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09.06.2005 1
HochwasserschutzkonzeptHochwasserschutzkonzept
Kanalnetz DresdenDipl.-Ing. Martin Lindenberg
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09.06.2005 2
2
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09.06.2005 3
Hochwasser Dresden August 2002
Vb Wetterlage• Starkregen im Einzugsgebiet Moldau und
Elbe in Tschechien seit den ersten Augusttagen
Hochwasser der Elbe• Starkregen über dem gesamten
Einzugsgebiet der Stadt Dresden • Starkregen im gesamten Osterzgebirge
Weißeritzhochwasser
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09.06.2005 4
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09.06.2005 5
Überflutungsgebiet derWeißeritz
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09.06.2005 6
Was passiert bei extremen Hochwasserständen
im Kanalnetz ?
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09.06.2005 7
KA
KA KläranlageDresden Kaditz
Entwässerung imMischsystem
Entwässerung imTrennsystem
Hauptkanäle
Elbe
Stadtgrenze
KA
KA KläranlageDresden Kaditz
Entwässerung imMischsystem
Entwässerung imTrennsystem
Hauptkanäle
Elbe
Stadtgrenze
Kanalnetz DresdenH
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09.06.2005 8
Mittelwasser
Pegel Dresden 2m
Hochwasserschieber
offen
• Der Trockenwetterabfluss wird zur Kläranlage abgeleitet
• Bei starken Niederschlägen kann Mischwasser in das Gewässer entlastet werden
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09.06.2005 9
Pegel Dresden 5m
Hochwasserschieber
geschlossen
"normales" Hochwasser
• Die Hochwasserschieber werden geschlossen• Es kann kein Mischwasser aus Regenüberläufen in
die Gewässer entlastet werden
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09.06.2005 10
Pegel Dresden 9m
Hochwasserschieber
"extremes" Hochwasser
• Das Gewässer dringt in das Kanalnetz ein• Durch die Kanäle können rückwärtige Tiefpunkte
geflutet werden• Tief liegende Keller sind gefährdet
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09.06.2005 11
Schäden am Kanalnetz
• 260 Schächte zerstört• 60 Einbrüche,
Verluste• Schäden an
Sonderbauwerken • Schäden an
technischen Anlagen• 300 km Reinigung• Schäden an 12
Pumpwerken
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09.06.2005 12
Schäden am Kanalnetz
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09.06.2005 13
Schäden durch das Kanalnetz
• Rückwärtiges Fluten von tiefliegendenGeländebereichen
• Rückstau in Keller, Tiefgaragen, Tunnel
• Versagen von Grundwasser-absenkungen
• Schäden an Straßen (Einbruch, abgerissene Schachkonen etc.)
Sekundärschäden nicht bilanzierbar
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09.06.2005 14
Welche Schutzmaßnahmen werden im Kanalnetz
getroffen ?
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09.06.2005 15
Schutzmaßnahmen
• Maßnahmen (z.T. aus den Jahr 1948)• Betrieb eines Hochwasserpumpwerks• Schließen von Hochwasserschiebern• Auswechseln von Schachtdeckeln• Verschließen von Tagwassereinläufen
Die Angaben reichen bis 8,77 m Dresdner Pegel (Hochwasser 1845, HQ100)
Pegel Dresden am 16. August 9,40 m
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09.06.2005 16
Kanalnetz Dresden 1909
Technische Maßnahmen Was gibt es schon?
Jahr 1909
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09.06.2005 17
Technische Maßnahmen Was gibt es schon?
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09.06.2005 18
Technische Maßnahmen Was gibt es schon?
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09.06.2005 19
Technische Maßnahmen Was gibt es schon?
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09.06.2005 20
Veranlassung der Überarbeitung
• Prüfen des bestehenden Konzeptes auf Plausibilität
• Anpassen des Konzeptes an die aktuellen Hochwasserstände
• Einbeziehen aktueller Planungen zum:• Gewässerausbau• Oberirdische Schutzmaßnahmen• Integration in das gesamtstädtische
Hochwassersschutzkonzept
Gesamtkostenminimierung
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09.06.2005 21
Kanalnetz 1909 und heuteH
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09.06.2005 22
Ziele und AufgabenZiele:• Sicherung des Hochwasserschutzes für das
Kanalnetz
Aufgaben:• Gewährleistung einer weitgehenden
Abwasserableitung und -behandlung• schnelle Wiederinbetriebnahme von überstauten
Anlagen (Kanäle, Pumpwerke, Sonderbauwerke etc.)
• Schutz bebauter Gebiete• Sicherung vor Rückstau über das Kanalnetz• Schutz rückwärtiger, tiefliegender Gebiete vor
Überflutung durch das Kanalnetz
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09.06.2005 23
Welche Lastfälle müssen diskutiert werden?
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09.06.2005 24
Lastfalldiskussion
operative Entscheidungen
■ Krisenstab■ Technische Hilfsdienste
Notbetrieb
■ Schutz der technischen Einrichtungen■ Schutz nicht überfluteter Bereiche
Katastrophenfall
■ Hochwasser > 8 m■ Eindringen der Gewässer
in die Kanalisation ■ Versagen der
oberirdischen Schutzeinrichtungen (Deiche; mobile Wände; Sandsackbarrieren)
■ Versagen technischer Einrichtungen (HW-Pumpwerk; Schieber)
III
■ Hochwasser-schutzschieberschließen
■ „Schiebebetrieb“■ Hochwasser-
pumpwerke■ Absperren
überfluteter Kanalnetzbereiche
■ Überleiten mit Pumpwerk ins Gewässer
■ Hochwasser-schutzschieberschließen
■ Absperren überfluteter Kanalnetz-bereiche
■ Überleiten mit Pumpwerk ins Gewässer
■ weitestgehende Ableitung nicht überfluteter Bereiche zur Kläranlage für Lastfall Landregen
■ kein „fluten“geschützter oder tiefliegenderBereiche durchs Kanalnetz
■ weitestgehende Ableitung nicht überfluteter Bereiche zur Kläranlage
■ Hochwasser > 6 m■ Eindringen der Gewässer
in die Kanalisation ■ Berücksichtigung
oberirdischer Schutzeinrichtungen (Deiche; mobile Wände; Sandsackbarrieren)
II
■ Hochwasser-schutzschieberschließen
■ „Schiebebetrieb“■ Hochwasser-
pumpwerke
■ Hochwasser-schutzschieberschließen
■ Ableitung zur Kläranlage für Lastfall Landregen
■ kein Überstau im Kanalnetz
■ Ableitung zur Kläranlage
■ Hochwasser < 6 m■ kein Eindringen der
Gewässer in die Kanalisation
■ keine Überflutungen im Stadtgebiet
I
RWTWRWTW
MaßnahmenEntwässerungszielBeschreibungLast-Fall
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09.06.2005 25
Lastfalldiskussion
Kombination von Lastfällen
1. Bemessungshochwasser (z.B. HQ100)• Gebietsschutz (Flächenschutz etc.)• Objektschutz (Kulturgüter etc.)
2. Regenhäufigkeit• Entwässerungskomfort (Lastfall I und II)
Maßnahmen zum Gebiets- und Objektschutz müssen mit den Maßnahmen im Kanalnetz abgestimmt sein
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09.06.2005 26
EFFEKTIVNIEDERSCHLAG
OBERFLÄCHENABFLUSS
NIEDERSCHLAG
ABFLUSSBILDUNGundurchlässige
Flächendurchlässige
Flächen
DachflächenVerdunstung
StraßenflächenVerdunstung Muldenfüllung Verdunstung Muldenfüllung Verdunstung
VersickerungMuldenfüllung
Hof- u. Wegflächen natürliche Flächen
ABFLUSSTRANSPORTGefälleLängen
ProfiltypProfilgrößeRauhigkeit
ABFLUSSKONZENTRATIONEFFEKTIVNIEDERSCHLAG
OBERFLÄCHENABFLUSS
NIEDERSCHLAG
ABFLUSSBILDUNGundurchlässige
Flächendurchlässige
Flächen
DachflächenVerdunstung
StraßenflächenVerdunstung Muldenfüllung Verdunstung Muldenfüllung Verdunstung
VersickerungMuldenfüllung
Hof- u. Wegflächen natürliche Flächen
ABFLUSSTRANSPORTGefälleLängen
ProfiltypProfilgrößeRauhigkeit
ABFLUSSKONZENTRATION
Entwicklung technischer Maßnahmen
Modell: vereinfachtes Abbild der realen Welt
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09.06.2005 27
Entwicklung technischer Maßnahmen
Modell des Entwässerungssystems• Beschreibung von Auswirkungen
verschiedener Zustände• Entwicklung von Schutzmaßnahmen• Nachweis der Wirksamkeit
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09.06.2005 28
Grundlagen EntwässerungsgebietKanalnetzdaten
⇒ Schachtangaben (Sohl- und Geländehöhen, Lage)
⇒ Haltungsangaben (Länge, Rohrsohlen, Profiltyp, Dimension)
⇒ Netzverknüpfungen
⇒ Sonderbauwerke (Wehre, Pumpwerke, Becken)
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09.06.2005 29
EinzugsgebietsdatenGrundlagen Entwässerungsgebiet
Definition der Haltungsflächen Definition der Einwohnerdichten Definition der Befestigungsgrade
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09.06.2005 30
Grundlagen EntwässerungsgebietModellkalibrierung
Einzugsgebiete⇒Kanalmessstellen⇒Regenschreiber
Kalibrierung Trockenwetter
Kalibrierung Regenwetter
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09.06.2005 31
Grundlagen GewässerGewässerdaten
Ausbreitungslinien des Gewässers
Wasserstandsangaben für die Gewässerstationierung bezogen auf verschiedene Pegelstände
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09.06.2005 32
hydraulischer Ausbau des Kanalnetzes
Grundlagen: - Kanalnetzmodell- Hochwasserschieber- Niederschlagsbelastung
Maßnahmenentwicklung
Ergebnisse:
Maßnahmen: - Vergrößerung der
Haltungsquerschnitte- Errichtung
Hochwasser-Pumpwerke
Für Lastfall I -> notwendig!Für Lastfall II -> Umsetzung nicht realisierbar!
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09.06.2005 33
Wie kann sich die Elbe theoretisch im Kanalnetz
ausbreiten?
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09.06.2005 34
Ausbreitung der Elbe im KanalnetzFeststellen des Schadenspotantials
Maßnahmenentwicklung
Grundlagen:• Sohlhöhen der Schächte • Wasserstandsangaben an den Elbstationierungen
bezogen auf den Elbpegel Dresden
Vorgehensweise:
• Errichtung von Lotrechten an den Elbstationierungen
• Verschneidung Elbwasserstände Sohlhöhen Schacht
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09.06.2005 35
Ausbreitung der Elbe im Kanalnetz
Maßnahmenentwicklung
Elbpegel 8mElbpegel 8m
Elbwasserspiegel < Schachtsohle
Elbwasserspiegel > 2,5m unter GOK
Elbwasserspiegel < 2,5m unter GOK
Elbwasserspiegel > GOK Schacht
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09.06.2005 36
Elbpegel 6mElbpegel 6m
Ausbreitung der Elbe im Kanalnetz
Maßnahmenentwicklung
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09.06.2005 37
Elbpegel 7mElbpegel 7m
MaßnahmenentwicklungAusbreitung der Elbe im Kanalnetz
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09.06.2005 38
Elbpegel 8mElbpegel 8m
MaßnahmenentwicklungAusbreitung der Elbe im Kanalnetz
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09.06.2005 39
Elbpegel 9mElbpegel 9m
MaßnahmenentwicklungAusbreitung der Elbe im Kanalnetz
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09.06.2005 40
Elbpegel 10mElbpegel 10m
MaßnahmenentwicklungAusbreitung der Elbe im Kanalnetz
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MaßnahmenentwicklungOberirdische Ausbreitung der Elbe
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09.06.2005 42
Wie kann diese Ausbreitung im Kanalnetz verhindert
werden?
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09.06.2005 43
Pegel Dresden 9m
Hochwasserschieber
Oberirdischer Schutz
„mobile Wand“
• Anordnung einer oberirdischen Schutzeinrichtung• Deich, mobile Wand, Sandsackwall etc.
• Bei „optimaler Lage“ sind keine weiteren Maßnahmen im Kanalnetz erforderlich
Maßnahmenentwicklungoberirdische Hochwasserschutzmaßnahmen
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09.06.2005 44
Als Diskussionsgrundlage wurde die
„optimale Schutzlinie“ für das gesamte
Kanalnetz ermittelt
Maßnahmenentwicklung
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SchutzlinieSchutzlinieAbfangsammlerAbfangsammler
Maßnahmenentwicklung"optimale Schutzlinie" für das Kanalnetz
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Elbpegel 7mElbpegel 7m
SchutzlinieSchutzlinieAbfangsammlerAbfangsammlerSchutzmaßnahmenSchutzmaßnahmen
Maßnahmenentwicklung"optimale Schutzlinie" für das Kanalnetz
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09.06.2005 47
Elbpegel 8mElbpegel 8m
SchutzlinieSchutzlinieAbfangsammlerAbfangsammlerSchutzmaßnahmenSchutzmaßnahmen
Maßnahmenentwicklung"optimale Schutzlinie" für das Kanalnetz
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09.06.2005 48
Elbpegel 9mElbpegel 9m
SchutzlinieSchutzlinieAbfangsammlerAbfangsammlerSchutzmaßnahmenSchutzmaßnahmen
Maßnahmenentwicklung"optimale Schutzlinie" für das Kanalnetz
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09.06.2005 49
• Die vollständige Umsetzung der oberirdischen Schutzeinrichtungen ist nicht realisierbar!
• Welche Schutzmöglichkeit gibt es noch?
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09.06.2005 50
MaßnahmenentwicklungAbsperrung überfluteter Bereiche
Ziele:
• Verhinderung der Ausbreitung der Elbe im Kanalnetz(Schutz tiefliegender rückwärtiger Bereiche)
• Erhaltung der Vorflut für nicht von der Elbe überströmte Bereiche
Maßnahmen:
• Absperrung der Kanäle• Aufstellung mobiler Pumpwerke zum Überheben des
Trockenwetterabflusses
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09.06.2005 51
Pegel Dresden 9m
Hochwasserschieber
Absperrschieber
mobiles Pumpwerk
MaßnahmenentwicklungAbsperrung überfluteter Bereiche
Anordnung einer unterirdischen Schutzeinrichtung⇒Absperrschieber, Rückstauklappen etc.Zusätzlich ist ein mobiles Pumpwerk zum Überheben des Trockenwetterabflusses notwendig
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Elbpegel 7mElbpegel 7m HochwasserschieberHochwasserschieberSchieberSchieber PumpePumpe
unterirdische Absperrmaßnahmentechnisch – konstruktive Maßnahmen
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09.06.2005 53
Elbpegel 8mElbpegel 8m HochwasserschieberHochwasserschieberSchieberSchieber PumpePumpe
unterirdische Absperrmaßnahmentechnisch – konstruktive Maßnahmen
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09.06.2005 54
Elbpegel 9mElbpegel 9m HochwasserschieberHochwasserschieberSchieberSchieber PumpePumpe
unterirdische Absperrmaßnahmentechnisch – konstruktive Maßnahmen
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09.06.2005 55
MaßnahmenentwicklungKanalabschottung
Ziel:
• Abwasserableitung auch bei Überflutung der Kanäle
Maßnahmen:
• Druckdichtes Verschließen der Schachtdeckel(Innen- und Aussendruck)
• Anschluss nur von Hauptkanälen (Ausbindung von direkten Hausanschlüssen & Straßeneinläufen)
• Absperrung der angeschlossenen Hauptkanäle(Überflutung des EZG der Hauptkanäle)
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09.06.2005 56
MaßnahmenentwicklungKanalabschottung
Elbpegel 9mElbpegel 9mSchieberSchieberKanalabschottungKanalabschottung
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09.06.2005 57
Das Konzept für das Stadtgebiet Dresden
sieht eine Kombination verschiedener
Schutzmaßnahmen vor!
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09.06.2005 58
oberirdische Schutzeinrichtungen
geschützte Gebiete
unterirdische Absperrmaßnahmen
kurzfrist. Kanalabschottung
langfrist. Kanalabschottung
Maßnahmenentwicklung
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09.06.2005 59
3 stationäre Pumpwerke (0,5– 20 m³/s)
99 Standorte mobiler Pumpwerke (10- 1.000 l/s)
164 Absperrschieber ∅ 250 mm – 2.600 mm
Ca. 10 km Abfangkanal abschotten
Maßnahmenentwicklung
Maßnahmenliste
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09.06.2005 60
Maßnahmenentwicklung
Maßnahmenliste
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09.06.2005 61
Hochwassermanagement
Organisation des Informationsflusses ⇒ Lagefestlegung, Lagebeurteilung, Maßnahmen
Betätigung der Hochwasserschieber⇒ Durchführung Schiebebetrieb
Betrieb der Hochwasser- Pumpwerke⇒ Kläranlage, Johannstadt, Stetzsch
Absperrung überfluteter Kanalnetzbereiche⇒ Absperreinrichtungen schließen⇒ Einsatzkoordinierung mobiler Pumpwerke
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09.06.2005 62
Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit.
Autor:Dipl.-Ing. Martin LindenbergInstitut für technisch-wissenschaftliche Hydrologie GmbHSudhausweg 1 • 01099 DresdenTel. 0351-82649-0 • Fax [email protected]
