starkregenkarte Delbrück A) Überflutungsgebiet B) Gefälle C) Historie 36
Karte A) Überflutungsgebiet bei HQ 20, HQ 100, HQ 200 und natürliche Fließwege 37
Karte B) Gefälle und Fließgeschwindigkeit bei HQ 100 38
Karte C) Historisches Ereignis 9. August 2007 39
Starkregenkarte Büren-Ahden A) Überflutungsgebiet B) Gefälle C) Historie 40
Das Projekt ist Teil der Anpassungspolitik des Landes Nordrhein-Westfalen an den Klimawandel und wurde mit Mitteln des Ministeriums für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen finanziert. Weitere Informationen zum Thema Anpassung an den Klimawandel sowie die Anpassungsstrategie des Landes Nordrhein-Westfalen finden Sie im Internet unter: www.klimawandel.nrw.de 41
Weitere Informationen finden Sie unter der Internetadresse http://www.bezreg-detmold.nrw.de/200_aufgaben/050_umwelt_und_naturschutz/ 030_Wasserwirtschaft/040_Hochwasserschutz/Besonderes/index.php 42
Herzlichen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 43