Kommunaler Hochwasserschutz in Sachsen

Als Konsequenz des Elbe-Hochwassers vom August 2002 hat der Freistaat Sachsen entlang aller Hauptfließgewässer Hochwasserschutzkonzepte (HWSK) nach einheitlicher Methodik und einheitlichen Zielen erstellen lassen. Zahlreiche Maßnahmen zur Verbesserung des vorbeugenden Hochwasserschutzes sind bereits umgesetzt.

In Sachsen liegen nun auch für Gewässer 2. Ordnung wie das Pöhlwasser Hochwasserschutzkonzepte vor.

Die Hochwasserprävention an den Gewässern zweiter Ordnung liegt in der Verantwortung der Kommunen. Die im westlichen Erzgebirge liegenden Gemeinden Raschau-Markersbach, Schwarzenberg und Breitenbrunn haben als Anlieger des Flusses Pöhlwasser einen kommunalen Verbund gebildet, um ein abgestimmtes Hochwasserschutzkonzept entwickeln zu lassen.

Die beauftragte Bauer Tiefbauplanung GmbH, Aue, führte Vermessungsleistungen und die Planung und Realisierung von Hochwasserschutzmaßnahmen am Gewässer aus, während Hydrotec als Unterauftragnehmer die hydrologische und hydrodynamische Modellierung sowie die Variantenuntersuchung und -bewertung übernahm. Alle Arbeitsschritte erfolgten in enger Abstimmung mit den beteiligten Kommunen

Ermittlung der hydrologischen Grundlagendaten und Variantenuntersuchung mit NASIM

Sind, wie beim Pöhlwasser, keine Pegelmessstellen vorhanden, ist die statistische Berechnung eines hydrologischen Längsschnittes nicht möglich lich. Um dennoch eine abgesicherte Datenbasis für das Hochwasserschutzkonzept zu erhalten,wurde für das Einzugsgebiet mit NASIM hydrologisch modelliert.

Unter vereinfachenden Annahmen ließen sich so auf Basis von Bemessungsniederschlägen hydrologische Längsschnitte für die Jährlichkeiten T = 2, 5, 10, 25, 100 und 300 errechnen.

Obwohl eine klassische Modellkalibrierung nicht möglich war, konnte die Belastbarkeit des Modells auf indirektem Wege gezeigt werden. Dazu wurden die berechneten Längsschnitte den HQ-Regio-Werten gegenübergestellt und der hydrologische Längsschnitt für historische Ereignisse ermittelt. Die anschließend mit der hydrodynamischen Modellierung berechneten Wasserspiegellagen ließen sich dann mit den vorhandenen Hochwassermarken vergleichen.

Hydrodynamik und Hochwasserschutzmaßnahmen

Um den hydraulischen Ist-Zustand zu beschreiben und hydrologische Längsschnitte in Form von Überschwemmungsflächen, -tiefen und Fließgeschwindigkeiten auf die Fläche zu projizieren, wurde das Flussgebiet in dem 2-D-Hydrodynamisch-Numerischen Modell HYDRO_AS-2D abgebildet.

Ausschnitt des Berechnungsnetzes
des Pöhlwassers für
die 2-D-Simulation

Als Basis für die Bildung des Berechnungsnetzes dienten terrestrisch vermessene Gewässerprofile sowie Geländehöhen aus einer Laser-Scan-Befliegung. Große Sorgfalt galt der Abbildung von Geländestrukturen (Bruchkanten wie Straßendämme, Deiche, Mauern etc.) sowie abflussrelevanter Elemente (Durchlässe in Dämmen, Wehre, Brücken etc.), sodass eine realitätstreue Modellierung des Strömungsprozesses sichergestellt war.

Neben dem Ist-Zustand wurden in weiteren Projektschritten mit dem NA-Modell und dem 2-D-Modell einzelne Maßnahmen (Linienschutz, Gewässerausbau, Rückbau von Wehren etc.) in ihrer Rückhaltewirkung untersucht. Basierend auf einem definierten Schutzziel konnte so ein Maßnahmenkatalog als Grundlage zur Ausarbeitung von Planvarianten erstellt werden.

Schutzgrad und Schadenspotenzial

Die Defizitanalyse erfolgte gewässerabschnittsweise, indem zunächst die Leistungsfähigkeiten der Gerinne und der Brücken ermittelt wurden. Die Verschneidung der berechneten Intensitätskarten mit der Flächennutzung lieferte dann das Schadenspotenzial für den Ist-Zustand.

Auf diese Weise ließ sich für jeden hydrologischen Längsschnitt bzw. jeden Abfluss einer definierten Wiederkehrwahrscheinlichkeit der zu erwartende Schaden sowie eine resultierende jährliche Schadenserwartung beziffern. Ein Abgleich dieser Ergebnisse mit der realen Schadensbilanz nach dem Hochwasser 2002 ermöglichte eine Validierung der Werte.

Maßnahmenbewertung führt zu optimalem Hochwasserschutz

Aus den möglichen Hochwasserschutzmaßnahmen wurden unterschiedliche Planzustände entwickelt und dem Ist-Zustand gegenübergestellt. Die Bewertung dieser Planzustände nach den Kriterien Erreichbares Schutzziel, Wirtschaftlichkeit, Machbarkeit und Auswirkung auf die Umwelt führte zu einer Vorzugsvariante mit der effizientesten und wirtschaftlichsten Kombination von Schutzmaßnahmen.

Die Kommunen erhalten mit diesem Ergebnis die Sicherheit, ihren Gewässeranliegern den bestmöglichen Hochwasserschutz zu bieten und ihre Haushaltsmittel für einen sinnvollen und abgestimmten Maßnahmenplan einzusetzen.

Dr.-Ing. Oliver Buchholz, Dr.-Ing. Alpaslan Yörük