Kommunale Hochwasserschutzkonzepte

Die Sturzflut-Ereignisse der let­zten Monate und Jahre zeigen: Es kann jede Kom­mune tre­f­fen. Ereignisse wie in Berlin, Goslar und Mün­ster wer­den verur­sacht durch länger anhal­tende, inten­si­vere und damit sel­tenere Nieder­schläge als solche, die der Kanalbe­mes­sung zugrunde liegen. Die Städte sind meist unvor­bere­it­et, obwohl Kli­maforsch­er bere­its seit Län­gerem vor der Zunahme von extremen Unwet­tern warnen.

Der Gesamtver­band der Deutschen Ver­sicherungswirtschaft e. V. (GDV) zieht im Dezem­ber 2016 eine Bilanz der Schä­den, die durch Starkre­genereignisse in den let­zten Jahren gemeldet wur­den (GDV 2016).

Kanalnetzplanung stößt an Grenzen

Häu­fig ver­suchen Kom­munen kün­ftige Schä­den zu ver­hin­dern, indem sie Abwasserkanäle und ‑bauw­erke über­prüfen und noch größer dimen­sion­ieren. Doch das ist aus fol­gen­den Grün­den nicht das Mit­tel der Wahl:

1) Ein nach den aktuellen Nor­men, Bes­tim­mungen und Genehmi­gungskri­te­rien geplantes und gebautes Kanal­netz ist defin­i­tiv nicht in der Lage, solche Wasser­men­gen abzuleiten.

2) Abflüsse entste­hen bei einem Starkre­gen direkt auf allen befes­tigten Flächen und vor allem auf gesät­tigten Böden. Das führt dazu, dass ein großer Teil des abfließen­den Wassers Schaden anricht­en kann, bevor es über­haupt in die Nähe der Kanal­i­sa­tion gelangt.

3) Die Kanal­net­ze sind vielerorts bere­its baulich an ihrer Leis­tungs­fähigkeit ange­langt. Eine Ver­größerung der Quer­schnitte und Rück­hal­teräume gin­ge mit hohen Kosten und großem Flächen­ver­brauch einher.

Kon­se­quenter­weise kön­nen Kanal­net­z­mod­elle nur ein Teil der Mod­el­lumge­bung sein, mit der sich Maß­nah­men zur Vor­sorge vor urba­nen Sturzfluten konzip­ieren lassen.

GIS-Analyse der Topografie

Einen Ein­druck von den Gebi­et­seigen­schaften ver­mit­teln topografis­che Analy­sen des dig­i­tal­en Gelän­de­mod­ells (DGM) hin­sichtlich der fol­gen­den Aspekte:

• Hangnei­gung und Schummerung
• Poten­zielle Fließwege
• Ermit­tlung von Senken und Mulden und Abgle­ich mit Kanalnetz-Überstau-Berechnungen.

Daraus lassen sich erste wichtige Erken­nt­nisse über gefährdete Bere­iche im Einzugs­ge­bi­et gewin­nen. Diese sind jedoch durch eine 2D-hydraulis­che Berech­nung noch zu unter­mauern und zu quantifizieren.

Hydraulische 2D-Simulation

Eine hydraulis­che 2D-Mod­el­lierung der auf der Gelän­deober­fläche abfließen­den Nieder­schläge z. B. mit dem Pro­gramm HYDRO_AS-2D kann die dynamis­chen Fließvorgänge sehr genau abbilden. Durch die voll­ständi­ge Lösung der numerischen Gle­ichun­gen berech­net es zuver­läs­sig die auftre­tenden Über­flu­tungstiefen und ‑geschwindigkeit­en. Daraus lassen sich belast­bare Infor­ma­tio­nen für die Vor­sorge und die Maß­nah­men­pla­nung gewinnen.

Die Nieder­schlags­be­las­tung im Mod­ell erfol­gt mit zeitlich verteil­ten vorher berech­neten Effek­tivnieder­schlä­gen, die in Abhängigkeit von der Flächen­nutzung aus KOS­TRA-Starkre­gen­dat­en abgeleit­et werden.

Über­stau im Kanal­netz wird bei der 2D-Mod­el­lierung durch eine Kop­plung an eine Kanal­net­zsim­u­la­tion berück­sichtigt. Mit ihr wer­den die Schächte ermit­telt, an denen bei Starkre­genereignis­sen Wass­er aus­tritt, und welche Über­lauf­men­gen zu erwarten sind. Die daraus resul­tieren­den Zeitrei­hen gehen als Quellen in das 2D-Mod­ell ein.

Detaillierte 2D-Simulation besonders gefährdeter Bereiche

Mit dem Fein­mod­ell lassen sich die Fließwege in beson­ders stark betrof­fe­nen Bere­ichen detail­liert nachrech­nen. So erhält man weit­ere wichtige Erken­nt­nisse zur lokalen Gefährdung.

Auch die Nieder­schlags­be­las­tung erfol­gt im Fein­mod­ell dif­feren­ziert­er als im 2D-Screen­ing-Mod­ell, indem es die Effek­tivnieder­schläge abhängig von der Land­nutzung und den Hal­tungs­flächen berechnet.

Starkregengefahrenkarte

Ein wichtiges Werkzeug ist die kom­mu­nale Starkre­genge­fahrenkarte. Sie basiert auf 2D-Mod­el­lierun­gen und kann für drei Ober­flächen­abflussszenar­ien die Über­flu­tungsaus­dehnun­gen, ‑tiefen und die Fließgeschwindigkeit­en darstellen.

Damit sind Kom­munen in der Lage, eine Risiko­analyse durchzuführen und ein Hand­lungskonzept zu entwick­eln. Es bindet alle Akteure und Betrof­fe­nen ein und berück­sichtigt sen­si­ble Ein­rich­tun­gen wie Kindergärten, Senioren­heime etc. Die darin fest­gelegten Maß­nah­men tra­gen wesentlich dazu bei, zukün­ftig Schä­den durch Starkre­gen zu verringern.

Weit­er­hin kön­nen für Fach­bere­iche wie Stadt­pla­nung, Stad­ten­twässerung und Katas­tro­phen­schutz sowie für die Öffentlichkeit aus ihnen spezielle Infor­ma­tio­nen abgeleit­et und zur Ver­fü­gung gestellt wer­den. Bürg­ern ist es dadurch möglich, gezielt pri­vate Vor­sorge zu tre­f­fen durch Objek­tschutz oder Änderung der Gebäudenutzung.

Förderung durch die Bundesländer

In Baden Würt­tem­berg hat die Lan­desregierung den Hand­lungs­be­darf erkan­nt. Der von ihr her­aus­gegebene Leit­faden „Kom­mu­nales Starkre­gen­risiko­man­age­ment in Baden-Würt­tem­berg“ (LUBW 2016) stellt den Kom­munen ein ein­heitlich­es Ver­fahren zur Ver­fü­gung, um Gefahren und Risiken zu analysieren und kom­mu­nale Hand­lungskonzepte zu entwickeln.

Städte und Gemein­den erhal­ten für die Starkre­gen­vor­sorge vom Land eine Förderung von 70 % auf die zu vergeben­den Leis­tun­gen, wenn die Vor­gaben des Leit­fadens berück­sichtigt werden.

Weit­ere Bun­deslän­der wie z. B. Nor­drhein-West­falen ver­fol­gen par­al­lel ähn­liche Ansätze.