Kartierung und Simulation von Überschwemmungsflächen im Stadtgebiet von Witten-Annen

Anna Alina Schütze1, Steffen Bender2, Andre Banning1
1 Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl Angewandte Geologie
2 Climate Service Center Hamburg

2.6 in Wasserquantitäts- und qualitätsmodellierung auf regionaler Skale - Herausforderungen und neue Ansätze

In der Vergangenheit waren bereits viele Städte und Gemeinden von Starkregenereignissen betroffen. Auch gegenwärtig sorgen Starkregen für große Herausforderungen. Dabei sind die Auswirkungen besonders in urbanen Räumen zu spüren, wobei nicht selten Sachschäden in Millionenhöhe entstehen. Ein erhöhter Versiegelungsgrad, die fortschreitende Urbanisierung und das voranschreiten des Klimawandels führen zu einer Verschärfung der Problematik (BBK, 2015). Der Weltklimarat (IPCC) geht davon aus, dass als Folge des Klimawandels in den nächsten Jahrzehnten die Häufigkeit und Intensität von Starkregenereignissen in Deutschland weiter zunehmen werden (Geisel, 2016). Die verheerenden Auswirkungen der Überflutungen in urbanen Räumen zwingen Städte und Kommunen zu einer Anpassung an die Folgen. Zur Minimierung der Risiken und Auswirkungen sind geeignete Schutz- und Vorsichtsmaßnahmen zu treffen (Porth & Schüttrumpf, 2017). Dabei spielen Retentionsflächen eine wichtige Rolle. Sie dienen im Falle eines Starkregens zur Zwischenspeicherung des Niederschlagswassers und damit zur Entlastung des öffentlichen Kanalnetzes (Stadt Köln, 2017).

Innerhalb dieser Arbeit werden die Überschwemmungsflächen und potentiell gefährdeten Bereiche eines Untersuchungsgebietes in Witten-Annen, im südöstlichen Teil des Ruhrgebietes, dargestellt. Grundlage dazu ist eine Kartierung der für den Niederschlagsabfluss relevanten Fließhindernisse. Mit den erhobenen Daten und einem digitalen Geländemodell werden Abfluss-Modellierungen mit den Programme FloodArea und Hec-Ras  bei unterschiedlichen Niederschlagsintensitäten durchgeführt. Anhand der ermittelten Modellierungsergebnisse können Optimierungsvorschläge zur Anpassung an Starkregenereignisse im Untersuchungsgebiet abgeleitet werden.

 

Die modellierten Ergebnisse mit FloodArea und Hec-Ras zeigen Ähnlichkeiten in der Verteilung der Bereiche mit den größten Überschwemmungshöhen. Unterschiede lassen sich hingegen in der Größenordnung der Überschwemmungshöhen erkennen. Hier zeigen die mit FloodArea modellierten Gefahrenkarten signifikant höhere Werte, als die mit Hec-Ras modellierten Karten. Ein Grund dafür ist, dass das Programm Flood Area nicht die Möglichkeit bietet Randbedingungen zu definieren, was die Bestimmung von Zu- und Abflüssen im Modell ermöglichen würde. Somit ist ohne die Berücksichtigung der Randbedingungen in den Simulationen kein Abfluss aus dem Gebiet möglich, was bei einer Eingabe erhöhter Niederschlagswerte dazu führt, dass es zu einer Akkumulation des gesamten Niederschlagswassers im Gebiet kommt.

 

Allgemein kann festgehalten werden, dass beide Programme eine gute Option zur Darstellung von Überschwemmungshöhen bieten. Die modellierten Starkregengefahrenkarten können dazu genutzt werden, gefährdete Bereiche zu lokalisieren, um Vor-Ort geeignete Vorsichtsmaßnahmen einzuleiten. 



Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK) (2015): Die unterschätzten Risiken „Starkregen“ und „Sturzfluten“. Ein Handbuch für Bürger und Kommunen. https://www.flussgebiete.nrw.de/system/files/atoms/files/bbk_starkregen.pdf[abgerufen am 02.03.2019]

Geisel, A. (2016): Ergebnisprotokoll der 86. Umweltministerkonferenz am 17. Juni 2016 in Berlin. Seite 64. https://www.umweltministerkonferenz.de/documents/umk-protokoll_juni_2016_1522236592.pdf[abgerufen am 07.05.2019]

Porth M. & Schüttrumpf H. (2017): Wasser, Energie und Umwelt. Aktuelle Beiträge aus der Zeitschrift Wasser und Abfall I. Wiesbaden: Springer Verlag, S. 21 ff.

Stadt Köln (2017) MURIEL – Multifunktionale Retentionsflächen. Teil 3: Arbeitshilfe für Planung, Umsetzung und Betrieb. https://www.steb-koeln.de/Redaktionell/ABLAGE/Downloads/Broschüren-Veröffentlichungen/Gebäudeschutz/MURIEL-Multifunktionale-Retentionsflächen.pdf[abgerufen am 23.05.2019]