Repetitoirum

Hochwasser (§72 WHG):

Hochwasser ist eine zeitlich beschränkte Überschwemmung von normalerweise

nicht mit Wasser bedecktem Land, insbesondere durch oberirdische Gewässer

oder durch in Küstengebiete eindringendes Meerwasser. Davon ausgenommen

sind Überschwemmungen aus Abwasseranlagen.

Hochwasserrisiko (Art. 1 HWRM-RL):

Kombination der Wahrscheinlichkeit des Eintritts eines Hochwasserereignisses

und der hochwasserbedingten potenziellen nachteiligen Folgen

Hochwasserrisikomanagement (nach LAWA)

Ein nachhaltiges Hochwasserrisikomanagement umfasst den gesamten Vorsorge-,

Gefahrenabwehr- und Nachsorgezyklus und bezieht somit alle Phasen vor,

während und nach einem Hochwasser ein.

Generelle Ziele:

 Vermeidung neuer Risiken im Hochwasserrisikogebiet

 Reduktion bestehender Risiken im Hochwasserrisikogebiet

 Reduktion nachteiliger Folgen während des Hochwassers

 Reduktion nachteiliger Folgen nach einem Hochwasser

Bauvorsorge umfasst:

• Maßnahmen des hochwasserangepassten Planens und Bauens

• hochwasserangepasste Lagerung wassergefährdender Stoffe

• hochwasserangepasste Ausführung von Architekten-, Ingenieur- und

Handwerksleistungen

Hauptziel:

• Verringerung der Schadenspotenziale durch hochwasserangepasste Bauweisen

und Nutzungen

• für Betroffene (Schutz der Betroffenen vor dem Wasser)

• für Unterlieger/Umwelt (Schutz des Wassers vor Kontamination)

Schwerpunkt:

• Vermeidung, Schutz, Vorsorge

„Hochwasser ist eine zeitlich beschränkte Überschwemmung von normalerweise

nicht mit Wasser bedecktem Land, insbesondere durch oberirdische Gewässer

oder durch in Küstengebiete eindringendes Meerwasser. Davon ausgenommen

sind Überschwemmungen aus Abwasseranlagen.“

DWA-Regelwerk M552: Stochastische und deterministische Wege zur Ermittlung

von Hochwasserwahrscheinlichkeiten

DWA-Regelwerk M553: Hochwasserangepasstes Planen und Bauen (November

• Hochwasser bzw. Überflutungen haben verschiedene Ursachen und

Erscheinungsformen

• Es ist nicht immer möglich die Ursachen klar voneinander abzugrenzen, da die

steuernden Prozesse ineinander übergehen

• Interaktionen zwischen verschiedenen Hochwassertypen möglich

Auslösende Ereignisse für ein Hochwasser:

• Extreme Niederschläge (Intensität, Dauer)

• Starke Schneeschmelze

Wichtige Faktoren für die Ereignisschwere:

• Topographie

• Vorfeuchte der Böden

• Vegetation

• Landwirtschaftliche Nutzung

• Mobilisierbare Geschiebemenge

• Schneeverteilung

• Technische Eingriffe an den Gewässern

• Fluviale Hochwasser, die von natürlichen sowie anthropogen veränderten oder

künstlichen oberirdischen Gewässern ausgehen und die umgebenden

Landflächen überfluten. Die Gewässer beinhalten Flüsse, Bäche, Wildwasser,

Seen und Kanäle. Ebenso sind nicht ständig wasserführende Gewässer

einzubeziehen. Neben erhöhter Wasserführung sind hierbei auch Effekte durch

Eisstau zu berücksichtigen.

• Pluviale Überflutungen (teilweise auch unter den Begriffen

Starkregenhochwasser, Sturzfluten, Hangwasser oder wild abfließendes Wasser

geführt) bezeichnen den vor Ort nicht versickernden und/oder oberirdisch

abfließenden Niederschlag. Dies umfasst Überflutungen durch

Oberflächenabfluss im bebauten (=Niederschlagswasser als Teil des Abwassers)

wie auch im unbebauten Bereich (wild abfließendes Wasser nach § 37 WHG).

Dazu zählen auch die Überflutungen der Landoberfläche durch

Schneeschmelze. Neben der direkten Betroffenheit entlang des Fließwegs

unterliegen vor allem Muldenlage und Rückstaubereiche einer erhöhten

Überflutungsgefährdung.

Qualmhochwasser beinhalten Überflutungen außerhalb der

Überschwemmungsgebiete durch ansteigendes Grundwasser hinter den

Schutzanlagen infolge hoher Fließgewässerstände (= Hochwasser). Sie

bezeichnen den von Durchsickerung überfluteten Bereich. Ihr Vorkommen hängt

stark von der Durchlässigkeit des Untergrunds ab. Qualmwasserflächen sind

insbesondere bei der Deichverteidigung zu berücksichtigen. Im Zusammenhang

mit schnell ablaufendem Hochwasser ist insbesondere bei Linienbauwerken (z.

B. Ufermauern) zu beachten, dass der Grundwasserstand noch eine Zeit lang

durch das Hochwasser erhöht ist und es infolgedessen zu Problemen durch die

auftretenden Druckdifferenzen oder Wasseraustritte kommen kann.

• Überflutungen durch Hochwasser von Meeren, Ästuaren (Flutausgesetzter Flussmündung) und

Küstengewässern umfassen Überschwemmungen durch Gezeiten, Sturmfluten

oder Flutwellen inklusive Tsunamis.

• Infrastrukturbedingte Überflutungen sind entweder durch Infrastruktur-

einrichtungen wie Schifffahrtskanäle verursacht oder durch das Versagen von

Hochwasserschutzeinrichtungen, insbesondere Rückhaltebecken oder Deichen.

Niederschlagsbedingte Hochwasser haben sehr unterschiedliche

meteorologische Ursachen:

• kurzzeitige konvektive Starkregen

• großräumige Dauerregen

• abtauender Schnee

• Durch konvektive Starkregen ausgelöste Hochwasser sind für gewöhnlich von

kürzerer Dauer und geringerem Volumen als Hochwasserereignisse, die durch

Dauerregen ausgelöst werden.

Hochwassertypisierung um Abhängigkeit der Ereignismerkmale von den

Entstehungsursachen zu berücksichtigen

• Meteorologische Klassifizierung

 räumliche und zeitliche Niederschlagsverteilung

 Temperatur

 Wetterlage

 Schneemenge

• Hydrologische Klassifizierung

 Zustand des Einzugsgebiets (Vorfeuchte, geodätische Höhe etc.)

• Ganglinienbasierte Klassifizierung

 Form der Hochwasserwelle

• Hochwasser sind natürliche Zustände in einem Gewässer, bei denen der

Wasserstand aufgrund erhöhter Abflüsse einen bestimmten Schwellenwert

überschreitet.

• Überflutungen aufgrund von Hochwassern sind weder ein neues Phänomen,

noch grundsätzlich negativ zu beurteilen; sie haben das Aussehen unserer

Flusslandschaften zu allen Zeiten geprägt und sind notwendige

Voraussetzungen für eine intakte Entwicklung von Flora und Fauna. Als

Bestandteil des natürlichen Wasserkreislaufs sind Hochwasser nicht zu

vermeiden.

• Je nach Ausprägung unterscheidet man zwischen Hochwassern, die jährlich

auftreten und großen Hochwassern mit kleinen Eintrittswahrscheinlichkeiten.

• Hochwasserstatistik wird in der Regel für den Hochwasserscheitelabfluss (die

Hochwasserspitze) durchgeführt (univariate Hochwasserstatistik)

• Neben dem Hochwasserscheitelabfluss sind weitere Kenngrößen wichtig:

 Hochwasserstand

 Abflussvolumen

 Hochwasserdauer

 Ganglinie des Hochwasserereignisses

Vorgehen:

1) Datenprüfung (Homogenität, Konsistenz, Unabhängigkeit)

2) Auswahl der Stichprobe (z.B. Jahreshöchstwerte oder partielle Serie)

3) Auswahl der Verteilungsfunktion(en)

4) Schätzen der Parameter

5) Testen der Anpassung, Konfidenzintervalle

6) Anwendung der Bemessung

Eingriffe des Menschen

In der Vergangenheit haben anthropogene Maßnahmen teilweise zur Erhöhung

der Hochwassergefahr geführt:

• Flussbegradigungen

• Eindeichung

• Versiegelung von Siedlungsgebieten

• Nutzung von Überschwemmungsgebieten

• Beschleunigung der Hochwasserwelle:

• Die Kanalisierung von Flüssen führt zu einer Beschleunigung der Hochwasserwelle

(kürzere Distanz bis zur nächsten Siedlung)  Hochwasser erreicht gefährdete

Gebiete schneller

 Geringere Reaktionszeit für Schutzmaßnahmen.

• Verlust von Retentionsflächen:

• Begradigungen und Flussausbau reduzieren Überschwemmungsgebiete.

 Weniger Platz für Wasserrückhalt

• Erhöhte Fließgeschwindigkeit:

• Durch Einengung des Flusslaufes steigt die Fließtiefe  Höhere

Strömungsgeschwindigkeit Höhere Pegelstände:

 Steilere Welle führt zu größerem Scheitelabfluss  höhere Pegelstände

• Durch Eindeichung von Flussläufen wird der Hochwasserschutz der hinter den

Deichen lebenden Menschen verbessert

• Als Folge geht jedoch früherer Retentionsraum verloren, was für die Regionen

unterhalb zu einer Verschärfung der Hochwassersituation führen kann

• Niederschlag & Abfluss:

• Auf undurchlässigem Boden: schnelles Abfließen  Hochwassergefahr

• In natürlichen Gebieten: Speicherung in Mulden und Senken  verzögerter Abfluss

• Wald als Wasserspeicher:

• Interzeption: Blätter fangen Wasser auf, ein Teil verdunstet

• Waldboden: Tropfen versickern langsam, Speicherung im Laub-/Nadelteppich

• Wasser versickert langsam

 Grundwasserneubildung

 Speist Bäche und Flüsse in trocknen Zeiten mit Basisabfluss

• Effektiver Niederschlag: Regenanteil, der direkt über die Bodenoberfläche den

Gräben und Bächen und später den Flüssen zugeführt wird  Direktabfluss

• Abflussbeiwert: Anteil des Niederschlags, der zum Direktabfluss führt

• Einfluss der Versiegelung:

• Im Mittel 3% des Einzugsgebiets versiegelt

• Kleine Einzugsgebiete (< 100 km²): tatsächlicher Anteil an versiegelter

Fläche in bebauten Gebieten meist deutlich höher  Versiegelung verstärkt

Hochwasser (großer Abflussbeiwert)

• Große Einzugsgebiete (> 100 km²): Versiegelung weniger relevant bei der

Entstehung von Hochwassern

• Schäden an Hab und Gut entstehen erst, wenn ein Hochwasser bebaute oder

landwirtschaftlich sensible Flächen erreicht

• Verschlechterung der Situation in den letzten Jahrzehnten, z.B.:

• Bebauung, gewerbliche und landwirtschaftliche Nutzung von ehemaligen

Überschwemmungsflächen ohne Bewusstsein für die Risiken

• Im Bereich des Wohnungsbaus wurden Kellerräume zu Wohnzwecken

eingerichtet und mit teuren Gütern versehen

 Enorme Schäden, durch Hochwasser durch geänderte Nutzung ehemaliger

Überschwemmungsflächen

• Um diese Entwicklung zu unterbinden, wurden Gesetze zur Verbesserung des

vorbeugenden Hochwasserschutzes (§ 31b Wasserhaushaltsgesetz, WHG, Mai

2005) geschaffen:

 Ausweisung von Überflutungsflächen für ein HQ100

 Erhaltung dieser Flächen als natürliche Rückhalteflächen

 Schutz und – wenn möglich – Wiederherstellung dieser Flächen

• Es ist eine deutliche Erhöhung der bodennahen Temperaturen im letzten Jahrhundert festgestellt worden

• Es besteht eine deutliche Tendenz eines weiteren Temperaturanstiegs

 Verbunden damit wird eine steigende

Intensität und Häufigkeit von mit

Extremereignissen wie Dürren einerseits

und Hochwassern andererseits

prognostiziert

• Abschätzung der künftigen Entwicklung des

globalen und regionalen Klimas durch

Klimamodelle

 Durch zunehmende Instabilität der

Atmosphäre wird eine Häufung extremer

Witterungseinflüsse vorhergesagt

• Grobe räumliche Auflösung der globalen

Klimamodelle  sehr begrenzt bezüglich

ihrer Aussagefähigkeit für kleinregionale

Gebiete

• In den Jahrzehnten wird die durchschnittliche Temperatur im Winter und im

Sommer deutlich ansteigen

• Es im Winter deutlich mehr Niederschlag geben, der aber aufgrund der

wärmeren Durchschnittstemperaturen hauptsächlich als Regen fällt

• Die Zahl heißer Sommertage mit Temperaturen über 30° Celsius wird sich

deutlich erhöhen

• Häufigere Hochwasser werden eine Folge der Klimaänderung sein

• Die frostsichere Zeit wird sich verlängern, was für die Landwirtschaft künftig

weniger Frostschäden zur Folge hat

 Viele Bundesländer tragen dieser Klima-Prognose bereits heute Rechnung:

„Klimaänderungsaufschlag“ von bis zu 15 Prozent versehen, z.B. bei der

Festlegung eines hundertjährlichen Bemessungshochwassers

• Änderungssignale der verschiedenen Hochwasserkenngrößen unterscheiden

sich für die einzelnen Klimamodelle und Referenzpegel teilweise deutlich

• Bei den meisten Kenngrößen unterscheiden sich die Referenzpegel im Harz

(kleine Einzugsgebiete, hohe Geländeneigung) von den übrigen Referenzpegeln

in Niedersachsen

• Scheitelabflüsse (MHQ, HQ5, und insbesondere HQ20, HQ100) nehmen

deutlich zu

• Hochwasserregime in Niedersachsen verändern sich in der Zukunft

• Häufigeres Auftreten von größeren Hochwasserereignissen

• Zunahme der Hochwasserdauer und der Scheitelabflüsse

 Zukünftig verschärften Hochwassersituationen sollten in Planungsprozessen

vorausschauend und vorsorgend berücksichtigen werden

• Eine Überschwemmung oder Überflutung ist

eine vorübergehende Bedeckung einer Landfläche

mit Wasser

• In der Regel wird während Hochwasser das

Gerinne zu klein und Wasser tritt über die Ufer

• Auch Verklausungen an Brücken und

Engstellen, die Wasser temporär zurückstauen,

können Überschwemmungen nach sich ziehen

• Vom Wasser mitgeführte Feststoffe werden

unter Umständen auf der überfluteten Fläche

abgelagert

• Mitgerissene Bäume und Äste bleiben an Engstellen hängen (z.B.

Brückenpfeiler)

• Hindernisbildung aus Treibgut  Behinderung des ungehinderten Abflusses

• Rückstau, wenn verbleibender Abflussquerschnitt nicht ausreicht, um

Hochwasser abzuführen

 Überströmung von seitlichen Dämmen oder Deichen möglich  Überschwemmungen

• Wildbäche: Manchmal vollständiger Verschluss des Abflussquerschnitts

• Lösungen: Treibholzfänge und Treibholznetze

• Hochwasser ist gekennzeichnet durch große Wassermassen und hohe

Fließgeschwindigkeiten, die Menschen und Materialien mitreißen und

Bauwerke zerstören können. Ufer- und Tiefenerosion untergraben

Fundamente und das mitgeschleppte Material kann Kulturland und Bauten

beschädigen. Das Erscheinungsbild von Hochwasser variiert je nach Gelände

und Flusscharakter.

• Situationen, in denen Feststofftransport auftritt werden unterschieden in:

 Übersarung

 Sohlenauflandung

 Murgang

 Ufererosion

 Sohlenerosion

• Eindringen von Wasser in Gebäude

• Erosion an Gebäuden und Fundamenten

• Ablagerungen von Sedimenten vor oder im Gebäude

• mechanische Zerstörung infolge Treibgutanprall

• Verunreinigungen (z.B. durch Heizöl)

• Hochwasserschutz kann umso wirkungsvoller

betrieben werden, je genauer die Kenntnis eines

bevorstehenden Hochwassers und seiner

möglichen Auswirkungen ist

• Die Vorwarnzeit erlaubt, rechtzeitig vor Eintreffen

der Hochwasserwelle Hab und Gut in Sicherheit

zu bringen und geeignete Maßnahmen zum

Schutz gefährdeter Güter zu ergreifen

• Der Hochwassermeldedienst tritt in Aktion,

sobald bestimmte, in den Meldeordnungen

festgelegte Wasserstandsgrenzen erreicht (z.B.

Hochwasservorhersagezentrale für

Niedersachsen)

• Als Hochwasser wird der Zustand in einem Gewässer bezeichnet, bei dem der

Wasserstand oder der Abfluss einen bestimmten (Schwellen-)Wert erreicht oder

überschritten hat.

• Ob ein Hochwasser Schäden verursacht, hängt von den regionalen

Randbedingungen ab, überwiegend von der Nutzung der Talauen durch

Landwirtschaft, Besiedelung und verkehrliche Infrastruktur.

• Die Behörden vor Ort definieren Meldestufen nach den Auswirkungen, die ein

Hochwasser mit sich bringt. Im Falle eines drohenden Hochwassers bzw. bei

Erreichen von festgelegten Meldestufen informiert die

Wasserwirtschaftsverwaltung die gefährdeten Gemeinden und Landkreise

Hochwassergefahrenkarten berücksichtigen nach § 74 WHG drei Hochwasserszenarien:

• Hochwasser mit niedriger Wahrscheinlichkeit(voraussichtliches

Wiederkehrintervall mindestens 200 Jahre) oder bei Extremereignissen

• Hochwasser mit mittlerer Wahrscheinlichkeit (voraussichtliches

Wiederkehrintervall mindestens 100 Jahre)

• soweit erforderlich, Hochwasser mit hoher Wahrscheinlichkeit

Gefahrenkarten müssen jeweils für die Risikogebiete folgende Angaben enthalten:

• Ausmaß der Überflutung

• Wassertiefe oder, soweit erforderlich, zum Wasserstand

• soweit erforderlich, zur Fließgeschwindigkeit oder zum für die Risikobewertung

bedeutsamen Wasserabfluss