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Kommunales Starkregenrisikomanagement und Starkregenvorsorge

Starkregenereignisse stellen Kommunen vor neue Herausforderungen. Die Unwetter der letzten Jahre haben gezeigt, dass sie zunehmend eine Gefahrensituation für Anwohner darstellen und dass sie erheblichen Sachschaden verursachen können. Aufgrund der extrem kurzen Vorwarnzeiten bei Starkregen sollten Städte und Gemeinden eine Starkregenvorsorge betreiben, wenn sie die Folgen solcher Extremereignisse mindern wollen. Ein kommunales Starkregenrisikomanagement trägt dazu bei, Gefahrenbereiche zu identifizieren, Risiken zu evaluieren sowie entsprechende Maßnahmen und Handlungskonzepte zu entwickeln und umzusetzen.

Starkregenrisikomanagement von der Förderung bis hin zur Konzeptumsetzung

geomer unterstützt Städte, Gemeinden und lokale Ingenieurbüros beim Starkregenrisikomanagementprozess und kann auf eine 15 Jahre lange Erfahrung in diesem Bereich zurückblicken. geomer hat am LUBW-Leitfaden „Kommunales Starkregenrisikomanagement in Baden-Württemberg“ mitgewirkt, das viel beachtete Starkregenprojekt an der Glems begleitet und unterstützt mittlerweile die Starkregenvorsorge folgender Städte und Gemeinden: Braunsbach, Bretten, Blaubeuren, Bonndorf, Heidelberg, Kassel, Ulm und Wadern sowie die des Landkreises Lörrach. Darüber hinaus wurde geomer von den Wasserbauingenieuren der eepi S.à.r.l. für den Starkregenatlas Luxemburg beauftragt.

Langjährige Erfahrung im Bereich Starkregenrisikomanagement

Interdisziplinäres, hochqualifiziertes Team 

Profunde Kenntnisse über Fördermöglichkeiten

Wissenschaftliche Exzellenz

Ressourcensparender, innovativer, anerkannter Modellierungsansatz

Last, but not least: Starkregenvorsorge aus Leidenschaft!

geomer gilt als einer der Pioniere eines modernen Starkregenrisikomanagements auf Grundlage von hydrodynamischen Modellierungen. Für die Berechnung von Überschwemmungsflächen kommt das von geomer entwickelte hochleistungsfähige 2D-Simulations- und Modellierungswerkzeug FloodAreaHPC zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um ein gekoppeltes Niederschlags-Abfluss-Modell unter Einbeziehung eines zweidimensionalen, instationären Hydraulikansatzes, wodurch es möglich wird, möglichst realitätsnahe Aussagen zu Gefährdungsbereichen zu treffen. Die Besonderheit ist, dass die komplexe Hydrodynamik des Oberflächenabflusses abgebildet wird, also flächiger Abfluss sowie Rückstaueffekte usw. miterfasst werden. Die Gebietsgröße und die Auflösung sind von der Modellseite her nicht limitiert. Somit ist es möglich, die Gefährdungspotentiale für ganze Einzugsgebiete mit mehreren hundert Quadratkilometern zu berechnen.

Unsere Dienstleistungen im Rahmen der Starkregenvorsorge im Überblick

Starkregen-Gefährdungsanalyse

Die Gefährdungsanalyse bildet das Fundament eines jeden Starkregenrisikomanagements. Hier werden die Starkregengefahrenkarten erstellt, die auf Szenarien unterschiedlich starker Niederschlagsintensitäten basieren. In die Berechnungen fließen Informationen des digitalen Höhenmodells, der Flächennutzung und der Bodenbeschaffenheit mit ein. Die Starkregengefahrenkarten von geomer enthalten Überflutungsausdehnungen , Überflutungstiefen sowie Fließrichtung und Fließgeschwindigkeiten. Die Starkregengefahrenkarten sind das Fundament eines zielführenden Starkregenrisikomanagements.

Features

Hier werden die Eingangsdaten für die Modellierungen auf Plausibilität und Konsistenz überprüft. So wird das hochaufgelöste, digitale Geländemodell auf abflussrelevante Mulden, Durchlässe, Verdolungen, Gräben, Unterführungen, Bordsteine und Mauern, Dämme, Wälle und fehlende Gebäude hin analysiert. Dieser Prozess wird auch durch Vor-Ort-Begehungen unterstützt.

Hier ist vor allem die modelltechnische Abbildung relevanter Gewässer und möglicher Verdolungen ausschlaggebend: Wo sind Fließgewässer unterirdisch gefasst, wo ist das Ende und der Beginn der oberirdischen Fließstrecke? Gibt es im Gebiet Rückhaltebauwerke oder andere Fassungsbauwerke, die Einfluss auf das Abflussverhalten der Regenmassen haben können? Zudem fehlen kleine Gewässer teilweise vollständig in den digitalen Daten und müssen nachdigitalisiert werden. Das leichte Rauschen der Laserscan-Geländemodelldaten sorgt ohne Nachbearbeitung für einen nicht realistischen Rückhalt in den Tiefenlinien. Stellenweise kommt es hierdurch dazu, dass es zu lokalem Rückstau kommt.

Durch Vor-Ort-Begehungen wird sichergestellt, dass die Informationen aus dem Datenmaterial plausibel sind. Die Begehung und die Aufnahme der wichtigsten Strukturen ist ein für die Qualität der Ergebnisse bedeutender Punkt. Entlang der sich ausprägenden Fließwege und neuralgischer Punkte werden relevante Strukturen kartiert oder aus den Luftbildern entnommen. Einfache Messungen von Mauer- oder Bordsteinhöhen werden dabei direkt durchgeführt.

Für baden-württembergische Projektgebiete liegen Oberflächenabflusskennwerte bereits von der LUBW vor, welche Informationen darüber liefern, wie hoch der Anteil des Niederschlags ist, der nicht infiltriert, sondern als Oberflächenabfluss relevant wird. Für Projekte außerhalb Baden-Württembergs kommt die Software Hydroras von geomer zum Einsatz: Anhand der Bodentextur, der Landnutzung und der Topographie werden zeitlich variable Abflussbeiwerte in diesem Niederschlags-Abfluss-Modell berechnet und können so als Eingangsdaten für die hydraulische Modellierung mit FloodArea dienen.

Die Oberflächenabflussszenarien werden mit FloodArea modelliert. Dabei werden folgende Eingangsdaten benötigt: Das digitale Höhenmodell, die Oberflächenabflusskennwerte bzw. Abflussbeiwerte sowie Informationen über die Landnutzung. Die Modellierung selbst kann je nach Gebietsgröße mehrere Tage bis mehrere Wochen dauern und als Ergebnis werden u. a. Überflutungstiefen, Fließgeschwindigkeiten und Fließrichtungen ausgegeben, welche als Grundlage für die Starkregengefahrenkarten dienen.

Ausgeliefert werden die Starkregengefahrenkarten mit einer aussagekräftigen Dokumentation in Form eines Berichts. Hier wird die Vorgehensweise erläutert und das Ergebnis diskutiert. Zahlreiche Abbildungen erleichtern das Verständnis. Zusätzlich finden während des Prozesses mehrere Besprechungen statt, in denen Vorgehensweise und technische Details erörtert werden. Zusätzlich sorgen die Besprechungen für eine frühe Einbindung aller Akteure und politischer Gremien, wodurch die Akzeptanz und alle weiteren Schritte eines erfolgreichen und nachhaltigen Risikomanagements erleichtert werden.

Starkregen-Risikoanalyse

Die Starkregen-Risikoanalyse ist ebenfalls ein wichtiger Baustein innerhalb des Starkregenrisikomanagements. Die Risikoanalyse hat das Ziel, bei Starkregen besonders risikobehaftete Bereiche und Gebäude zu identifizieren. Konkret heißt das: Liegt beispielsweise ein Kindergarten im Überschwemmungsbereich? Ab welchem Überflutungsszenario besteht Gefahr für Leib und Leben? Wo gibt es besonders hohe Schadenspotenziale? Die Risikoanalyse beinhaltet eine weiterführende Analyse der Starkregengefahrenkarten unter Berücksichtigung von zusätzlichen Geodaten, die Informationen über den Standort kritischer Infrastruktur (z. B. Feuerwehr, Kindergarten, Krankenhaus), Bevölkerung und monetäre Flächenwerte enthalten. Die Ergebnisse werden in Starkregenrisikokarten dargestellt, welche die zentralen Erkenntnisse aus der Gefahrenkarte mit denen der Risikoanalyse kombinieren.

Features

Um das Risiko richtig einschätzen zu können, muss die Starkregengefahrenkarte richtig ausgewertet werden. Das Darstellen der Bereiche mit überdurchschnittlicher Gefahrenlage, die beispielsweise durch Rückstaubereiche in bebauten Gebieten entstehen, ist ebenso wichtig, wie die Darstellung vulnerabler Objekte, wie Kindergärten, Feuerwehrgebäuden oder Altenheimen. Aber auch die Zugänglichkeit verschiedener Infrastrukturen ist von Bedeutung: Können Rettungskräfte alle Gebiete einer Kommune im Katastrophenfall erreichen? Dazu muss unter anderem überprüft werden, welche Verkehrsachsen im Ernstfall betroffen sind. Dazu werden immer alle in Auftrag gegebenen Starkregenszenarien betrachtet.

Sind die Risikogebiete abgesteckt, geht es an die Ermittlung und Bewertung einzelner kritischer Objekte und Bereiche. Dazu sind Lokalkenntnisse und Fachkenntnisse notwendig: Welche Besonderheiten oder Schwachstellen weisen die Gebäude in einem Risikobereich auf? Und welche Schäden können bei einem Starkregenereignis bei verschiedenen Gebäude entstehen? Auch hier sind Vor-Ort-Begehungen unerlässlich, um sich einerseits ein konkretes Bild zu verschaffen und sich andererseits mit lokalen Verantwortlichen (beispielsweise Gebäudemanagern) auszutauschen.

Sind die prioritären Risikogebiete und Risikoobjekte ausreichend untersucht, werden Risikosteckbriefe erstellt, die eine Risikobeschreibung und empfohlene Maßnahmen enthalten. Neben den Kartierungs- und Modellergebnissen müssen dafür noch zusätzliche Fragen beantwortet werden, bevor eine abschließende Bewertung möglich ist. Wo gibt es Defizite im Entwässerungssystem? Oder wo verstärken anthropogene Faktoren die Abflussentstehung?

Die Ergebnisse der Auswertung der Starkregengefahrenkarte und der Begehung erfolgt in einer zusätzlichen Karte, die die Darstellung von Risikoobjekten, Risikoschwerpunkten, Starkregengefährdung und Bereichen mit hohen Fließgeschwindigkeiten sowie Fließrichtungen kombiniert.

Starkregen-Handlungskonzept

Die Starkregen-Handlungskonzepte werden für jede Kommune spezifisch erstellt, um sie auf die vorliegende Verwaltungs- und Arbeitsstrukturen anzupassen. Die frühzeitige Einbeziehung aller an der Starkregenvorsorge beteiligten Akteure ist dabei von großer Bedeutung. Dies kann in Rahmen von kombinierten Seminaren und Workshops passieren. Ziel ist es, die Beteiligten für das Handlungskonzept zu sensibilisieren und dahingehend zu schulen, dass sie Ergebnisse und Karten aus dem Starkregenrisikomanagement in ihre Arbeit integriert werden. Selbstverständlich finden die Anregungen der Beteiligten höchste Aufmerksamkeit, da sie über sehr detaillierte Lokalkenntnisse verfügen. Die Arbeitsergebnisse münden schließlich in ein schriftliches Starkregen-Handlungskonzept.

Features

Die Sensibilisierung und Information der Bevölkerung bilden die Grundlagen für deren eigenverantwortliches Handeln. Dazu gibt es viele Möglichkeiten: Presseinformationen, Informationsveranstaltungen, Flyer aber auch eine Internetseite mit Gefahrenkarteninformationen sind zielführend.

Die Ergebnisse des Starkregenrisikomanagements sollten in die Flächennutzungs- und Bauleitplanung einfließen und in den raumplanerischen Abwägungsprozess integriert werden. Das hat den Vorteil, dass sich in Planungsphasen kostengünstige Maßnahmen einbringen lassen, die die Bildung neuer Risikopunkte verhindern.

Das Krisenmanagement hat zum Ziel, praktikable Lösungen zu finden, die ein rechtzeitiges Mobilisieren der Einsatzkräfte einerseits und eine Evakuierung gefährdeter Menschen andererseits ermöglichen. Wichtig ist es hierbei, die objektgebundenen Alarm- und Einsatzpläne mit den kommunalen Alarm- und Einsatzplänen zu verknüpfen.

Zu den baulichen Maßnahmen gehören Maßnahmen an Gebäuden, technische Rückhaltemaßnahmen und Maßnahmen zur optimierten Wasserführung. Die Maßnahmen werden innerhalb des Handlungskonzepts als Grobplanung durchgeführt.

Wann, welche Maßnahmen umgesetzt werden, hängt nicht nur von deren Schutzwirkungen ab, sondern auch von den Budgets und organisatorischen Rahmenbedingungen. Wenn schon im Handlungskonzept Zeitachsen und Personalressourcen für die einzelne Maßnahmenrealisierung abgeschätzt und den kommunalen Gremien vorgelegt werden, kann die Umsetzung des Handlungskonzepts erheblich beschleunigt werden.

Die Alarm- und Einsatzplanung umfasst die Warnung, Alarmierung und den Einsatz der beteiligten Kräfte. Eine Abstimmung und Koordinierung der Alarm- und Einsatzpläne innerhalb und außerhalb der Kommunen verbessert die Effizienz und das Krisenmanagement.

Kontakt

Dr. André Assmann

Dr. André Assmann

CTO

Expertise: FloodArea | Hochwasser | Starkregen | Risikomanagement | Esri

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