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Dr.-Ing. Olaf Müller, Prof. Dr. Gabriele Gönnert, 16.12.2015
Überprüfung des vorläufig gesicherten
Überschwemmungsgebietes der Berner Au
Untersuchungsumfang
Übersichtskarte und Lageplan Berner Au
Die Überprüfung des vorläufig
gesicherten ÜSG umfasst die
hydraulische Berechnung der
ÜSG-Flächen mit einer
genaueren Methode
Daten zur Ermittlung von ÜSG
• Meteorologische Daten (z.B. Niederschlag,
Sonnenscheindauer) - Deutscher Wetterdienst
• Topografische Daten (z.B. Höhendaten, Luftbilder) -
Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV)
• Landnutzung/Versiegelung - LGV, LSBG mit Dritten
• Sielnetzdaten - Hamburg Wasser
• Geologie/Bodenarten - BUE
• Gewässervermessung - LSBG mit Dritten
• Pegelaufzeichnungen - Behörde Umwelt und Energie (BUE)
• Bauwerksdaten - Bezirksamt Wandsbek (BA Wandsbek)
• Digitales Geländemodell DGM 1 - LGV
• Landnutzungsdaten - LGV
• Gebäudekataster - LGV
• Digitale Karte 1 : 5000 - LGV
• Gewässervermessung - LSBG mit Dritten
• Rauheiten - LSBG mit Dritten
• Pegelaufzeichnungen - BUE
• Bauwerksdaten - BA Wandsbek
Hydrologie
Niederschlag-
Abfluss-
Modell
Hydraulik
Hydrodynamisches-
numerisches
Modell
ÜSG
Darstellung in
Kartenform
• Gebäudekataster - LGV
• Digitale Stadtgrundkarte 1 : 1000 - LGV
Naturwissenschaftliche Verfahren
• Hydrodynamisch-numerische Modelle ermitteln Fließverhältnisse in
Gewässern
• Zur Ermittlung von Fließverhältnissen werden ein-, zwei- und
dreidimensionale Modelle (1D-, 2D-, 3D-Modelle) unterschieden.
• Auswahl ist von der Fragestellung abhängig. ÜSG wirken in der
horizontalen Strömungsebene
• Bei ÜSG werden hinreichend genau 1D-Modelle eingesetzt.
Das vorläufig gesicherte ÜSG Berner Au wurde mit einem stationären
1D-Modell berechnet, d.h. Abfluss = abschnittsweise konstant
• Die Überprüfung erfolgt mit einem instationären 2D-Modell, um den
besonderen Hinweisen (z. B. lokale Geländeveränderungen) der
Stellungnahmen Rechnung zu tragen
• 3D-Modelle werden z.B. beim Sedimenttransport eingesetzt
2D-Modellierung
• Gitternetz aus Laserscanbefliegung DGM 1 und örtlicher Vermessung
gemäß Stellungnahmen
• Genauere Berücksichtigung der Gewässergeometrie mit Bauwerken
und der Topographie der Vorländer bzw. Stadtfläche
• Berechnung der Strömungskomponenten in zwei Raumrichtungen,
d. h. Strömungsrichtung muss nicht bekannt sein
• Je Netzknoten Berechnung der Strömungskomponenten
(Geschwindigkeit und Wasserstand)
• Instationäre Modellierung, d.h. Abfluss ≠ konstant
• Software ist im Internet verfügbar: Delft3D Flexible Mesh Suite
(Forschungsinstitut Deltares, Niederlande)
• Rechenzeit bis zu 25 h - Realzeit 15,5 h (HQ100)
Computer mit 32 Rechenkernen
Gitternetz
• Viereckselemente (10 - 70 cm quer, 25 - 330 cm längs) im Gewässer
Dreieckselemente im Vorland (Kantenlänge 0,20 – 7,00 m)
• 390.746 Netzelemente mit 227.735 Gitternetzpunkte (Knoten)
• Gebäude werden „ausgestanzt“, d. h. Umströmung wird naturähnlich
berücksichtigt
Anlagen im Gewässer
Insgesamt wurden 57 teilweise ungenehmigte Anlagen (z.B. Brücken,
Durchlässe und HRB) im Modell berücksichtigt.
Absperrbauwerk des HRB Kupferteich Private Überbauung und Einbauten
Aufnahme von Gebäude
64 Gebäude entfallen aus dem ÜSG,
123 Gebäude inkl. 8 zusätzlicher Gebäude sind in das ÜSG aufzunehmen
Vergleich der Berechnungsergebnisse
Naturwissenschaftliche
Verfahren
Fläche
[ha]
Anzahl betroffener Gebäude/
Wohngebäude HQ100
[Stück]
1D-Modell 42,73 187/115
2D-Modell 32,24 123/77
Bereich Krögerkoppel = 41,9 % geringere Fläche
Bereich Sportplatz (Kleine Wiese) = 13,3 % größere Fläche
Die überschwemmte Fläche wird insgesamt 10,49 ha (= 24,5 %)
geringer
• Verkleinerung von Flächen im Bereich Krögerkoppel und St. Jürgenstraße
• Vergrößerung von Flächen im Bereich des Sportplatzes (Kleine Wiese)
und Berner Allee
• Differenzen erklären sich aus der Instationarität (Volumenfülle des
Abflusses) und die genauere Strömungsmodellierung von Bauwerken
sowie durch die Berechnung des Fliessweges im Gelände
• Die Angaben von Bewohnern über die Strömungsverläufe bestätigen sich
im 2D-Modell
Zusammenfassung