1Universität Kassel, Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft, Univ. Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald

Universität Kassel

Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald

Überprüfung der Wehrbetriebsordnung währenddes Hochwassers vom Juni 2013

für die Staustufen im DonauabschnittPassau bis Wallsee-Mitterkirchen

05.09.2013

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stephan Theobald

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• Hochwasser vom Juni 2013 hat schwere Verwüstungen verursacht

• Kritischer Bereich ist u.a. das Eferdinger Becken

• Kernfrage: Wurde die Wehrbetriebsordnung eingehalten ?

• Zusätzliche Fragen zur Wehrbetriebsordnung

• Verstärkte ein mög. Nichteinhalten der WBO die Hochwasserproblematik

• Kann die Wehrbetriebsordnung verbessert werden ?

• Aussagen beruhen nicht auf vertieften modelltechnischen Untersuchungen

Ausgangsituation

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• Bericht: Kontrolle des Wehrbetriebs der Kraftwerke an der österr. Donau für das Hochwasserereignis im Juni 2013; via donau; ergänzte Version vom 10.07.2013

• Digitale Daten zu o.g. Bericht

• WBO Donaukraftwerke Jochenstein, Aschach, Ottensheim-Wilhering, Abwinden-Asten, Wallsee-Mittenkirchen

• Kurzbericht „Einfluss der Kraftwerke Aschach und Ottensheim auf das Hochwassergeschehen im Eferdinger Becken“, Pöyry, 18.08.2013

• Abflusskurven vom Hochwasserereignis 2013 von den wichtigsten oberösterreichischen Donauzubringern, Amt der Oö. Landesregierung, Direktion Umwelt und Wasserwirtschaft

Datengrundlagen

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Stauhaltung Jochenstein

• Staustufe Jochenstein, km 2203• Wendepegel Erlau, km 2214• Zuflüsse Donau, Inn, Erlau

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§4 Stauregelung• Einhalten Stauziel OW-Stand 290,00 m+NN• Einhalten Wendepegel Erlau 291,10 m+NN• Völlige Durchflussfreigabe an Staustufe….

• Ferner ist anzumerken, dass in der Wehrbetriebsordnung keine maximal zulässige Absenkgeschwindigkeit definiert ist.

Jochenstein - WBO

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Jochenstein - Wasserstandsverlauf

Stauziel einhalten

Wendepegel einhalten

Durchfluss-Freigabe

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Gemäß Bericht viadonau ist folgendes festzuhalten: 

• 1 Wehrfeld wegen Revision geschlossen

• Verfügbare Wehre wurden vollständig freigegeben (2.06.2013 6:30 Uhr)

• Im weiteren Verlauf wurden auch die Schleusenkammern zur Hochwasserabfuhr geöffnet.

Fazit:

• Nach den vorliegenden Daten wurde die WBO eingehalten.

Jochenstein - Einhaltung der WBO?

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Stauhaltung Aschach

• Staustufe Aschach, km 2163• Länge der Stauhaltung: ca. 40 km• Wendepegel Schlögen, km 2214• Pegel Engelhartszell -> OW-Stand Aschach

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§4 Stauregelung

- Stauziel OW-Stand halten

- Wendepegel Schlögen halten

- Sollwasserstand OW nach Pegel Engelhartszell• Absenkgeschwindigkeit von 30 cm/h nicht überschreiten • Falls es zur Einhaltung der maximalen Absenkgeschwindigkeit

notwendig ist, darf der Pegel Schlögen bzw. der Oberwasserpegel den angegebenen Grenzwert vorübergehend überschreiten.

• Zur Erhaltung der Hochwasserabfuhrfähigkeit der Schleusenanlage ist im Oberhafen eine 10 m breite, durchgehende Initialrinne mit einer maximalen Sohlkote von 273,00 m ü.A. durch Baggerungen ständig freizuhalten.

Aschach - WBO

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Aschach - Wasserstandsverlauf

OWP-Soll = f(Engelhartszell)

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Gemäß Bericht viadonau ist folgendes festzuhalten:• Vom 3.6.2013 11:30 Uhr bis 4.6.2013 3:30 Uhr keine gemessenen

Wasserstandswerte des Oberwasserpegels Aschach.• Ersatzwerte angegeben; nicht angegeben, wie diese Ermittlung durchgeführt

wurde.• Zum Betrieb der linken Schleusenkammer wird angegeben: „Nachdem durch

die linke Schleuse wg. Verlandung vorerst kein Durchfluss gegeben war, hat man alle Wehrfelder freigegeben. Nach dem Abtrag von Sedimenten war ein Durchfluss durch die Schleuse gegeben, wonach man zur besseren Steuerung der Hochwasserabfuhr ein Wehrfeld eintauchen konnte.“

• Die ermittelten Ersatzwerte für den OW-Stand Aschach zeigen ein sehr unruhiges Verhalten auf. Falls diese Werte zutreffen, ergeben sich Absenkungsgeschwindigkeiten von 85 cm/h. Auch außerhalb des nicht messtechnisch dokumentierten Zeitbereiches wird die zulässige Absenkgeschwindigkeit von 30 cm/h überschritten, z.B. am 3.06.2013 20:00 Uhr mit 53 cm/h.

• Beim Wiederaufstau OW-Stand deutlich über Sollwert

Aschach - Einhaltung der WBO?

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Fazit:• Nach den vorliegenden Daten wurde die WBO Aschach in Bezug zur

Absenkgeschwindigkeit resp. Abweichung zwischen Wasserstandssoll- und Istwert (Aufstauphase) nicht eingehalten.

• Der relevante Zeitbereich vom 3.6.2013 ist messtechnisch nicht umfassend dokumentiert. Deshalb kann nicht abgeleitet werden, welche Wehrmanöver durchgeführt wurden und wieweit es zu keiner oder es zu einer Abflusserhöhung gekommen ist. Der UW-Pegel Aschach zeigt einen kontinuierlichen Anstieg und somit kein sprunghaftes Verhalten, was eher darauf schließen lässt, dass es nicht zu sprunghaften Abflusserhöhungen gekommen ist.

• Weitergehende Analysen sollten mit einem HN-Modell durchgeführt werden.

Hierzu sollten zwei Szenarien betrachtet werden.

a) Verlauf des OW-Stands Aschach gemäß Angabe der gerechneten Ersatzwerte

b) Verlauf des OW-Stands Aschach gemäß WBO

Aschach - Einhaltung der WBO?

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Stauhaltung Ottensheim-Wilhering

• Staustufe Ottensheim-Wilhering, km 2147• Länge der Stauhaltung: ca. 16 km• Wendepegel Christl, km 2156

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3. Als Stauziel gilt 264,20 m ü.A.

• Stauziel OW-Stand einhalten• Wendepegel Christl 265,10 m ü.A. einhalten• OW-Stand 263,70 m ü.A. einhalten• Freigabe aller verfügbaren Durchflussöffnungen (Wehrfelder und

Schleusen)• Absenkgeschwindigkeit von 20 cm/h nicht überschreiten.• Falls es zur Einhaltung der maximalen Absenkgeschwindigkeit

notwendig ist, dürfen die angegebenen Pegelgrenzwerte vorübergehend überschritten werden.

Ottensheim-Wilhering - WBO

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Ottensheim-Wilhering - Wasserstandsverlauf

Übergang

Übergang

Halten bis komplette Freigabe

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Gemäß Bericht viadonau ist folgendes festzuhalten:• Es waren im betrachteten Zeitraum nie alle Wehrfelder völlig freigegeben.

Die rechte Schleuse wurde nicht zur Hochwasserabfuhr freigegeben.

Ottensheim-Wilhering - Einhaltung der WBO?

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Fazit:• Der OW-Stand zeigt tendenziell höhere Werte z.B. am 3.06.2013 14:30

Uhr einen Wert 263,95 m ü.A. (Einzelwert). Es stellt sich die Frage, warum die komplette Freigabe der Durchflussöffnungen nicht erfolgt ist.

• Nach den vorliegenden Daten wurde die WBO Ottensheim-Wilhering in Bezug zum Einhalten des OW-Standes um bis zu 10 cm nicht eingehalten. (WBO ohne explizite Angabe einer Toleranz bei abgesenktem Stauziel)

• Zwei Szenarien mit folgenden Randbedingungen betrachtet werden.

a) Verlauf des OW-Stands Ottensheim-Wilhering gemäß Angabe des gemessenen Werte

b) Verlauf des OW-Stands Ottensheim-Wilhering gemäß WBO

Ottensheim-Wilhering - Einhaltung der WBO?

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Stauhaltung Abwinden-Asten

• Staustufe Abwinden-Asten, km 2120• Länge der Stauhaltung: ca. 27 km• Wendepegel Handelshafen Linz, km 2130• Zuflüsse Traun, Innbach, Pesenbach, Große Rodl, Krems

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3. Als Stauziel gilt 251,00 m ü.A.• Stauziel OW-Stand einhalten• Wendepegel Handelshafen 251,60 m ü.A. einhalten• Oberwasserpegel 250,50 m ü.A. einhalten• Völlige Freigabe aller verfügbaren Durchflussöffnungen (Wehrfelder und

Schleusen).• Absenkgeschwindigkeit von 30 cm/h nicht überschreiten• Falls es zur Einhaltung der maximalen Absenkgeschwindigkeit

notwendig ist, dürfen die oben genannten Pegelgrenzwerte vorübergehend überschritten werden

 

Abwinden-Asten - WBO

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Abwinden-Asten - Wasserstandsverlauf

Wendepegel halten Wendepegel halten

Absenkziel halten

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Gemäß Bericht viadonau ist folgendes festzuhalten:• Es waren im betrachteten Zeitraum nie alle Wehrfelder völlig

freigegeben. Beide Schleusenkammern wurden zur Hochwasserabfuhr verwendet

Fazit:

• Nach den vorliegenden Daten wurde die WBO eingehalten

Abwinden-Asten - Einhaltung der WBO?

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Stauhaltung Wallsee-Mitterkirchen

• Staustufe Wallsee-Mittenkirchen, km 2096• Länge der Stauhaltung: ca. 24 km• Wendepegel Au, km 2107• Zuflüsse Enns, Gusen, Aist, Ipfbach

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3. Als Stauziel gilt 240,00 m ü.A.• Stauziel OW-Stand einhalten• Wendepegel Au 240,38 m ü.A. einhalten• Oberwasserpegel 239,00 m ü.A. einhalten• Wendepegel Au 242,15 m ü.A. einhalten• Oberwasserpegel 238,00 m ü.A. einhalten• Völligen Freigabe von maximal sieben Durchflussöffnungen (Wehrfelder

und Schleusen).• Modifikation Wendepegel bezüglich Enns-Schwellbetriebes • Absenkgeschwindigkeit von 30 cm/h nicht überschreiten• Falls es zur Einhaltung der maximalen Absenkgeschwindigkeit

notwendig ist, dürfen die oben genannten Pegelgrenzwerte vorübergehend überschritten werden

Wallsee-Mitterkirchen - WBO

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Wallsee-Mitterkirchen - Wasserstandsverlauf

Max. Absenkgeschwindigkeit überschritten

Wendemarke halten

Wendemarke halten

Absenkziel 2 halten

Absenkziel 1 halten

Absenkziel 1

halten

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Gemäß Unterlagen ist folgendes festzuhalten:• Zulässige Absenkgeschwindigkeit um ein mehrfaches überschritten (99

cm/h statt 30 cm/h)

Fazit:• Nach den vorliegenden Daten wurde die WBO Wallsee-Mitterkirchen in

Bezug zur Absenkgeschwindigkeit nicht eingehalten.• Analyse durch zwei Szenarien mit folgenden Randbedingungen möglich.

a) Verlauf des OW-Stands Wallsee-Mitterkirchen gemäß Angabe der gemessenen Werte

b) Verlauf des OW-Stands Wallsee-Mitterkirchen mit Absenkgeschwindigkeit gemäß WBO

Wallsee-Mitterkirchen - Einhaltung der WBO?

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• Bei den Staustufen Jochenstein und Abwinden-Asten wurde die WBO eingehalten

• Bei der Staustufe Ottensheim-Wilhering wurde der Oberwasserstand unmittelbar beim Kraftwerk tendenziell um 10 cm überschritten, obwohl nicht alle Wehrfelder geöffnet waren

• Bei den Staustufen Aschach und Wallsee-Mitterkirchen wurde die max. zulässige Absenkgeschwindigkeit überschritten

• Zur detaillierten Klärung der Frage, inwieweit die Nichteinhaltung der WBO‘s negative Auswirkungen auf Überflutungen hatte, sind detailliertere Untersuchungen mittels HN-Modellen erforderlich

Gesamtfazit