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Überflutung durch nicht kanalisierte Außengebiete
Überflutungen von Teilen einer Siedlung durch nicht kanalisierte Außengebiete sind fast regulär, d.h. sie kommen häufig vor und wären doch vermeidbar.
Ursachen sind meist erhebliche Mängel bei der siedlungswasserwirtschaftlichen Erschließung.
„Erst erschließen, dann bebauen“, lautet wohl schon immer eine eher unterschätzte These, wobei diese „These“sogar evident ist. (Meistens sind Thesen nicht evident. Ist die These aber evident, dann folgt, dass diese These wahr bzw. gewiss ist. Sie ist so gewiss, dass sogar Laien, wenn sie ein wenig darüber nachdenken, auch ohne Studium wissen, dass man erst erschließen muss (z.B. den Sumpf trockenlegen), bevor man Keller bauen sollte, sofern diese nicht druckwasserdicht ausgeführt werden. Freiburger Bächle als Flutweg
Dabei zählt die Überflutungsprognose zu den Grundlagen einer siedlungswasserwirtschaftlichen Ausbildung, wie z.B. ein Studium entsprechender Lehrbücher beweisen mag. Früher übrigens wurden die Grenzen und Flächen von Einzugsgebieten in topographische Karten manuell eingezeichnet. Man lernte so etwas im Studium. Als Belegarbeit – es war wohl 1970 – hatte z.B. ich als Student an der Magdeburger Ingenieurschule für Wasserwirtschaft – (nur) ein Teileinzugsgebiet des Harzes zu definieren – eine Gegend, in der sich die Höhenlinien unübersichtlich quetschen.
Ein Blick in eine topographische Karte
Die Bewertung beginnt in der Regel mit einem Blick in eine topographische Karte mit bewegtem Gelände. Es sollte sich wenigstens ein dreidimensionales Teileinzugsgebiet, offenbaren in denen die Flut sich sammelt. Siehe dazu z.B. die folgende Abbildung.
Flutwege und Grenzen eines Einzugsgebietes
Die Instrumente einer Flutprognose
Niederschlag-Abfluss-Modell
Hydrologische N-A-Modelle beschreiben die kausalen Zusammenhänge zwischen Niederschlag und Abfluss mathematisch und dienen zur Ermittlung der Abflüsse aus Einzugsgebieten.
Neben der Betrachtung von Fragestellungen zum Hochwasserschutz, wie der Bemessung von Hochwasserrückhaltebecken oder der Ermittlung von Bemessungshochwasserabflüssen, werden mit N-A-Modellen auch folgende Sachverhalte untersucht:
- Ermittlung von Abflüssen und Abflussganglinien für natürliche Einzugsgebiete
- Niederschlagssimulation als Modellregen aus örtlichen Regenstatistiken
- Niederschlagssimulation aus langjährigen Niederschlags-Zeitreihen und Temperaturverläufen
- Simulation der wesentlichsten Elemente des hydrologischen Kreislaufes für die Abflussbildung und Abflusskonzentration
Zur Erarbeitung von Niederschlags-Abfluss-Modellen nutzen wir die automatisierten Softwareanwendungen zur Regenwassermodellierung GeoHECHMS und GeoHECRAS.
Heute verfügen wir über eine entsprechende Software, mit der variantenreich und anschaulich wahrscheinliche Ursachen von Überflutungen bewertet werden können.
GeoHECHMS
GeoHECHMS dient der Erstellung, Analyse und Überprüfung von Regenwassermodellen. Die Software ist in der Lage ein dreidimensionales Modell zu erzeugen, in dem jedem räumlichen Punkt innerhalb des Gebietes die wichtigsten charakteristischen Größen zugeordnet werden.
Der Aufwand zur Erstellung des 3D-Modells ist nicht unerheblich (Erzeugung von Anfangs- und Randbedingungen, Parameterbestimmung, Rechenaufwand, Visualisierung dreidimensionaler Ergebnisdaten), bietet aber für gewöhnlich die visuell und rechentechnisch besten Ergebnisse.
GeoHECRAS
GeoHECRAS dient der Erstellung, Analyse und Überprüfung von Überflutungsereignissen. Die Software bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten der 1 – bzw. 2 – dimensionalen Berechnung und zahlreiche Optionen der Ergebnisdarstellung.
Das Programmsystem erlaubt stationäre und instationäre Berechnungen auf Grundlage der Fließformel nach Gauckler-Manning-Strickler. Dabei können einzelne Grundstücke bis hin zu gesamten Einzugsgebieten simuliert werden.
Durch einzelne Module, die im Programm implementiert sind, besteht die Möglichkeit, hydraulische Kontrollbauwerke (z.B. Wehranlagen, Brücken, Durchlässe) zu integrieren.
Ausgewählte Ergebnisse eines Überflutungsmodells für ein Landgericht
Fallbeispiel zur Veranschaulichung
Abbildung 1: Detailbetrachtung des Schadensgebietes
Abbildung 2: Einzugsgebiete mit natürlichem Weg des Niederschlagabflusses
Abbildung 3: Betrachtungsraum der Überflutung vor dem Schadenereignis
Abbildung 4: Betrachtungsraum der Überflutung während des Schadenereignisses
Quellenangabe
DVWK (1999b)
Hochwasserabflüsse
DVWK-Schriften 124, Bonn
DVWK
Hochwasserabflüsse, Teil I: Einsatz von Niederschlag-Abfluss-Modellen zur Ermittlung von Hochwasserabflüssen
Hydrologie und Wasserwirtschaft: eine Einführung für Ingenieure
7., neu bearbeitete Auflage
Berlin, Maniak U. 2016
Hochwasserminderung im ländlichen Raum: ein Handbuch zur quantitativen Planung
Berlin, Seibert S. P. & Auerswald K. 2020
Software GEOHecHMS und GEOHecRAS
CivilGEO, Inc.
8383 Greenway Blvd, Middleton, WI 53562 USA
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