Methodisches Vorgehen zur Erstellung von Gefahrenkarten zu Grundhochwassersituationen im Freistaat Sachsen

Kathrin Brinschwitz1, Toralf Hilgert1
1 Fugro Consult GmbH

O 7.3 in Grundwasserhochstände - Ursachen und Lösungsansätze

15.04.2016, 14:15-14:30, Plank Hörsaal, Geb. 40.32

Im Auftrag des Sächsischen Landesamtes für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie erarbeitete die Fugro Consult GmbH 2014/2015 ein methodisches Konzept zur Erstellung von Gefahrenkarten für Grundhochwassersituationen im Freistaat Sachsen. Ein besonderer Schwerpunkt der Konzeptfindung lag in der Analyse und Aufbereitung der erforderlichen Datengrundlagen für eine zukünftig landesweite Bearbeitung. Nach einer Literaturrecherche und Prüfung möglicher Methoden zur Regionalisierung von Punktdaten wurde als Grundlage des Konzeptes eine kombinierte numerisch-statistische Herangehensweise ge-wählt, die ein „Detrended Kriging" zur Regionalisierung von Extremgrundwasserständen auf der Basis eines schematisierten und Hochwasser-adaptierten Grundwassersimulationsmodells beinhaltet. Entsprechend dem abgebildeten Verfahrensschema umfasst das Konzept zur Erstellung von Gefahrenkarten für Grundhochwässer folgende Teilschritte:

Teilschritt 1 – Aufbau Simulationsmodell und Adaption auf Hochwasser

Teilschritt 2 – Ermittlung und Bearbeitung Eingangsdaten Grundwasserstände

Teilschritt 3 – Ermittlung Trendfläche Mittelwasser und Hochwasser

Teilschritt 4 – Ermittlung Grundwasseranstieg Mittel- auf Hochwasser

Teilschritt 5 – Ermittlung der höchsten Grundwasseroberfläche und der resultierenden Flurabstände

Teilschritt 6 – Erstellung der Gefahrenkarten auf Basis der Flurabstände bei Grundhochwasser

 

Das geostatistische Interpolationsverfahren „Detrended Kriging" (auch Residuen-Kriging) wird zur Beachtung des allgemein bei Grundwasseroberflächen auftretenden räumlichen Trends verwendet. Als objektive Grundlage für die Interpolation dient ein schematisches numerisches Simulationsmodell der Ermittlung der notwendigen geohydraulisch plausiblen Zusatzinformationen. Durch das geohydraulische Modell können zudem zusätzliche Informationen in Gebieten mit geringer Datendichte gewonnen werden. Die Adaption des Simulationsmodells auf Hochwasserverhältnisse erfolgt durch Er-höhung der Grundwasserneubildung und Berücksichtigung von Hochwasserlamellen der Vorfluter. Die für die Kalibrierung des Modells sowie für die geostatistische Interpolation verwendeten Extremgrundwasserstände umfassen zum einen gemessene Grundhochwässer oder alternativ, über eine Extremwertstatistik von Ganglinien extrapolierte, zu erwartende Grundhochwasserstände für bestehende Grundwassermessstellen. Im Hinblick auf die flächenhafte Anwendung der Methodik im Freistaat Sachsen wurde sowohl für den Modellaufbau als auch die Regionalisierung der Extremgrund-wasserstände darauf geachtet, ausschließlich eine landesweit vorliegende Datengrundlagen zu nutzen. Die erarbeitete Vorgehensweise zur Erstellung von Gefahrenkarten für Grundhochwassersituationen wurde an einem ein sowohl hydrogeologisches als auch hinsichtlich der Datenverteilung repräsentati-ves Pilotgebiet in Mittelsachsen erfolgreich getestet.

 

 

 

 

 




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