Hochwasserrisikomanagement: Theorie und Praxis

Uwe Müller Hochwasserrisikomanagement

Uwe Müller

Hochwasserrisikomanagement Theorie und Praxis PRAXIS

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

Dr.-Ing. Uwe Müller Wasserbaustudium an der Technischen Universität Dresden; Promotion im konstruktiven Wasserbau 1998 in Dresden; 1990 bis 1997 wissenschaftlicher Assistent und Oberassistent an der Technischen Universität Dresden; 1997 bis 2008 Leitungsfunktionen im Staatsbetrieb Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen; seit 2008 Abteilungsleiter Wasser, Wertstoffe im Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie; unter anderem Mitgliedschaften im: Deutschen TalsperrenKomitee, Normausschuss Wasserwesen (DIN 19702), in DWA-Facharbeitsgruppe Hochwasserschäden, DWA-Facharbeitsgruppe Hochwassermanagement; deutscher Vertreter im Technical Committee „Dams and Floods“ bei der International Commission on Large Dams. Ein Teil seiner fachlichen Tätigkeitsschwerpunkte liegt zurzeit in der fachlichen Umsetzung der EGWasserrahmenrichtlinie und der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie in Sachsen. Nach seiner Tätigkeit im Einsatz- und Katastrophenstab zur Bewältigung des Extremhochwassers von 2002 hat er die Leitstelle Hochwasserschadensbeseitigung und spätere Stabsstelle Hochwasserschutz der Landestalsperrenverwaltung geleitet und dort maßgeblich an der methodischen Vorbereitung und Koordinierung der Sächsischen Hochwasserschutzkonzepte mitgearbeitet.

1. Auflage 2010 Alle Rechte vorbehalten © Vieweg +Teubner Verlag | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH 2010 Lektorat: Ulrich Sandten / Kerstin Hoffmann Freies Lektorat: Dr. Grit Zacharias Vieweg +Teubner Verlag ist eine Marke von Springer Fachmedien. Springer Fachmedien ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media. www.viewegteubner.de Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlags unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Umschlaggestaltung: KünkelLopka Medienentwicklung, Heidelberg Druck und buchbinderische Verarbeitung: MercedesDruck, Berlin Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier. Printed in Germany ISBN 978-3-8348-1247-6

Vorwort In Auswertung der in der Vergangenheit abgelaufenen Hochwasserereignisse hat die Europäische Union mit der Richtlinie zur Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken im Jahre 2007 (EG-HWRM-RL) [75] die Grundlage für ein integriertes Hochwasserrisikomanagement auf europäischer Ebene geschaffen. In Umsetzung der EG-HWRM-RL werden in den nächsten Jahren flusseinzugsgebietsweise das Hochwasserrisiko bewertet, bei Betroffenheit Hochwassergefahrenkarten und Hochwasserrisikokarten erstellt und Hochwasserrisikomanagementpläne erarbeitet werden, mit deren Umsetzung das Hochwasserrisiko vermindert werden soll. Im vorliegenden Buch wird das integrierte Hochwasserrisikomanagement mit seinem heutigen Kenntnisstand theoretisch aufgearbeitet und am Beispiel und mit den Erfahrungen des Augusthochwassers von 2002 praktisch nachvollzogen. Im August 2002 waren Mitteleuropa, Deutschland und insbesondere Sachsen von einer der verheerendsten Hochwasserkatastrophen betroffen. Wenn man heute Deutschland oder den Freistaat Sachsen durchquert, wird man aufgrund der schnellen Schadensbeseitigung und großen Solidarität nur noch selten Narben vom August 2002 sehen. Und trotzdem dürfen die Folgen dieses Ereignisses nicht vergessen werden und es sollten alle Möglichkeiten zu einer nachhaltig hochwasserneutralen Rauminanspruchnahme genutzt werden. Nur die Wasserwirtschaft kann durch eine solide Facharbeit und ständige Informationen die Erinnerung an Hochwasser bei der Bevölkerung, den vielschichtigen Entscheidungsträgern und bei der Politik wach halten. Alle raumbeanspruchenden Bereiche, wie z. B. Verkehrsinfrastrukturträger oder Baulastträger sollten sich bei Investitionsentscheidungen regelmäßig die Frage stellen, ob ihr neues Bauwerk oder die Infrastruktur vom Hochwasser betroffen sein können oder ob ihre Investition zu einer Vergrößerung des Hochwasserrisikos führt. Um in dieser Hinsicht zum Nachdenken anzuregen und das Hochwasserbewusstsein wach zu halten, sind in diesem Buch viele neue Aspekte und Informationen zum Augusthochwasser von 2002 dokumentiert und entsprechende Schlussfolgerungen für das Hochwasserrisikomanagement gezogen worden. Dem Autor ist es ein Anliegen, auch den bisher noch nicht von einem Hochwasser betroffenen oder mit der Problematik befassten Akteuren anhand praktischer Beispiele vor Augen zu führen, dass auch sie Verantwortung für die Allgemeinheit tragen und bei vorausschauendem Handeln viele unnötige Hochwasserschäden verhindert werden können. Neben prinzipiellen strategischen Überlegungen sind es auch oft Kleinigkeiten oder Details, die bei entsprechender Berücksichtigung zu einer Verminderung von Hochwasserschäden führen können. Das Hochwasserereignis von 2002 hat für viele in der Wasserwirtschaft Tätige den Arbeitsinhalt völlig verändert. Noch heute ist es beeindruckend, welche Ingenieurleistungen teilweise auf Neuland in einer atemberaubenden Geschwindigkeit geleistet worden sind. Da ich selbst maßgeblich an diesem Prozess in Sachsen teil haben durfte, war es mir ein Bedürfnis, die Erfahrungen aufzuschreiben, in die Systematik des integrierten Hochwasserrisikomanagements einzuordnen und für die weitere Anwendung zugänglich zu machen. Die alte Erkenntnis „Nach dem Hochwasser ist vor dem Hochwasser!“ ist aktueller denn je. Uwe Müller, Dresden im Mai 2010

Inhalt Im vorliegenden Buch wird das integrierte Hochwasserrisikomanagement als fortlaufender iterativer Prozess mit seinen Phasen Hochwasserereignis, Hochwasserbewältigung, Regeneration und Hochwasservorbeugung analysiert, beschrieben und mit Praxisbeispielen unterlegt. Neben der Darstellung des aktuellen Wissensstandes werden umfangreiche Schlussfolgerungen aus einer Ex-post-Evaluation des Extremereignisses von 2002 gezogen, systematisiert und für die praktische Anwendung aufbereitet. Die Inhalte der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie werden in den Kontext des umfassenderen integrierten Hochwasserrisikomanagements gestellt und um einen Weg zur fachlichen Umsetzung der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie mit den Schwerpunkten vorläufige Bewertung des Hochwasserrisikos, Erstellung der Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten sowie der Erstellung von Hochwasserrisikomanagementplänen ergänzt. Die Anwendung des im Buch beschriebenen integrierten Hochwasserrisikomanagements führt zur vollständigen fachlichen Umsetzung der EG- Hochwasserrisikomanagementrichtlinie.

Abstract The integrated flood risk management as an ongoing iterative process with its phases of hydrological flood event, flood management, regeneration and flood prevention is analysed and described in this book. Practical examples are added and highlighted. In addition to presenting the current state of knowledge, derivated conclusions as result from an ex-post evaluation of the extreme flood event at the Elbe River of 2002 are shown. They are systematized and prepared for practical application. The content of the EC flood risk management directive is discussed referring to the context of comprehensive integrated flood risk management. The book describes a way to professional implementation of the EC flood risk management directive with a focus on preliminary flood risk assessment, preparation of flood hazard and flood risk mapping as well as the preparation of flood risk management plans. The application of the described integrated flood risk management methods leads to complete technical implementation of the EC flood risk management directive.

Inhaltsverzeichnis Vorwort ................................................................................................................................... V Kurzzusammenfassung.........................................................................................................VI Abstract..................................................................................................................................VI Inhaltsverzeichnis................................................................................................................ VII Abbildungsverzeichnis.......................................................................................................XIII Tabellenverzeichnis ............................................................................................................XXI Abkürzungs- und Symbolverzeichnis............................................................................XXIII 1 Einleitung ....................................................................................................................... 1 1.1 Problemanalyse........................................................................................................... 1 1.2 Zielstellung ................................................................................................................. 2 2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement ................................................................ 5 2.1 Allgemeines ................................................................................................................ 5 2.2 Risikokultur ................................................................................................................ 6 2.3 Definition integriertes Hochwasserrisikomanagement ............................................... 7 2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement ................................................... 12 2.4.1 Allgemeines..................................................................................................... 12 2.4.2 Benötigte Wissensgebiete................................................................................ 13 2.4.3 Gefährdung...................................................................................................... 15 2.4.3.1 Meteorologie.......................................................................................... 16 2.4.3.2 Ingenieurhydrologie und Gerinnehydraulik........................................... 17 2.4.3.3 Bisherige Untersuchungen..................................................................... 32 2.4.4 Vulnerabilität................................................................................................... 33 2.4.4.1 Exposition .............................................................................................. 34 2.4.4.2 Anfälligkeit ............................................................................................ 34 2.4.4.3 Mögliche Schäden ................................................................................. 36 2.4.5 Ausblick .......................................................................................................... 48 3 EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie ............................................................ 49 3.1 Allgemeines .............................................................................................................. 49 3.2 Inhalt der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie ............................................ 49 3.2.1 Erwägungsgründe............................................................................................ 49 3.2.2 Ziel .................................................................................................................. 50 3.2.3 Definitionen und vorläufige Bewertung des Hochwasserrisikos .................... 51 3.2.4 Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten........................................ 51

VIII

Inhaltsverzeichnis

3.2.5 Hochwasserrisikomanagementpläne................................................................52 3.2.6 Abstimmung mit WRRL, Information u. Konsultation der Öffentlichkeit......53 3.2.7 Übergangsmaßnahmen ....................................................................................54 3.2.8 Zeitplan, Überprüfungen, Berichte ..................................................................54 3.3 Zusammenhang zum integrierten Hochwasserrisikomanagement ............................55 4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage..........................................................................57 4.1 Allgemeines...............................................................................................................57 4.2 Rechtslage bis 2002...................................................................................................58 4.2.1 Allgemeines .....................................................................................................58 4.2.2 Bundesrepublik Deutschland ...........................................................................58 4.2.3 Freistaat Sachsen .............................................................................................58 4.3 Topographie...............................................................................................................60 4.3.1 Bundesrepublik Deutschland ...........................................................................60 4.3.2 Freistaat Sachsen .............................................................................................61 4.4 Geologie ....................................................................................................................62 4.4.1 Allgemeines .....................................................................................................62 4.4.2 Bundesrepublik Deutschland ...........................................................................62 4.4.3 Freistaat Sachsen .............................................................................................63 4.5 Meteorologie und Hydrologie ...................................................................................63 4.5.1 Bundesrepublik Deutschland ...........................................................................63 4.5.2 Freistaat Sachsen .............................................................................................64 4.6 Fließgewässer............................................................................................................65 4.6.1 Bundesrepublik Deutschland ...........................................................................65 4.6.2 Freistaat Sachsen .............................................................................................67 4.7 Stauanlagen ...............................................................................................................72 4.7.1 Allgemeines .....................................................................................................72 4.7.2 Bundesrepublik Deutschland ...........................................................................73 4.7.3 Freistaat Sachsen .............................................................................................75 4.8 Flächennutzungen .....................................................................................................80 4.8.1 Allgemeines .....................................................................................................80 4.8.2 Bundesrepublik Deutschland ...........................................................................81 4.8.3 Freistaat Sachsen .............................................................................................82 4.9 Schadenspotenziale und Vulnerabilität .....................................................................84 5 Das Hochwasserereignis vom August 2002 ................................................................87 5.1 Allgemeines...............................................................................................................87 5.2 Meteorologie und Hydrologie ...................................................................................87 5.3 Fließgewässer............................................................................................................89

Inhaltsverzeichnis

IX

5.3.1 Wassermenge................................................................................................... 89 5.3.2 Wassergüte ...................................................................................................... 96 5.4 Stauanlagen............................................................................................................... 99 5.4.1 Wassermenge................................................................................................... 99 5.4.2 Wassergüte .................................................................................................... 103 5.5 Grundwasser ........................................................................................................... 105 6 Risikomanagement während des Ereignisses...........................................................111 6.1 Allgemeines ............................................................................................................ 111 6.2 Einsatzstrukturen, Aufgaben und Informationswege.............................................. 111 6.2.1 Katastrophenschutzbehörden ........................................................................ 111 6.2.1.1 Oberste Katastrophenschutzbehörde – Sächsisches Staatsministerium des Innern (SMI) .................................................... 112 6.2.1.2 Obere Katastrophenschutzbehörde – Regierungspräsidium ................ 113 6.2.1.3 Untere Katastrophenschutzbehörde – Landkreis oder kreisfreie Stadt 115 6.2.2 Wasserbehörden und Hochwassermeldezentralen......................................... 116 6.2.3 Gewässer- und Stauanlagenbetreiber ............................................................ 119 6.3 Fließgewässer ......................................................................................................... 126 6.4 Stauanlagen............................................................................................................. 129 6.4.1 Allgemeines................................................................................................... 129 6.4.2 Wassermengenbewirtschaftung ..................................................................... 130 6.4.3 Wassergütebewirtschaftung........................................................................... 135 6.4.4 Betriebs- und Bauwerksüberwachung........................................................... 138 6.5 Öffentlichkeits- und Pressearbeit............................................................................ 140 7 Schäden und Sofortmaßnahmen .............................................................................. 145 7.1 Allgemeines ............................................................................................................ 145 7.2 Schäden................................................................................................................... 145 7.3 Schadenserfassung an Fließgewässern und Stauanlagen ........................................ 151 7.3.1 Ersterfassung ................................................................................................. 151 7.3.2 Zweiterfassung mittels Datenbank ................................................................ 152 7.3.3 Einsatzstruktur............................................................................................... 154 7.3.4 Systematik der erfassten Schäden ................................................................. 155 7.3.5 Auswertungen zu den Schadensdaten ........................................................... 158 7.4 Schäden an den Fließgewässern und Deichen ........................................................ 164 7.5 Sofortmaßnahmen an den Fließgewässern und Deichen ........................................ 170 7.5.1 Allgemeines................................................................................................... 170 7.5.2 Fließgewässer ................................................................................................ 170 7.5.3 Deiche ........................................................................................................... 173

X

Inhaltsverzeichnis

7.6 Schäden an den Stauanlagen ...................................................................................176 7.7 Sofortmaßnahmen an den Stauanlagen ...................................................................181 7.8 Öffentlichkeits- und Pressearbeit ............................................................................183 8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau...............................................................185 8.1 Allgemeines.............................................................................................................185 8.2 Einsatzstrukturen und Aufgaben .............................................................................186 8.3 Fließgewässer und Deiche.......................................................................................193 8.4 Stauanlagen .............................................................................................................196 8.4.1 Wassermengenbewirtschaftung .....................................................................196 8.4.2 Wassergütebewirtschaftung ...........................................................................197 8.4.3 Betriebs- und Bauwerksüberwachung ...........................................................199 8.5 Ereignisanalyse .......................................................................................................203 8.6 Öffentlichkeits- und Pressearbeit ............................................................................205 9 Hochwasservorbeugung ............................................................................................207 9.1 Allgemeines.............................................................................................................207 9.2 Ausgangslage ..........................................................................................................207 9.3 Rechtslage ...............................................................................................................208 9.4 Hochwasserschutzkonzepte in Sachsen ..................................................................216 9.4.1 Allgemeines ...................................................................................................216 9.4.2 Pilotgebiet Osterzgebirge...............................................................................216 9.4.3 Methodik und Aufbau....................................................................................218 9.4.4 Einführung und Grundlagenermittlung..........................................................222 9.4.5 Recherche ......................................................................................................223 9.4.6 Ausweisung von sofort realisierbaren Maßnahmen.......................................224 9.4.7 Ereignisanalyse ..............................................................................................224 9.4.8 Vergleich historischer Ereignisse mit Hochwasser 2002 ...............................226 9.4.9 Angaben zur bestehenden Flächennutzung und der Schutzgebietssituation..226 9.4.10 Hydrologische Grundlagen .......................................................................227 9.4.11 Hydraulische Untersuchungen, Intensitätskarten für IST-Zustand ................227 9.4.11.1 Hydraulische Untersuchungen .............................................................227 9.4.11.2 Intensitätskarten für IST-Zustand.........................................................228 9.4.12 Ermittlung des bestehenden Schutzgrades sowie des Gefährdungsund Schadenspotenzials ............................................................................229 9.4.12.1 Schutzziele ...........................................................................................229 9.4.12.2 Abschätzung Schadenspotenzial ..........................................................230 9.4.12.3 Gefahrenanalyse...................................................................................231 9.4.12.4 Gefahrenkarten für IST-Zustand ..........................................................232

Inhaltsverzeichnis

XI

9.4.13 Hochwasserschutzmaßnahmen ................................................................. 237 9.4.13.1 Maßnahmenauswahl ............................................................................ 238 9.4.13.2 Maßnahmenbewertung ........................................................................ 239 9.4.13.3 Intensitäts- und Gefahrenkarten für SOLL-Zustand ............................ 240 9.4.14 Zusammenfassender Maßnahmeplan........................................................ 240 9.4.15 Kartenwerk und Übersichten.................................................................... 242 9.4.16 Öffentlichkeitsbeteiligung und Bestätigung ............................................. 243 9.5 Hochwasserschutzinvestitionsprogramm................................................................ 244 9.5.1 Allgemeines................................................................................................... 244 9.5.2 Strukturen ...................................................................................................... 245 9.5.3 Priorisierung.................................................................................................. 249 9.5.4 Umsetzung..................................................................................................... 253 9.5.5 Umsetzungsprobleme .................................................................................... 258 9.6 Gewässer................................................................................................................. 264 9.6.1 Allgemeines................................................................................................... 264 9.6.2 Natürlicher Rückhalt ..................................................................................... 265 9.6.3 Technischer Hochwasserschutz..................................................................... 268 9.6.4 Weitergehende Vorsorge................................................................................ 284 9.7 Stauanlagen............................................................................................................. 287 9.7.1 Allgemeines................................................................................................... 287 9.7.2 Standortrecherche für neue Hochwasserrückhaltebecken ............................. 287 9.7.3 Machbarkeitsstudien für neue Hochwasserrückhaltebecken......................... 291 9.7.4 Ausführungsbeispiele .................................................................................... 294 9.7.5 Wassermengenbewirtschaftung ..................................................................... 298 9.7.6 Wassergütebewirtschaftung........................................................................... 300 9.7.7 Baumaßnahmen ............................................................................................. 302 9.8 Prävention und Vorsorge......................................................................................... 307 9.8.1 Allgemeines................................................................................................... 307 9.8.2 Hochwasserprävention .................................................................................. 307 9.8.3 Hochwasservorsorge ..................................................................................... 311 9.8.3.1 Hochwassernachrichten- und Alarmdienst .......................................... 313 9.8.3.2 Überschwemmungsgebiete .................................................................. 316 9.8.3.3 Hochwasserentstehungsgebiete ........................................................... 318 9.8.3.4 Hochwasserschadensinformationen..................................................... 319 9.8.3.5 Hochwasserrisikobewusstsein ............................................................. 321

XII

Inhaltsverzeichnis

10 Fachliche Umsetzung der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie...............323 10.1 Allgemeines........................................................................................................323 10.2 Vorläufige Bewertung des Hochwasserrisikos ...................................................323 10.2.1 Allgemeines ..............................................................................................323 10.2.2 Gefährdung ...............................................................................................323 10.2.3 Vulnerabilität ............................................................................................325 10.2.4 Bewertung.................................................................................................327 10.3 Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten...........................................327 10.3.1 Allgemeines ..............................................................................................327 10.3.2 Hochwassergefahrenkarten .......................................................................328 10.3.3 Hochwasserrisikokarten............................................................................329 10.4 Hochwasserrisikomanagementpläne ..................................................................330 10.5 Weitere Aktivitäten.............................................................................................332 11 Zusammenfassung......................................................................................................333 12 Ausblick ......................................................................................................................335 13 Literaturverzeichnis...................................................................................................337 14 Stichwortverzeichnis ..................................................................................................361 Anlage 1:  Erfassungsbogen für Schadenserhebung, August 2002............................373 Anlage 2:  Bewertung von Vorzugsstandorten für HRB im Osterzgebirge ..............377 Anlage 3:  Schlussfolgerungen ......................................................................................379 Anlage 4: Farbbilder.....................................................................................................395

Abbildungsverzeichnis Bild 2-1 Bild 2-2 Bild 2-3 Bild 2-4 Bild 2-5 Bild 2-6 Bild 2-7 Bild 2-8 Bild 2-9 Bild 2-10 Bild 2-11 Bild 2-12 Bild 2-13 Bild 2-14 Bild 2-15 Bild 2-16 Bild 2-17 Bild 2-18 Bild 2-19 Bild 2-20 Bild 4-1 Bild 4-2 Bild 4-3 Bild 4-4 Bild 4-5 Bild 4-6 Bild 4-7 Bild 4-8 Bild 4-9 Bild 4-10 Bild 4-11 Bild 4-12

Anzahl Naturkatastrophen 1980 bis 2008 [206]....................................................5 Risiko als Resultat der Interaktion von Gefährdung und Vulnerabilität nach [120].......................................................................................8 Kreislauf Hochwasserrisikomanagement ..............................................................9 Hochwasserrisikomanagementprogramme bei CRUE-Partnern [41]..................14 Wasserkreislauf [194]..........................................................................................15 Prognose- und IST-Niederschlag/Zufluss an der TS Eibenstock [240]...............17 Schematische Darstellung des Abflussprozesses [29] .........................................18 Ebenen für hydrologische Niederschlags-Abflussmodelle nach Plate [223] ......23 Wasserspiegellagenberechnung 3-dimensional [224] .........................................25 Wasserspiegellagenberechnung 2-dimensional [224] .........................................25 Wasserspiegellagenberechnung 1-dimensional [224] .........................................28 Einteilung von Hochwasserschäden nach Smith & Ward [6] ..............................36 Beispiel einer absoluten Schadensfunktion .........................................................40 Beispiel einer relativen Schadensfunktion ..........................................................40 Beispiel einer relativen Schadensfunktion für drei Stockwerke..........................41 Aus Daten der HOWAS-Schadensdatenbank abgeleitete mittlere WasserstandSchadens-funktionen (mit HOWAS_N) [24].......................................................42 VERIS-Elbe Methodik zur Analyse von Hochwasserschäden [210] ..................43 Schadensfunktion nach VERIS-Elbe Methodik HOWAD [211].........................43 Bauweiseneinordnung in Verletzbarkeitsklassen [236] .......................................46 Fehlerfortpflanzung bei Schadensabschätzungen [6]..........................................47 Topographie Deutschland [155] ..........................................................................60 Typische Zugbahnen der Zyklonen nach van Bebber [151]...............................64 Gewässernetz der Bundesrepublik Deutschland [25].........................................65 Flusseinzugsgebietseinheiten in der Bundesrepublik Deutschland [259] ...........66 Schutzfunktionen der Deiche an Gew. I. Ordnung in Sachsen (Stand 2003) ......71 Altersstruktur der Deiche an Gew. I. Ordnung in Sachsen (Stand 2003) ............71 Stauraumaufteilung nach DIN 19700, Teil 11 [64] ...........................................73 Nutzungen deutscher Talsperren nach ICOLD-Kriterien ....................................74 Stauraumaufteilung deutscher Talsperren nach ICOLD-Kriterien ......................74 Stauraumaufteilung der Talsperren, Speicher und HRB in Sachsen bis 2002.....76 Nutzungen der Talsperren, Speicher und HRB in Sachsen bis 2002...................76 Struktur der wasserwirtschaftlichen Betriebspläne von Talsperren [64] .............78

XIV

Bild 4-13 Bild 4-14 Bild 4-15 Bild 4-16 Bild 4-17 Bild 4-18 Bild 5-1 Bild 5-2 Bild 5-3 Bild 5-4 Bild 5-5 Bild 5-6 Bild 5-7 Bild 5-8 Bild 5-9 Bild 5-10 Bild 5-11 Bild 5-12 Bild 5-13 Bild 5-14 Bild 5-15 Bild 5-16 Bild 5-17 Bild 5-18 Bild 5-19 Bild 6-1 Bild 6-2 Bild 6-3 Bild 6-4 Bild 6-5

Abbildungsverzeichnis

Nutzungskonflikt von multifunktionalen Talsperren [240] ................................ 79 Staulamellen bei der Talsperrenbewirtschaftung [240]....................................... 80 Flächennutzung in Deutschland, Datenbasis [246]............................................. 81 Verteilung der Siedlungs-, Verkehrs- und Waldflächen in Deutschland [263] ... 82 Flächennutzung in Sachsen, Datenbasis [246] ................................................... 83 Entwicklung der Siedlungs- und Verkehrsflächen in Deutschland und Sachsen [165] .............................................................................................. 84 Vb-Wetterlage über Osterzgebirge ..................................................................... 88 Hochwasserstandsganglinie Pegel Dohna an der Müglitz im August 2002........ 92 Müglitz, schießender Abfluss auf Staatsstraße S 178 in Schlottwitz, August 2002, (Harald Weber) [269].................................................................. 93 Hochwasserstandsganglinie Pegel Golzern 1 an der Mulde im August 2002..... 94 Überschwemmungen an der Mulde bei Wurzen, August 2002 (LTV)............... 94 Hochwasserstandsganglinie Pegel Dresden an der Elbe im August 2002 .......... 95 Überschwemmungen an der Elbe in Dresden, August 2002 (LfULG) ............... 96 PCB 138 Konzentrationen in der Elbe, August 2002 [85].................................. 97 Tetrachlorethen (PER) Konzentrationen in der Elbe, August 2002 [85] ............ 98 Hochwasserentlastung der Vorsperre Malter, li. am 12.08.2002, re. am 13.08.2002 (LTV) ....................................................................................... 100 Hochwasserentlastung (li.) und Tosbecken (re.) der TS Malter am 13.08.2002 (LTV) ....................................................................................... 100 Hochwasserentlastung (li.) und Tosbecken (re.) der TS Klingenberg am 13.08.2002 (LTV) ....................................................................................... 100 Erosionen im Einzugsgebiet der TS Klingenberg im August 2002 (LTV) ....... 103 Schwankungsamplitude des Grundwassers während des Hochwasserereignisses vom 12. -14.08.2002 [88] ........................................... 106 Ganglinie der GW-Messstelle 51516006_1; Großer Zschand [88] .................. 106 Wasserstandsganglinien von Elbe und Grundwassermessstelle Dresdner Schloss 49486523 (ca. 180 m Entfernung zur Elbe) [88]................................. 107 Verlauf des Grund- und Oberflächenwasserstandes am Schwarzwasser [88] .. 107 Ganglinie der GW-Messstelle 49483595; Dresden, Hauptbahnhof (ca. 1.900 m Entfernung zur Elbe) [88] .................................... 108 Ganglinie der GW-Messstelle 49480421; Dresden, Grunaer Weg (ca. 3500 m Entfernung zur Elbe) [88]....................................... 108 Einsatzstruktur der obersten Katastrophenschutzbehörde [96]......................... 112 Einsatzstruktur einer oberen Katastrophenschutzbehörde [226] ...................... 114 Einsatzstruktur einer unteren Katastrophenschutzbehörde [187] ..................... 115 Meldeschema Hochwassernachrichtendienst Sachsen bis 2002 (LfULG) ....... 118 Standardstruktur der LTV im August 2002 (Übersicht).................................... 120

Abbildungsverzeichnis

Bild 6-6 Bild 6-7 Bild 6-8 Bild 6-9 Bild 6-10 Bild 6-11 Bild 6-12 Bild 6-13 Bild 6-14 Bild 6-15 Bild 6-16 Bild 6-17 Bild 6-18 Bild 6-19 Bild 6-20 Bild 6-21 Bild 6-22 Bild 6-23 Bild 6-24 Bild 6-25 Bild 6-26 Bild 7-1 Bild 7-2 Bild 7-3 Bild 7-4 Bild 7-5 Bild 7-6 Bild 7-7 Bild 7-8 Bild 7-9 Bild 7-10

XV

Standardstruktur der LTV im August 2002 (TSM-Betrieb)...............................121 Bereitschaftssystem der LTV bis August 2002..................................................122 Krisenstab der LTV im August 2002 (Übersicht)..............................................123 Krisenstab der LTV im August 2002 (TSM-Betrieb) ........................................124 Kommunikationswege eines TSM-Krisenstabes der LTV ................................126 Natzschung, Beseitigung von Abflusshindernissen, August 2002 (LTV) .........127 Elbe, Deichsicherung bei Torgau, Luft- u. Wasserseite, August 2002 (LTV) ...127 Struktur eines Hochwassersteuerplanes an Sächsischen Talsperren [240] ........129 Einzugsgebiet der TS Gottleuba und von 4 Hochwasserrückhaltebecken ........130 Bewirtschaftung der TS Gottleuba während Augusthochwasser 2002 (LTV) ..131 Hochwasserabfluss der Gottleuba in Pirna während Augusthochwasser 2002 (LTV).........................................................................131 Einzugsgebiet der TS Eibenstock......................................................................132 Bewirtschaftung der TS Eibenstock während Augusthochwasser 2002 (LTV) 133 Einzugsgebiet der TS Malter, TS Lehnmühle und TS Klingenberg ..................134 Hochwasserrückhaltewirkung der Weißeritztalsperren während Augusthochwasser 2002 in Freital (LTV) .........................................................135 Tiefenprofil Trübung TS Klingenberg im August 2002 (LTV) .........................137 Blickwinkel der Medienberichterstattung [66].................................................141 Tenor der Medienberichterstattung [66] ............................................................141 Dramatisierung der Medienberichterstattung [66] ............................................142 Grundlagen der Medienberichterstattung [66] .................................................142 Übereinstimmung der Pegelangaben von LfUG und MDR1 Radio Sachsen [66]............................................................................................143 Verteilung der Hochwasserschäden der BR Deutschland von 2002 auf Strukturbereiche ................................................................................................146 Schadensgebiet (dunkelgrau) Augusthochwasser 2002 im Freistaat Sachsen (LTV) ....................................................................................147 Verteilung der Hochwasserschäden in Sachsen von 2002 auf Strukturbereiche ................................................................................................147 Rote Weißeritz, Gebäudeschaden in Schmiedeberg, Augusthochwasser 2002 (LTV).........................................................................148 Müglitz, Schaden an Bahnanlage in Bärenstein, Augusthochwasser 2002 (LTV).........................................................................148 Müglitz, Schaden an Staatsstraße S 178, Augusthochwasser 2002 (LTV)........149 Schadenserhebung 2002 - Ersterfassungbogen .................................................151 Kartenausschnitt Ersterhebung (Gewässer – Müglitz) ......................................152 Hauptmenü Schadensdatenbank der LTV von 2002 .........................................153 Einsatzstruktur der LTV nach Augusthochwasser 2002....................................154

XVI

Bild 7-11

Abbildungsverzeichnis

Anzahl wasserwirtschaftlicher Schäden nach Objektkategorien, Sachsen 2002 .................................................................................................... 156 Bild 7-12 Anzahl Schäden nach Objektarten, Augusthochwasser 2002 [247] ................. 159 Bild 7-13 Anzahl Schäden Gewässer I. Ordnung, Augusthochwasser 2002 [247]........... 160 Bild 7-14 Anzahl Schäden in den Landkreisen, Augusthochwasser 2002 [247] .............. 161 Bild 7-15 Lage der wasserwirtschaftlichen Schäden, Augusthochwasser 2002 ............... 162 Bild 7-16 Schädigungsgrad der wasserwirtschaftlichen Anlagen, August 2002............... 163 Bild 7-17 Schadenszuständigkeit an Gewässern I. Ordnung, August 2002...................... 164 Bild 7-18 Müglitz, Gewässerbettverbreiterung, Erosionen und Ablagerungen, Ortslage Weesenstein, August 2002 (LTV) .................................................................... 168 Bild 7-19 Müglitz, Verklausung an Brücke in Schlottwitz, August 2002 (LTV) .............. 168 Bild 7-20 Müglitz, Geschiebeablagerung an Brücke oberhalb Schlottwitz, August 2002 (LTV)........................................................................................... 168 Bild 7-21 Mulde, Deichbruch bei Schmölen, August 2002 (LTV) ................................... 169 Bild 7-22 Mulde, Deichbruch infolge Durchwurzelung, August 2002 (LTV).................. 169 Bild 7-23 Müglitzabschnitt, vor Sofortberäumung, August 2002 (LTV)......................... 170 Bild 7-24 Müglitzabschnitt, während (li.) und nach (re.) Sofortberäumung, August 2002 (LTV)........................................................................................... 171 Bild 7-25 Müglitz, Versetzung einer Brücke vor und nach Beräumung, August 2002 (LTV)........................................................................................... 171 Bild 7-26 Müglitz, Verklausung oberhalb Glashütte, August 2002 (LTV) ....................... 172 Bild 7-27 Müglitz, Verklausung eines Wehres vor und nach Beräumung, August 2002 (LTV)........................................................................................... 172 Bild 7-28 Mulde, Schließung Deichbrüche bei Eilenburg, August 2002, (LTV).............. 174 Bild 7-29 Elbe, Schließung Deichbruch bei Großtreben, August 2002, (LTV) ................ 175 Bild 7-30 Elbe, Auflastfilter am Deich Brottewitz bei Torgau, (LTV).............................. 175 Bild 7-31 TS Klingenberg, beschädigte HWE, August 2002, (LTV) ............................... 177 Bild 7-32 TS Klingenberg, versetztes Tosbecken und beschädigte Betriebsbrücke, August 2002, (LTV).......................................................................................... 178 Bild 7-33 HRB Buschbach, Böschungsrutschung, August 2002, (LTV) .......................... 178 Bild 7-34 TS Klingenberg, zerstörte Laubrechenanlage, August 2002, (LTV) ................ 178 Bild 7-35 TS Klingenberg, zerstörter Pegel Ammelsdorf, August 2002, (LTV)............... 179 Bild 7-36 VS Klingenberg, zerstörter Damm, August 2002, (LTV) ................................. 179 Bild 7-37 HRB Glashütte, Bruchprozess, links 16:10 Uhr, rechts 16:20 Uhr, 12. August 2002, (LTV).................................................................................... 180 Bild 7-38  HRB Glashütte, Bresche nach Bruchprozess, links 12.08.02; 16:45 Uhr, rechts nach Hochwasser, (LTV)........................................................................ 180 Bild 7-39 TS Klingenberg, Beräumung Zulauf HWE, August 2002, (LTV) .................... 182 Bild 7-40 TS Klingenberg, Beräumung HWE und Tosbecken, August 2002, (LTV)....... 183

Abbildungsverzeichnis

Bild 8-1 Bild 8-2 Bild 8-3 Bild 8-4 Bild 8-5 Bild 8-6

XVII

Sonderstrukturen für den Wiederaufbau, Augusthochwasser 2002 [92] ...........187 Struktur der Leitstelle für den Wiederaufbau, Augusthochwasser 2002 [92]....188 Struktur des WASA-Stabes im Regierungspräsidium Dresden [92]..................189 Struktur der Projektgruppe Präventiver Hochwasserschutz ..............................190 Leitstelle Hochwasserschadensbeseitigung der LTV ........................................192 Veränderungen ausgewählter Wassergüteparameter an der TS Eibenstock durch das Hochwasser vom August 2002 (LTV)...............................................198 Bild 8-7 Veränderungen ausgewählter Wassergüteparameter an der TS Klingenberg durch das Hochwasser vom August 2002 (LTV)...............................................198 Bild 8-8 Provisorische Reparatur der HWE der TS Klingenberg 2003/2004 (LTV).......199 Bild 8-9 Pendellotmessung an TS Lehnmühle (LTV) .....................................................201 Bild 8-10 TS Lehnmühle, Sohlwasserdruckmessungen im rechten Grundablass, 1…5 von Wasserseite zu Luftseite (LTV) .........................................................201 Bild 8-11 TS Rauschenbach, horizontale Bewegung der Mauerkrone (LTV)...................202 Bild 9-1 Hochwasserschutzregelungen im SächsWG von 2004 [44]..............................212 Bild 9-2 Hochwasserschutzstrategie im Freistaat Sachsen..............................................219 Bild 9-3 ähnliche Schadensbilder in Glashütte, links 1927, rechts 2002 [67].................226 Bild 9-4 Gefahrenstufendiagramm für Sächsische Verhältnisse [179] ............................233 Bild 9-5 Arbeitsablauf bei Gefahrenkartenherstellung in Sachsen [180] ........................236 Bild 9-6 Stabsstelle Hochwasserschutz der LTV.............................................................245 Bild 9-7 Standardstruktur der LTV im Jahre 2008 (Übersicht) .......................................246 Bild 9-8 Standardstruktur eines Betriebes der LTV (Stand 2008) ...................................247 Bild 9-9 Verknüpfung HWSK- interner und -übergreifender Kriterien [233].................250 Bild 9-10 HWSK-Maßnahmenanzahlverteilung je Priorisierungskategorie in Sachsen ...252 Bild 9-11 HWSK-Maßnahmenkostenverteilung je Priorisierungskategorie in Sachsen ...252 Bild 9-12 Ablaufschema zur Erstellung des Hochwasserschutzinvestitionsprogramms in Sachsen..........................................................................................................254 Bild 9-13  Softwarelösung zu kaufmännischen und Bauprozessüberwachung bei Umsetzung des Hochwasserschutzinvestitionsprogramms in Sachsen (LTV) ..255 Bild 9-14 Beispielmasken aus Schadensmodul ProdaBau, (LTV) ....................................256 Bild 9-15 Ingenieur- und Bauleistungen der LTV von 2000 bis 2008 ..............................260 Bild 9-16 eingereichte Planfeststellungsverfahren der LTV (Stand 05/2008) ...................261 Bild 9-17 Bsp. Finanzierungsquellen und ihre Restriktionen für Hochwasserschutzmaßnahmen [241] ................................................................262 Bild 9-18 Elbe, Deich in Nähe Landesgrenze Sachsen zu Sachsen-Anhalt, (LTV) .........263 Bild 9-19 Lungwitzbach, Ufersicherung durch Buhne mit Buschbautraverse (LTV) .......267 Bild 9-20 Lungwitzbach, Ufersicherung durch Spreitlage mit Steckhölzern (LTV) .........268 Bild 9-21 Elbe, Röderau-Süd im August 2002 [157] ........................................................268

XVIII

Bild 9-22 Bild 9-23

Abbildungsverzeichnis

Prinzipielle Wirkung von Deichrückverlegungen oder Poldern [26] ............... 272 Elbe, Kombination Deich / Hochwasserschutzmauer im Bereich Hafen Torgau, (LTV) ........................................................................................ 273 Bild 9-24 Zwickauer Mulde, Deichbau in Zwickau, (LTV) ............................................. 274 Bild 9-25  Schwarzwasser, Ufersicherung durch Uferbefestigung (links) und Ufermauer (rechts) in Schwarzenberg, (LTV) .................................................. 274 Bild 9-26 Müglitz, Gewässeraufweitung in Weesenstein, Skizze (LTV).......................... 275 Bild 9-27 Müglitz, Gewässeraufweitung in Weesenstein vor u. nach Baubeginn (LTV) . 275 Bild 9-28 Schlemabach, Bruch des Hangrabens und Schäden in Schneeberg (LTV)....... 276 Bild 9-29 Schlemabach, Rückverlegung in Talaue in Schneeberg (LTV) ........................ 276 Bild 9-30 Freiberger Mulde, links vor u. rechts nach Öffnung des eingetunnelten Gewässers in Rechenberg-Bienenmühle (LTV)................................................ 277 Bild 9-31 Hoyerswerdaer Schwarzwasser, Lageplan Groß Särchen (LTV)...................... 278 Bild 9-32 Hoyerswerdaer Schwarzwasser, Umfluter in Bau (LTV) ................................. 278 Bild 9-33 Müglitz, Wehr vor und nach Rückbau, Schlossmühle Bärenstein, (LTV) ........ 279 Bild 9-34  Schwarze Elster, Köhlerwehr vor und nach Umbau in Sohlrampe mit Raugerinnebeckenpass, (LTV).......................................................................... 279 Bild 9-35 Polbitz, Deichscharte mit Stemmtor und Dammbalkenverschluss, (LTV) ....... 281 Bild 9-36 Welsau, Binnendeichscharte mit Dammbalkenverschluss für Bahnanlage und Weg, (LTV) ................................................................................................ 281 Bild 9-37 Dresden, Dammbalkenverschluss in Münzgasse, (LTV).................................. 282 Bild 9-38  Dresden, HWS-Mauer mit mobilem Aufsatz (links) und planmäßig mobiles Dammbalkensystem (rechts), (LTV)................................................................. 282 Bild 9-39 Priorisierungsergebnis für hochwassergerechten Umbau staatlicher Brücken in Sachsen ......................................................................................................... 286 Bild 9-40 Übersichtsplan Hochwasserrückhaltebeckenstandorte in Sachsen, (LTV) ....... 289 Bild 9-41 Übersichtsplan Hochwasserrückhaltebeckenstandorte in Sachsen laut HWSK, (LTV) .................................................................................................. 291 Bild 9-42 HRB Rennersdorf, Auszug aus Übersichtsplan [220] ...................................... 295 Bild 9-43 HRB Rennersdorf, Dammquerschnitt [221] ..................................................... 296 Bild 9-44 HRB Rennersdorf, Grundablass und Ökostollen mit Ein- und Auslauf, (LTV) 296 Bild 9-45 HRB Rennersdorf, Einlaufbauwerke Grundablass und Ökostollen, (LTV)...... 297 Bild 9-46 HRB Niederpöbel, Dammquerschnitt [111]...................................................... 297 Bild 9-47 HRB Niederpöbel, Ökostollen [111] ................................................................ 298 Bild 9-48 Entwicklung der Hochwasserrückhalteräume IGHR der LTV-Stauanlagen ........ 299 Bild 9-49 TS Carlsfeld, Provaranlage, (LTV)................................................................... 302 Bild 9-50 HRB Lauenstein, Dammquerschnitt [127] ....................................................... 303 Bild 9-51 HRB Lauenstein, links Wasserseite, rechts Luftseite, (LTV)............................ 303 Bild 9-52 HRB Glashütte, erste und zweite Ausbaustufe [274]........................................ 304

Abbildungsverzeichnis

Bild 9-53 Bild 9-54 Bild 9-55 Bild 9-56 Bild 9-57 Bild 9-58 Bild 10-1 Bild 10-2 Bild 10-3 Bild 15-1 Bild 15-2 Bild 15-3 Bild 15-4 Bild 15-5 Bild 15-6 Bild 15-7 Bild 15-8 Bild 15-9 Bild 15-10 Bild 15-11 Bild 15-12 Bild 15-13 Bild 15-14 Bild 15-15 Bild 15-16 Bild 15-17 Bild 15-18 Bild 15-19 Bild 15-20 Bild 15-21 Bild 15-22 Bild 15-23 Bild 15-24 Bild 15-25

XIX

TS Klingenberg, Lageplan mit Ist- (grau) und Sollzustand (schwarz), [257] ...305 TS Klingenberg, Lageplan und Querschnitt HWE-Stollen, (LTV) ...................305 TS Malter, links Rückbau alter GA; rechts neuer Auslaufbereich, (LTV) ........306 TS Malter, links neuer GA; rechts neue Ringkolbenventile, (LTV)..................307 Meldeschema Hochwassernachrichtendienst Sachsen, 2008, (LfULG)............314 Entwicklung des Risikobewusstseins nach [150]..............................................321 Bewertungsmatrix für Gefährdung....................................................................325 Bewertungsmatrix für Vulnerabilität .................................................................326 Bewertungsmatrix für Risiko ............................................................................327 Topographie Sachsen, (LfULG) ........................................................................395 Hangneigungen im Freistaat Sachsen, (LfULG) ...............................................396 Bodenregionen in Deutschland [29]..................................................................397 Bodenregionen in Sachsen, (LfULG)................................................................398 Häufigkeit von Starkniederschlägen in Sachsen [202]......................................399 Freistaat Sachsen, Gewässernetz, (LfULG) ......................................................400 Einzugsgebiete der Hauptfließgewässer im Freistaat Sachsen, (LfULG) .........401 Oberflächenwasserkörpertypen im Freistaat Sachsen [91]................................402 Deiche an den Gewässern I. Ordnung in Sachsen (LfULG) .............................403 Talsperren, Speicher und HRB in Sachsen (LfULG) ........................................404 Flächennutzung in Sachsen, (LfULG)...............................................................405 Regionale Verteilung der Waldflächen in Sachsen (LfULG) ............................406 Regionale Verteilung der landwirtschaftlich genutzten Flächen in Sachsen (LfULG) ..............................................................................................407 Regionale Verteilung der Siedlungs- und Verkehrsflächen in Sachsen (LfULG) ..............................................................................................408 Ausschnitt Schadenspotenzialkarte [89]...........................................................409 Niederschlagshöhen 11.-13.08. 2002 in mm (DWD [52]) ................................410 Alarmstufen der Gewässer I. Ordnung, Hochwasser August 2002 (LfULG) ...411 Übersicht LTV-Stauanlagen mit HWE-Betrieb im August 2002 (LfULG) .......412 GIS-Menü Schadensdatenbank der LTV von 2002 ...........................................413 Beispielsdatensatzmaske aus Schadensdatenbank der LTV von 2002 ..............414 Deichschäden an Gewässern I. Ordnung u. Elbe in Sachsen, August 2002 (LfULG).......................................................................................415 Untersuchungsgebiete für die ersten fünf Hochwasserschutzkonzepte, Sachsen (LfULG) ..............................................................................................416 Ausschnitt Ereigniskarte Weißeritzen in Freital, August 2002 [19] ..................417 Weinske, Ausschnitt Schadenspotenzialkarte bei Torgau [141] ........................418 Weißeritz, Ausschnitt aus Intensitätskarte IST-Zustand für Freital [19]............419

XX

Bild 15-26 Bild 15-27 Bild 15-28 Bild 15-29 Bild 15-30 Bild 15-31 Bild 15-32 Bild 15-33 Bild 15-34 Bild 15-35 Bild 15-36 Bild 15-37 Bild 15-38 Bild 15-39 Bild 15-40 Bild 15-41 Bild 15-42 Bild 15-43 Bild 15-44 Bild 15-45 Bild 15-46 Bild 15-47

Abbildungsverzeichnis

Ausschnitt Gefahrenkarte Schlottwitz [222]..................................................... 420 Ausschnitt Gefahrenkarte der Elbe in Dresden, HQ100 [125] ........................... 421 Weißeritz, Ausschnitt aus Intensitätskarte SOLL-Zustand für Freital [19]....... 422 Elbe, Ausschnitt Intensitätskarte (IST-Zustand) in Dresden für HQ100 [125] ... 423 Elbe, Ausschnitt aus Intensitätskarte (SOLL-Zustand) in Dresden für HQ100 [125] ................................................................................................. 423 Ausschnitt aus integrierter Intensitätskarte von Freital [19]............................. 424 Ausschnitt Gefahrenkarte der Triebisch in Meißen, HQ100 [110] ..................... 425 Maßnahmenauswahl aus erster Etappe von 2005 bis 2008 in Sachsen, (LTV) 426 Weißeritz, ungünstig angeordnete Bahnbrücke ................................................ 427 Ausschnitt aus interaktiver Karte mit Software INGE, (LfULG) ..................... 428 HRB Niederpöbel, Auszug aus Lageplan [111]................................................ 429 Hochwassermeldepegel und Ombrometermessnetz in Sachsen, (LfULG)....... 430 Überschwemmungsgebiete im Freistaat Sachsen, Stand 12/2008, (LfULG).... 431 Ergebniskarte WBS FLAB für Sachsen [202] .................................................. 432 Flächen der hochwasserrelevanten Abflusskomponenten für Sachsen [202] ... 433 Hochwasserentstehungsgebiete für Sachsen [202] ........................................... 434 Berichtsgewässernetz für EG-HWRM-RL, Freistaat Sachsen (LfULG).......... 435 vorläufige Gefährdungsgebiete nach EG-HWRM-RL, Freistaat Sachsen (LfULG)............................................................................... 436 vorläufige Risikogebiete nach EG-HWRM-RL, Freistaat Sachsen (LfULG) .. 437 Hochwasserrisikogebiete Bewirtschaftungseinheit Schwarze Elster in Sachsen (LfULG).............................................................................................. 438 Musterhochwasserrisikokarte aus LAWA-Empfehlung [170] .......................... 439 Entwurf Hochwasserrisikokarte Auszug Schwarze Elster in Sachsen (LfULG).............................................................................................. 440

Bilder 6-14, 6-17, 6-19, 15-1, 15-2, 15-4 – 15-15, 15-17, 15-18, 15-21, 15-22, 15-35, 15-37 – 15-45, 15-47 Fachdaten © Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Geobasisdaten © Staatsbetrieb Geobasisinformation und Vermessung Sachsen Bilder 7-8, 9-31, 9-40 – 9-43, 15-33 Fachdaten © Staatsbetrieb Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen Geobasisdaten © Staatsbetrieb Geobasisinformation und Vermessung Sachsen Bilder 5-5, 5-10 – 5-13, 6-11, 6-12, 6-15, 6-16, 6-18, 6-20, 6-21, 7-4 – 7-7, 7-9, 7-18 – 7-40, 8-6 – 8-11, 9-13, 9-14, 9-18 – 9-20, 9-23 – 9-30, 9-32 – 9-38, 9-44 – 9-47, 9-49, 951, 9-54 – 9-56, 15-19, 15-20 © Staatsbetrieb Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen Bilder 5-7, 6-4, 9-57; © Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

Tabellenverzeichnis Tabelle 2-1 Tabelle 2-2 Tabelle 2-3 Tabelle 2-4 Tabelle 3-1 Tabelle 5-1 Tabelle 5-2 Tabelle 5-3 Tabelle 5-4 Tabelle 5-5 Tabelle 5-6 Tabelle 5-7 Tabelle 6-1 Tabelle 6-2 Tabelle 6-3 Tabelle 7-1 Tabelle 8-1 Tabelle 8-2 Tabelle 9-1 Tabelle 9-2 Tabelle 9-3 Tabelle 9-4 Tabelle 9-5 Tabelle 9-6 Tabelle 9-7 Tabelle 9-8

Unterschied zwischen Sicherheits- und Risikodenken nach [120].....................6 Beschränkungen für physikalische und numerische Modelle [39] ...................30 Zuordnung von Schäden zu Schadensgraden nach [236].................................45 Bauweiseneinordnung in Verletzbarkeitsklassen [189] ....................................46 Zusammenhänge der EG-HWRM-RL mit dem integrierten Hochwasserrisikomanagement .........................................................................56 Niederschlagshöhen hN an ausgewählten Wettermessstationen (DWD; LTV) .89 Ausgewählte Pegelstände vom Augusthochwasser 2002 in Sachsen ...............91 Schätzung und Bestimmung von Wiederkehrintervallen der Abflüsse 2002....92 Vergleich der allgemeinen Wasserbeschaffenheitsparameter der Elbe bei Hochwasser nach [85]; Messstellen in Bad Schandau, Dresden oder Meißen .98 Zu- und Abflüsse an ausgewählten Sächsischen Talsperren im August 2002 [174]..........................................................................................101 Übersicht LTV-Stauanlagen mit HWE-Betrieb im August 2002 [174] ..........101 Vergleich der Wasserbeschaffenheit 1995 und 2002 der Weißen Mulde (TS Muldenberg) bei Hochwasserereignissen [248] ......................................104 Evakuierungen im Landkreis Sächsische Schweiz, August 2002...................116 Lagerbestand Landeshochwasserreserve Sachsen, August 2002, (LTV)........128 Beispiele für erhöhten Arbeitsaufwand bei Hochwasserbetrieb an TS Malter .............................................................................................................139 Verteilung der Hochwasserschäden vom August 2002 in Deutschland [92] ..145 Priorisierungsschema für Schadensbeseitigungsmaßnahmen, August 2002, (LTV) .......................................................................................195 Hochwasserrückhalteräume an ausgewählten Sächsischen Talsperren vor und nach dem Hochwasser 2002 [195]...........................................................196 Ausgewiesene Überschwemmungsgebiete in Sachsen (Stand 30.03.2004) ...210 Intensitätsklassen für Gefahrenarten [237], [179] ..........................................228 Empfehlung für Wiederkehrintervalle verschiedener Objektkategorien [179]...................................................................................230 Spezifische Vermögenswerte im Freistaat Sachsen - Stand: 02/2003 [179] ...231 Definition der Klassen des Wiederkehrintervalls im Pilotgebiet [203] ..........233 Gefahrenstufen und ihre mögliche Bedeutung [180]......................................234 Intensitätsklassen für Gefahrenarten – Gefahr Überschwemmung in Sachsen ...........................................................................................................235 Definition der Klassen des Wiederkehrintervalls in Sachsen [179] ...............235

XXII

Tabellenverzeichnis

Tabelle 9-9 Priorisierung innerhalb eines HWSK in Sachsen [199]................................. 241 Tabelle 9-10 Bewertungsschema für HWSK-übergreifende Priorisierung in Sachsen [243]................................................................................................. 251 Tabelle 9-11 Anstieg der konservierenden Bodenbearbeitung in Sachsen ......................... 267 Tabelle 9-12 Untersuchte Polder und Deichrückverlegungen an der Elbe [26].................. 271 Tabelle 9-13 operative mobile Systeme in Hochwasserschutzlagern des Freistaates Sachsen ........................................................................................ 283 Tabelle 9-14 Rote Weißeritz, Brückenschauergebnis Schmiedeberg u. Dippoldiswalde [184]..................................................................................... 285 Tabelle 9-15 Bemessungshochwasserdurchflüsse von ausgewählten Brücken in Sachsen 285 Tabelle 9-16 Beispiel Datenblatt zur Standortrecherche [137] ........................................... 288 Tabelle 9-17 Entlastungsmöglichkeiten an TS Klingenberg vor und nach Umbau ............ 306 Tabelle 9-18 Lagerbestand Landeshochwasserreserve Sachsen, (LTV) ............................. 312 Tabelle 9-19 Überschwemmungsgebiete im Freistaat Sachsen, Stand 12/2008, (LfULG). 317 Tabelle 10-1 mögliche Szenarien für Hochwassergefahrenkarten ...................................... 328 Tabelle 10-2 Informationsgehalte für Hochwassergefahrenkarten ..................................... 328 Tabelle 10-3 Informationsgehalte für Hochwasserrisikokarten .......................................... 329

Abkürzungs- und Symbolverzeichnis BHQ

Bemessungshochwasserabfluss

ca.

circa

DIN

Deutsche Industrienorm

DWD

Deutscher Wetterdienst

EEA

European Environment Agency (Europäische Umweltbehörde)

EG-HWRM-RL

EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie

EG-WRRL

EG-Wasserrahmenrichtlinie

EHQ

Hochwasserabfluss bei Extremhochwasser

EU

Europäische Union

GIS

Geographisches Informationssystem

ggf.

gegebenenfalls

GPS

Global Positioning System

ha

Ablagerungshöhe

hw

Wasserstand

HHQ

höchster gemessener Hochwasserabfluss

HN-Modell

hydrodynamisch - numerisches Berechnungsmodell

HHW

höchster gemessener Hochwasserstand

HQmax

Hochwasserabfluss bei größtem bekannten Hochwasser

HQT

Hochwasserabfluss mit Wiederkehrintervall von T Jahren

HQX

Hochwasserabfluss im Jahre X

HRB

Hochwasserrückhaltebecken

HWE

Hochwasserentlastungsanlage

HWMO

Hochwassermeldeordnung

HWNAV

Hochwassernachrichten- und Alarmdienstverordnung

HWSK

Hochwasserschutzkonzept

i. d. R.

in der Regel

ICOLD

International Commission on Large Dams

ICSU

International Council for Science

IKSE

Internationale Kommission zum Schutz der Elbe

INGE

Interaktive Gefahrenkarte für den kommunalen Hochwasserschutz

IST-Zustand

Zustand, Situation zum Zeitpunkt der Untersuchung

XXIV

Abkürzungs- und Symbolverzeichnis

KOSTRA

Koordinierte Starkniederschlags-Regionalisierungs-Auswertungen des DWD

LABO

Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Boden

LAI

Leaf Area Index

LANA

Länderarbeitsgemeinschaft Naturschutz, Landespflege, Erholung

LAWA

Bund/Länderarbeitsgemeinschaft Wasser

LfUG

Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie

LfULG

Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie

LHW

Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft SachsenAnhalt

LHWZ

Landeshochwasserzentrum Sachsen

LSWA

Leitstelle für den Wiederaufbau

LTV

Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen

M

Maßstab

MDR

Mitteldeutscher Rundfunk

MHQ

mittlerer Hochwasserabfluss

mNN

Meter über Normalnull

MQ

mittlerer Abfluss

N-A-Modell

Niederschlags-Abfluss-Modell

PGHW

Projektgruppe Präventiver Hochwasserschutz

ProdaBau

Projektdatenbank Bau

RIMAX

Risikomanagement extremer Hochwasserereignisse

RWA

Revierwasserlaufanstalt Freiberg

SAB

Sächsische Aufbaubank

SächsKatSG

Sächsisches Katastrophenschutzgesetz

SächsWG

Sächsisches Wassergesetz

SAP

Systemanalyse und Programmentwicklung (Software)

SMI

Sächsisches Staatsministerium des Innern

SMUL

Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft

SOLL-Zustand

Zustand, Situation nach Realisierung aller geplanter Maßnahmen

Sp.

Speicher

TGL

Technische Güte- und Lieferbedingungen

THW

Technisches Hilfswerk

TK 10

Topographische Karte M 1:10.000

TS

Talsperre

Abkürzungs- und Symbolverzeichnis

TSM

Talsperrenmeisterei (alte Bezeichnung für Betrieb der LTV)

UBA

Umweltbundesamt

v

Fließgeschwindigkeit

w

Rückgriffweite bei Ufererosionen

WASA

Wiederaufbaustab Augusthochwasser 2002

Web

World Wide Web

WHG

Wasserhaushaltsgesetz

z. B.

zum Beispiel

XXV

1

Einleitung

1.1 Problemanalyse Dem Wasser, unserem kostbarsten Lebens- und Wirtschaftsgut, kommt unter den Naturressourcen eine besondere Bedeutung zu. Es ist einerseits ein nicht ersetzbares Lebens-, Konsumtions-, Produktions- und Transportmittel und andererseits eine „Urgewalt“, die mit ihrer Kraft das Leben und die Güter gefährden und zerstören kann. Um das Wasser in seine Dienste stellen zu können oder um sich vor den Gefahren extremer Hochwasser oder Trockenperioden zu schützen, errichtet und nutzt der Mensch schon seit über fünftausend Jahren Bauwerke, Geräte und andere Einrichtungen [114]. Für den europäisch-mittelmeerischen Kulturraum ergab sich mit der Ansiedlung des Menschen seit etwa dem 4. Jahrtausend v. Chr. zwangsläufig ein örtlich erhöhter Bedarf an Trink-, Bewässerungs- und Brauchwasser. Die Ansiedlungen erfolgten zur besseren Deckung des Wasserbedarfes in der Regel an natürlichen Wasserläufen. Dies hatte u. a. zur Folge, dass der Mensch sich durch entsprechende Maßnahmen vor den verheerenden Folgen extremer Hochwasser schützen musste. So ist zum Beispiel schon ca. 2.600 v. Chr. der Sadd-el-Kafara Damm in Ägypten mit 14 m Bauwerkshöhe, 110 m Kronenlänge und einem verfügbaren Stauraum von ca. 500.000 m³ für den Hochwasserschutz errichtet worden [112]. Doch auch diese vom Menschen geschaffenen Bauwerke bergen ein nicht zu unterschätzendes Gefahrenpotenzial in sich. So ist der erwähnte Sadd-el-Kafara Damm zwar standsicher erbaut worden und hätte bei sachgerechter Fertigstellung die ihm zugedachte Funktion erfüllt, aber bereits während der Bauzeit ist der unvollendete und somit verwundbare Damm durch ein Hochwasserereignis zerstört worden [112]. Die daraus entstandene Flutwelle muss so verheerende Folgen gehabt haben, dass die Ägypter den Bau des Sadd-el-Kafara aufgegeben haben. Neben einigen asiatischen Ländern zählt Europa mit 65 Einwohnern/km² mit zu den am dichtesten besiedelten Gebieten der Erde. Die Bundesrepublik Deutschland wiederum liegt mit 231 Einwohnern/km² weit über dem europäischen Durchschnitt. Aufgrund dieser hohen Bevölkerungsdichte existiert ein relativ großer Siedlungs- und Industrieansiedlungsdruck auch in hochwassergefährdeten Gebieten, was zu einer größeren Betroffenheit im Hochwasserfall führt. Dieser Umstand lässt ein noch zu gering ausgeprägtes Hochwasserrisikobewusstsein in vielen Entscheidungsebenen vermuten. Wie später noch gezeigt wird, ist in unserer Gesellschaft das Sicherheitsdenken weiter verbreitet als das zeitgemäße Risikodenken. Neben der relativ hohen Siedlungs- und Industriedichte in den hochwassergefährdeten Gebieten Deutschlands tragen auch klimatische Veränderungen zur Verschärfung von Hochwasserrisiken bei. Die aktuellen Auswertungen zu den Klimastudien [258], [260], [261], [262] belegen, dass im Rahmen der globalen Klimaveränderung zunehmend extreme Wetterereignisse auftreten werden. So haben sich z. B. die Stürme und Überschwemmungen weltweit im vergangenen Jahrzehnt gegenüber den 60er Jahren verdoppelt bis verdreifacht. Die daraus entstandenen volkswirtschaftlichen Schäden haben sich versechsfacht. Nach Schätzungen der Europäischen Umweltbehörde EEA sind im Zeitraum von 1998 bis 2002 rund 43 % aller

2

1 Einleitung

europäischen Katastrophenereignisse durch Hochwasser verursacht gewesen, wobei ca. 1,5 % der europäischen Bevölkerung (ca. 10 Mio. Menschen) betroffen waren [73]. In der Bundesrepublik Deutschland ist laut Untersuchungen im Auftrag des Umweltbundesamtes (UBA) [70], [160], [244] neben der allgemeinen Temperaturerhöhung mit einer Zunahme von extremen Starkniederschlägen im Winter sowie Hitze- und Trockenperioden im Sommer zu rechnen. Die Zunahme der Winter- und die Abnahme der Sommerniederschläge werden im Mittel mit jeweils 30 % prognostiziert. In den aufgeführten Gutachten wird explizit auf eine zunehmende Hochwassergefahr im Winter und Frühjahr insbesondere im Westen Deutschlands hingewiesen. Diese für Deutschland analysierten Konsequenzen treffen wegen der unterschiedlichen Lage und Topographie regional unterschiedlich stark auf die Bundesländer zu. Bezüglich der Erwärmung und der Abnahme der Sommerniederschläge bewegt sich der als Beispiel dienende Freistaat Sachsen im Bundesdurchschnitt. Die Zunahme der Winterniederschläge liegt in Sachsen etwas unter dem Durchschnitt. Selbst wenn man die Schwelle für Starkniederschläge relativ hoch ansetzt, bleiben vor allem im Erzgebirge als regionale Besonderheit das sommerliche Niederschlagsmaximum und die damit verbundene Hochwassergefahr erhalten. Zusammenfassend kann man aus den vorliegenden Klimastudien entnehmen, dass in Deutschland extreme Wetterereignisse und damit natürlich auch katastrophale Hochwasserereignisse länger, häufiger und intensiver auftreten können. In Sachsen werden neben den für die Bundesrepublik typischen Winter- und Frühjahrshochwasser, wie z. B. das lang anhaltende Frühjahrshochwasser 2006 an der Elbe, auch extreme Sommerhochwasser, wie z. B. das durch eine sogenannte Vb-Wetterlage ausgelöste äußerst intensive Augusthochwasser 2002, auftreten. Schlussfolgerung 1: In Deutschland können infolge des Klimawandels extreme Wetterereignisse und damit natürlich auch katastrophale Hochwasserereignisse länger, häufiger und intensiver auftreten. Schlussfolgerung 2: In Sachsen können neben den für die Bundesrepublik typischen Winter- und Frühjahrshochwassern auch extreme Sommerhochwasser auftreten.

1.2 Zielstellung Durch ein angemessenes Hochwasserrisikobewusstsein in allen Ebenen der Gesellschaft kann man die schädlichen Auswirkungen von Naturereignissen, wie Hochwasser vermindern. Nur mit diesem Bewusstsein kann man hochwasserangepasste und damit weniger schadanfällige Landnutzungen in hochwassergefährdeten Gebieten erreichen. Es muss anschaulich vermittelt werden, dass die Fließgewässer landschaftsprägend waren und sind und auch heute noch genügend Raum für einen schadlosen Abfluss benötigen. Um den Auswirkungen des Klimawandels und den daraus resultierenden Schäden entgegenzuwirken, gibt es mehrere Möglichkeiten. Am nachhaltigsten ist es natürlich, die Ursachen

1.2 Zielstellung

3

des Klimawandels zu analysieren und den durch den Menschen bedingten Ursachen, soweit möglich, entgegen zu wirken, was ein weltweites umwelt- und ressourcenschonendes Handeln erfordert. Den schon eingetretenen und noch zu erwartenden Veränderungen kann man durch angepasstes Verhalten (z. B. Ausweisung und Freihaltung/Entsiedlung von Überschwemmungsgebieten), Schutz- und Vorsorgemaßnahmen (z. B. Bau von Hochwasserschutzanlagen), Warnung und Aufklärung (z. B. Gefahren- und Risikokarten) und fachlich vorbereitetes Katastrophenmanagement begegnen. Die bisherigen Ausführungen zeigen, dass man für ein nachhaltiges Hochwasserrisikomanagement interdisziplinär handeln muss. Um in der heutigen Zeit ein dem Stand des Wissens entsprechenden Umgang mit Hochwasserereignissen realisieren zu können, findet international langsam und sehr unterschiedlich ausgeprägt ein Übergang vom bisherigen Sicherheitsdenken zu einer Risikokultur mit einem ganzheitlichen Denkansatz statt. Der bisher in Deutschland praktizierte Hochwasserschutz war genau wie in vielen anderen Ländern auch [193] durch ein Sicherheitsdenken gekennzeichnet. Seit den letzten größeren Hochwasserereignissen beschäftigt sich die Wissenschaft wieder verstärkt mit dem Hochwasserrisikomanagement und bereitet damit den Weg zu einer interdisziplinären Risikokultur, die für ein Umdenken beim Umgang mit Naturgefahren [219] steht. Das vorliegende Buch versteht sich als ein Beitrag zur Verbesserung der konzeptionellen Umsetzung der Hochwasservorbeugung und zur Effektivierung des praktischen Handelns im integrierten Hochwasserrisikomanagement. Mit der wissenschaftlichen Methode einer Expost-Evaluation [152] werden die Konzeptionen, der Vollzug und die Wirksamkeit der staatlichen Maßnahmen während des Augusthochwassers von 2002 nachträglich wissenschaftlich und empirisch gestützt beurteilt. Im Rahmen der Evaluation werden Wirkungsketten belegt und Kausalzusammenhänge zwischen Handlungen, Maßnahmen und Wirkungen dargestellt. Auf Grundlage der im Freistaat Sachsen gemachten Erfahrungen können im Laufe der Expost-Evaluation zahlreiche Feststellungen und Schlussfolgerungen zur nachhaltigen Verbesserung des integrierten Hochwasserrisikomanagements abgeleitet werden. Neben der allgemeinen Diskussion zum Stand des Wissens, die in ausgewählten Spezialgebieten vertieft durchgeführt wird, und der umfangreichen Aufarbeitung der Handlungen, Maßnahmen und Wirkungen der aus Sicht der Wasserwirtschaft wichtigsten Akteure wird in Ergänzung zu der vom Autor mit erarbeiteten Ereignisanalyse für das Osterzgebirge [7] und dem Kirchbachbericht [163] in dieser Arbeit schwerpunktmäßig das Hochwasserrisikomanagement während und nach dem Extremhochwasser vom August 2002 in Sachsen aus der fachlichen Sicht der Wasserwirtschaft dokumentiert und analysiert. Hierbei wird das Zusammenspiel vieler am Hochwasserrisikomanagement Beteiligten untersucht und bewertet. Als Ergebnis der Auswertung der Verhaltensweisen und des Handelns ausgewählter Akteure werden Defizite aufgezeigt und daraus Schlussfolgerungen und Hinweise für zukünftige Ereignisse abgeleitet, verallgemeinert und verfügbar gemacht. Alle Betrachtungen werden den einzelnen Phasen des integrierten Hochwasserrisikomanagements zugeordnet und in den Kontext zur EGHWRM-RL [75] gestellt. Dieses Buch soll als fachlicher Beitrag zu einem verbesserten integrierten Hochwasserrisikomanagement im Binnenland entsprechend der EG-HWRM-RL dienen. Die Inhalte und Ergebnisse werden so aufbereitet, dass durch die Umsetzung der abgeleiteten Empfehlungen (Schlussfolgerungen) in die Praxis bei zukünftigen Hochwasserereignissen weniger Schäden auftreten.

2

Integriertes Hochwasserrisikomanagement

2.1 Allgemeines Pro Jahr sind weltweit rund 200 Millionen Menschen durch 500 bis 700 Naturkatastrophen betroffen, wobei durchschnittlich 80.000 Menschen sterben und Schäden in Höhe von ca. 100 Milliarden US-Dollar entstehen [218]. Die jährlichen Schadenssummen verteilen sich vorrangig auf Asien, Amerika und Europa. Bei den anderen Kontinenten, wie z. B. Afrika, sind auch aufgrund ihres geringeren Schadenspotenzials die Schadenssummen nicht so hoch. Sowohl in den Industrie- als auch in den Entwicklungsländern steigt das Risiko durch Naturgefahren infolge der ständigen Weiterentwicklung und Bedürfniszuwächse der Gesellschaft an (siehe Bild 2-1). Die hydrologischen Ereignisse machen ca. 39 % der jährlichen Naturkatastrophen aus und bewirken ca. 9 % der Schäden und 3 % der Todesopfer [206].

Bild 2-1 Anzahl Naturkatastrophen 1980 bis 2008 [206]

Der Umgang mit diesen Risiken ist allerdings sehr unterschiedlich. In den Entwicklungsländern beschränkt man sich in der Regel auf den Wiederaufbau nach den Katastrophen. In den Industrieländern geht man meist schon weiter und errichtet noch technische Schutzmaßnahmen, die auch präventiven Charakter tragen. Für Europa lässt sich feststellen, dass meist ein hoher Stand an technischen Schutzmaßnahmen erreicht ist. Laut [218] gab es bis vor kurzem praktisch noch keine risikobasierten Schutzplanungen, bis auf erste Ansätze in der Schweiz, Österreich und Deutschland. Die in jüngster Zeit abgelaufenen Hochwasserereignisse haben aber einen Umdenkprozess in Richtung Risikokultur angestoßen.

6

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

2.2 Risikokultur Eine zeitgemäße Risikokultur beinhaltet neben der Realisierung von Vorbeugemaßnahmen mit einem verhältnismäßigen Aufwand auch die Bereitschaft, bei extremen Ereignissen Schäden hinzunehmen und ebenso die Bereitschaft, Risiken offen zu kommunizieren. Jedes am Markt tätige Unternehmen muss, um überleben zu können, zwangsläufig unternehmerische Risiken bewusst wahrnehmen, überwachen und versuchen, durch geeignete Handlungen und Strategien die Risiken zu mindern. Vermeiden lassen sich die Risiken meist nicht. Um Risikoverminderungsstrategien entwickeln zu können, sind umfassende Kenntnisse über die risikoverursachenden Prozesse (z. B. Marktanalysen) erforderlich. Dieselbe Vorgehensweise lässt sich inzwischen auf fast alle Lebensbereiche übertragen. Die Risikoforschung beschäftigt sich heutzutage mit den vielfältigsten Risiken, wie z. B. in der Ökonomie, der Gentechnologie, den Altlasten, dem Klimawandel, dem Rückgang der Biodiversität, der Bauwerkssicherheit und eben auch den Naturgefahren wie z. B. den Hochwasserereignissen. In der Tabelle 2-1 wird der Unterschied zwischen dem oft noch vorherrschenden Sicherheitsund dem Risikodenken verdeutlicht. Tabelle 2-1 Unterschied zwischen Sicherheits- und Risikodenken nach [120] Sicherheitsdenken

Risikodenken

zentrale Frage

Wie können wir uns schützen?

Welche Sicherheit zu welchem Preis?

erfasste Ereignisse

häufige

häufige und seltene

Stellenwert der Gefahren

nicht bekannt

bekannt, Bewertung berücksichtigt

Maßnahmenplanung

fachtechnisch

interdisziplinär

Vergleich von Maßnahmen

kaum möglich

Wirksamkeit vergleichbar erfasst, Akzeptanz berücksichtigt

Steuerung des Mitteleinsatzes

sektorell

aktiv, Prioritätensetzung aus Gesamtschau

Sicherheit

für die heutige Generation, hoch in einzelnen Sektoren

Solidarität mit künftig. Generationen, ausgewogen für das Gesamtsystem

Der unbedingt erforderliche und momentan zögerlich stattfindende Paradigmenwechsel von der Schadensbegrenzung zur interdisziplinären Schadensvorbeugung im Rahmen einer zeitgemäßen Risikokultur wird durch Aussagen in aktuellen Forschungsberichten bestätigt: „Das bisherige Sicherheitsdenken wird international zunehmend durch eine Risikokultur ersetzt, die zunächst gesamtheitlich betrachtet, was „überhaupt passieren kann“ (Risikoanalyse). Darauf aufbauend wird das Risiko bewertet „Was darf nicht passieren?“ und „Welche Sicherheit für welchen Preis?“ (Risikobewertung). Daraus leitet sich die Suche nach

2.3 Definition integriertes Hochwasserrisikomanagement

7

möglichen Gegenmaßnahmen ab „Wie kann mit dem Risiko bestmöglich umgegangen werden?“ (Risikoumgang).“ [120] „Während die defensive Gefahrenabwehr punktuell auf Hochwasserereignisse reagierte, beispielsweise durch eine Deicherhöhung, zielt die Risikoperspektive auf eine systematische Analyse der komplexen Risikosituation und eine Abwägung von Handlungsoptionen. Dabei kommt die Versagenswahrscheinlichkeit technischer Schutzvorrichtungen genauso in den Blick wie das Schadenspotenzial oder die Eintrittswahrscheinlichkeit extremer Hochwasserereignisse – auch mit Blick auf den globalen Klimawandel.“ [124] Wie schwierig die Umsetzung des unbedingt erforderlichen Paradigmenwechsel vom Sicherheits- zum Risikodenken in der Praxis ist, zeigt sich im föderalen Deutschland sehr deutlich und wird von Grünewald [116], [117], [118] mehrfach beschrieben.

2.3 Definition integriertes Hochwasserrisikomanagement Nach heutigem Wissensstand gibt es mehrere unterschiedliche Risikosteuerungsstrategien. In Anlehnung an [45] und [273] sollen hier einige grundsätzliche aufgeführt werden: ¾ Risikokosteuerungsstrategien: x Risikovermeidung x Risikoverminderung x Risikobegrenzung x Risikoübertragung x Risikoakzeptanz Um diese Risikosteuerungsstrategien anwenden zu können, müssen die Risiken erst einmal identifiziert und analysiert werden. Diese systematische Erfassung, Analyse und Bewertung von Risiken und die daraus abzuleitenden Aktivitäten zur Risikosteuerung bezeichnet man als Risikomanagement. Dieser Wissensstand ist bisher nicht oder nur ansatzweise zur Verminderung von Hochwasserrisiken angewendet worden. Die Erfahrungen aus den letzten Hochwasserereignissen haben jedoch gezeigt, dass nur eine ganzheitliche Betrachtung des gesamten Hochwasserrisikokreislaufes und das ressort- und grenzübergreifende Handeln aller vom Hochwasser Betroffenen zu einer möglichst großen Hochwasserrisikoverminderung, -begrenzung oder -vermeidung und damit zur Minimierung der Hochwasserschäden führen kann. Diesen äußerst vielschichtigen Vorgang bezeichnet man heute als integriertes Hochwasserrisikomanagement. In Auswertung der in der Vergangenheit abgelaufenen Hochwasserereignisse hat die Europäische Union mit der Richtlinie zur Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken im Jahre 2007 (EG-HWRM-RL) [75] die Grundlage für ein integriertes Hochwasserrisikomanagement auf europäischer Ebene geschaffen. In Umsetzung der EG-HWRM-RL werden in den nächsten Jahren flusseinzugsgebietsweise das Hochwasserrisiko bewertet, bei Betroffenheit Hochwassergefahrenkarten und Hochwasserrisikokarten erstellt und Hochwasser-

8

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

risikomanagementpläne erarbeitet, mit deren Umsetzung das Hochwasserrisiko vermindert werden soll. Das Hochwasserrisiko selbst ist als Produkt aus Eintrittswahrscheinlichkeit eines Hochwasserereignisses und der hochwasserbedingten potenziellen nachteiligen Folgen (Hochwasserschäden) auf die menschliche Gesundheit, die Umwelt, das Kulturerbe und die wirtschaftlichen Tätigkeiten definiert [75], wobei die Vulnerabilität der Schutzgüter in die Betrachtung mit einbezogen werden muss. Im Bild 2-2 ist deshalb das Hochwasserrisiko noch einmal als Interaktion von Gefährdung und Vulnerabilität dargestellt. Im weiteren Verlauf dieser Arbeit wird diese weitergehende Risikodefinition verwendet, weil damit auch die Exposition, das Schadenspotenzial und die Anfälligkeit der Schutzgüter mit berücksichtigt werden.

Bild 2-2 Risiko als Resultat der Interaktion von Gefährdung und Vulnerabilität nach [120]

Die Risikoforschung beschäftigt sich auch intensiv mit dem Risikobegriff selbst. Das Risiko wird prinzipiell in individuelles oder kollektives Risiko bzw. in Objekt- oder Globalrisiko unterschieden. Hierbei stellen die Summe aller individuellen Risiken das Kollektivrisiko bzw. die Summe aller Objektrisiken das Globalrisiko dar. Weiterführende Erläuterungen zu den Risikobegriffen können z. B. in [193] und [217] nachgelesen werden. Das Hochwasserrisiko wird von mehreren komplex miteinander verbundenen Ebenen beeinflusst. In Anlehnung an [5] sollen die wichtigsten Ebenen benannt werden:

2.3 Definition integriertes Hochwasserrisikomanagement

9

¾ Prozessebene (physikalische Prozesse wie Niederschlag, Abfluss, Gewässermorphologie, …) ¾ Maßnahmenebene (Klimaschutz, Einzugsgebietsmanagement, Hochwasserschutz, Katastrophenschutz,...) ¾ Schadensebene (Schadenspotenziale, sozio-ökonomische Aspekte, …) ¾ rechtliche Ebene (Gesetze, Verordnungen, Vorschriften auf allen Ebenen, …) ¾ politische Ebene (politische Instrumente, Politikstil, Realitätssinn, …) ¾ gesellschaftliche Ebene (Risikobewusstsein, Risikokultur, …) Die einzelnen Ebenen stehen miteinander in unterschiedlich starken Wechselbeziehungen und beeinflussen sich damit gegenseitig. So können z. B. nicht nachhaltig ausgeführte Hochwasserschutzmaßnahmen (Maßnahmenebene) sich nachteilig auf alle anderen genannten Ebenen, wie z. B. Verschärfung des Abflussverhaltens (Prozessebene), Erhöhung der Schadenspotenziale (Schadensebene), Zweifel an Sinnfälligkeit von Hochwasserschutzmaßnahmen (politische Ebene) und Verlust an Akzeptanz (gesellschaftliche Ebene), auswirken. Zum Risikokreislauf findet man in der Fachliteratur vielfältige Varianten. Allen gemeinsam ist, dass das Risikomanagement als fortlaufender und iterativer Prozess unter Berücksichtigung möglichst vieler Ebenen verstanden wird. Nach Auswertung der Literatur und den selbst gemachten Erfahrungen wird der im Bild 2-3 dargestellte Kreislauf zum Hochwasserrisikomanagement für die weiteren Betrachtungen in dieser Arbeit eingeführt. Im Normalfall sollte der Kreislauf eine Spirale darstellen, weil sich das Hochwasserschutzniveau verändert.

Bild 2-3 Kreislauf Hochwasserrisikomanagement

10

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Die einzelnen Phasen des Hochwasserrisikomanagementkreislaufes lassen sich wie folgt beschreiben [5], [116], [219]: ¾ Hochwasserereignis: ist das Abflussgeschehen mit Wasserständen oder Durchflüssen ab einem definierten Schwellwert. ¾ Hochwasserbewältigung: dient der Begrenzung des Ausmaßes und der Dauer einer Hochwasserkatastrophe. x Hochwassereinsatz mit den Bestandteilen:  Alarmierung  Rettung  Schadensabwehr durch Sofortmaßnahmen (z. B. Evakuierung, Sandsäcke, …)  Opferbetreuung (z. B. Notunterkünfte, Verpflegung, ärztliche Versorgung, …) x provisorische Instandsetzung/Sicherstellung von:  lebenswichtigen Einrichtungen (z. B. Krankenhäuser, Wasserwerke, …)  Verkehrs- und Rettungswegen  Kommunikationswegen (z. B. Telekommunikation, Internet, …)  Ver- und Entsorgungsleitungen (z. B. Wasser, Strom, Abwasser, …)  Ver- und Entsorgung (z. B. Lebensmittel, Abfall, …) x Dokumentation des Hochwasserereignisses und der Hochwasserbewältigung ¾ Regeneration: dient der Schaffung aller Voraussetzungen für den normalen Alltagsbetrieb. x Ereignisanalyse mit den Bestandteilen:  Prozessanalyse  Gefahrenanalyse  Schutzdefizitanalyse  Vulnerabilitätsanalyse x nachhaltiger Wiederaufbau von:  lebenswichtigen Einrichtungen (z. B. Krankenhäuser, Wasserwerke, …)  Verkehrs- und Rettungswegen  Kommunikationswegen (z. B. Telekommunikation, Internet, …)  Ver- und Entsorgungsleitungen (z. B. Wasser, Strom, Abwasser, …)  Ver- und Entsorgung (z. B. Lebensmittel, Abfall, …)  Gebäuden  Infrastrukturen  Gewerbe- und Industrieobjekten

2.3 Definition integriertes Hochwasserrisikomanagement

11

¾ Vorbeugung: dient der Verminderung der Vulnerabilität gegenüber Hochwasserereignissen. x Prävention:  angepasste Raumnutzung (z. B. Ausweichen vor Gefahren, angepasste Bauweisen – auch als Bauvorsorge [36] bezeichnet, …)  raumplanerische Maßnahmen (z. B. Sicherung von Retentionsräumen - auch als Flächenvorsorge [36] bezeichnet, …)  natürlicher Hochwasserschutz (z. B. Rückhalt in der Fläche, …)  technischer Hochwasserschutz  Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten x Vorsorge:  Risikovorsorge (z. B. Versicherungen, Eigenvorsorge, …)  Verhaltensvorsorge (z. B. Hochwasserschutzübungen, …)  Vorhaltung und Vorbereitung des Katastrophenschutzes  Informationsvorsorge (z. B. Hochwassernachrichtendienst, …)  Hochwasserrisikomanagementpläne Mit dem eben dargestellten Hochwasserrisikomanagementkreislauf werden viele Fachdisziplinen angesprochen. Das umfassende Zusammenspiel unter dem Dach des Hochwasserrisikomanagements steht erst am Anfang der praktischen Umsetzung. Insofern besteht nicht nur in den Einzeldisziplinen sondern auch für deren Zusammenwirken im Sinne des Hochwasserschutzes noch umfangreicher Forschungsbedarf. Bei den nachfolgenden Ausführungen werden der Zusammenhang zu den einzelnen Phasen des im Bild 2-3 dargestellten Hochwasserrisikomanagementkreislaufes und der Stand des Wissens immer eine wichtige Rolle spielen. Ziel des integrierten Hochwasserrisikomanagements ist es, neben der Risikoakzeptanz (Risikobewusstsein) die größtmögliche Vermeidung, Verminderung oder Begrenzung des Hochwasserrisikos unter Beteiligung aller Betroffenen und Akteure aller Ebenen, mit allen verfügbaren Mitteln, in allen Phasen des Risikokreislaufes zu erreichen. Schlussfolgerung 3: Moderner und nachhaltiger Hochwasserschutz kann nur durch den Wechsel zu einer interdisziplinären Risikokultur erzielt werden, die durch ein integriertes Hochwasserrisikomanagement gekennzeichnet ist.

12

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement 2.4.1 Allgemeines Um zu der heute unbedingt erforderlichen Risikokultur zu gelangen, ist ein interdisziplinäres Handeln und Forschen erforderlich. Das International Council for Science (ICSU) versucht in seinem wissenschaftlichen Konzept zur integrierten Forschung zur Katastrophenvorbeugung [144], sich den Herausforderungen beim Umgang mit natürlichen und vom Menschen verursachten Umweltgefahren zu stellen. Als wissenschaftliche Perspektiven werden dort genannt: ¾ wissenschaftliche Perspektiven beim integrierten Risikomanagement nach [144]: x Konzentration auf Risiken und Verringerung der Katastrophenrisiken x Notwendigkeit integraler Lösungsansätze übergreifend für verschiedene  Gefahren  Fachdisziplinen  Betrachtungsmaßstäbe x Bedeutung von Daten und Informationen Um diese perspektivischen Aufgaben umsetzen zu können, sind von der ICSU die nachfolgend genannten Forschungsgegenstände herausgearbeitet worden. ¾ Forschungsziele zum integrierten Risikomanagement nach [144]: x Charakterisierung von Gefahren, Vulnerabilität und Risiken  Identifizierung der für das Risiko maßgeblichen Gefahren und Vulnerabilitäten  Prognose von Gefahren und der Bewertung der Risiken  dynamische Modellierung von Risiken x Verständnis zur Entscheidungsfindung in komplexen und sich ändernden Risikozusammenhängen  Identifizierung relevanter Entscheidungsfindungssysteme und ihrer Interaktion  Verständnis zur Entscheidungsfindung im Zusammenhang mit Umweltgefahren  Verbesserung der Qualität der Entscheidungsfindungspraxis x Risikoreduzierung und Verringerung der Verluste durch wissensbasiertes Vorgehen  Vulnerabilitätsbewertung  effektive Lösungsansätze zur Risikoreduzierung Die genannten Forschungsschwerpunkte verdeutlichen nochmals die Komplexität und Interdisziplinarität des Themenfeldes. Eine im Zusammenhang mit dem Risikobegriff stehende wichtige Feststellung ist, dass zur Erstellung von Risikomodellen eine Integration des Wis-

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

13

sens zur naturwissenschaftlichen Beschreibung der natürlichen Prozesse und zum Verständnis der menschlichen Systeme benötigt wird. Im folgenden Abschnitt wird noch einmal auf die benötigten Fachdisziplinen eingegangen.

2.4.2 Benötigte Wissensgebiete Das integrierte Hochwasserrisikomanagement ist unter anderem dadurch gekennzeichnet, dass viele Wissenschaftszweige zur erfolgreichen Umsetzung benötigt werden. Die wichtigsten Handlungsfelder sind die Ingenieurwissenschaften, die Naturwissenschaften und die Geistes- und Sozialwissenschaften. Im Folgenden sollen die für das Hochwasserrisikomanagement bedeutsamsten Disziplinen genannt werden: ¾ wichtige Wissensgebiete für das integrierte Hochwasserrisikomanagement: x Rechtswissenschaften x physische Geographie

 Klimatologie x Hydrologie

 Geomorphologie

 Gewässerkunde

 Pedogeographie

 Hydrometrie

x Humangeographie

 Potamologie

 Siedlungsgeographie

 Limnologie

 Verkehrsgeographie

 Ingenieurhydrologie

 Bevölkerungsgeographie x angewandte Geographie

x Wasserbau  Hydromechanik

 Raumordnung

 Flussbau

 Raumplanung

 Stauanlagen

x Agrarwissenschaft x Geologie

x Ökonomie  Volkswirtschaftslehre

 Hydrogeologie

x Psychologie

 Bodenkunde

x Demographie

 Ingenieurgeologie

x Kommunikationswissenschaft

x Kartographie  Topographie x Meteorologie

x Medienwissenschaft x Katastrophenschutz x …

 angewandte Meteorologie Die große Palette der Wissensgebiete zeigt, dass zu einem erfolgreichen Hochwasserrisikomanagement noch viel Integrationsarbeit zu leisten ist und interdisziplinäre Akteure gefragt sind. Der einschlägigen Literatur kann man entnehmen, dass man sich bis zum Hochwasser

14

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

von 2002 in Mitteleuropa überwiegend mit Einzelprozessen oder ausgewählten Kombinationen von Prozessen in den einzelnen Wissenschaftsdisziplinen beschäftigt hat. Eine der wenigen Ausnahmen ist der Aktionsplan Hochwasser der Internationalen Kommission zum Schutze des Rheins [148], der bereits 1998 viele Elemente des integrierten Hochwasserrisikomanagements enthielt. Erst nach dem Extremereignis von 2002 sind auch übergreifende Forschungsprogramme, wie z. B. die EU-Forschungsprojekte FLOODsite [81] und ERANET-CRUE [42] zum Thema Hochwasserrisikomanagement in Europa und das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte RIMAX (Risikomanagement extremer Hochwasserereignisse) [56], [229], [230] initiiert worden. Im FLOODsite Projekt haben 37 Organisationen aus 13 EU-Staaten sich mit integrierten Hochwasserrisikoanalyse- und Managementmethoden auseinandergesetzt und in einem umfassenden Bericht [80] die Ergebnisse dargelegt. Im ERA-NET-CRUE Netzwerk, an dem 13 besonders stark vom Hochwasser betroffene Länder beteiligt sind, wurden in einer ersten Phase die zahlreichen nationalen Forschungsförderungen auf dem Gebiet des Hochwasserrisikomanagements in Europa identifiziert und quantifiziert [118]. Durch Grünewald [118] wird ausgeführt, dass der Schwerpunkt in diesen Förderprogrammen meist auf naturwissenschaftlichen und technischen Disziplinen liegt, dass aber auch einige Programme in Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, England und Ungarn sozioökonomische Problemstellungen zum Inhalt haben. Die im Bild 2-4 dargestellten Forschungsprogramme der CRU-Partner zum Hochwasserrisikomanagement bestätigen dies. Weiterhin kann man aus der Abbildung entnehmen, dass die mehr wissenschaftlich orientierten Projekte (helle Farben) eher disziplinär und die mehr politisch orientierten Projekte (dunklere Farben) eher interdisziplinär angelegt sind.

- helle Ellipsenfarbe steht für wissenschaftlich orientierte Projekte; - je dunkler Ellipsenfarbe umso mehr politisch orientierte Projekte

Bild 2-4 Hochwasserrisikomanagementprogramme bei CRUE-Partnern [41]

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

15

Im Rahmen des schon erwähnten RIMAX-Programms sind in 38 Projekten ebenfalls viele Themen zur Verbesserung des Hochwasserrisikomanagements naturwissenschaftlich-technischer aber auch sozio-ökonomischer Natur bearbeitet worden, worauf in den folgenden Abschnitten noch näher eingegangen wird. Im Bereich des kommunalen Hochwasserschutzes gab es in Deutschland bis zum Oderhochwasser 1997 ebenfalls kaum Forschungsaktivitäten. Jüpner [161], [162] stellt dazu fest, dass bisher immer nur Teilaspekte, wie z. B. hydraulische Modellierungen oder bautechnische Fragen, im regionalen Hochwasserschutz bearbeitet worden sind und es erforderlich ist, den vorliegenden Wissensstand zu verfeinern, die Vorhersagegenauigkeiten zu erhöhen, lokale und grenzüberschreitende Zusammenarbeiten effektiver zu organisieren und Hochwasservorsorgemaßnahmen bei den Betroffenen direkt anzustoßen und qualifiziert zu begleiten. Erst durch die jüngsten Hochwasser sind auch dieses Themengebiet enthaltene Aktivitäten ausgelöst worden. Beispielhaft sollen hier die Projekte OderRegio (Transnationale Konzeption zur raumordnerischen Hochwasservorsorge im Einzugsgebiet der Oder) [212], IKoNE (Integrierte Konzeption Neckar-Einzugsgebiet) [140]; SAFER (Strategies and Actions for Flood Emergency Risk Management) [234], HzG (Hochwasserinformationssystem zur Gefahrenabwehr) [139] und ELLA (Vorsorgende Hochwasserschutzmaßnahmen durch transnationale Raumordnung) [69] genannt werden. Im Weiteren soll überblicksmäßig der Wissensstand zu ausgewählten Fachdisziplinen kurz dargestellt und der aus Sicht des Autors noch vorhandene Forschungsbedarf im Sinne der Verbesserung des Hochwasserrisikomanagements aufgezeigt werden.

2.4.3 Gefährdung Im Bild 2-2 ist das Risiko als Interaktion von Gefährdung und Vulnerabilität dargestellt. Um das Hochwasserrisiko besser einschätzen zu können, müssen die gefahrauslösenden Prozesse in ihrer Intensität und ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit möglichst genau beschrieben werden. Deshalb soll zuerst die für das Hochwasserrisiko bedeutsame Prozessebene anhand des im Bild 2-5 dargestellten Wasserkreislaufes näher betrachtet werden.

Bild 2-5 Wasserkreislauf [194]

16

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

2.4.3.1 Meteorologie Angetrieben durch die Sonnenenergie wird durch Evaporations- und Transpirationsprozesse Wasser in die Troposphäre gehoben, die auch als Wetterschicht bezeichnet wird. Für eine möglichst präzise Hochwasservorhersage werden entsprechende Wettervorhersagen benötigt. An dieser Stelle ist der Stand des Wissens der Klimatologen und Meteorologen entscheidend. Heutzutage werden die Wetterprognosen im Wesentlichen durch die Kombination aus numerischen und synoptischen Vorhersagen erstellt. Ausgehend von numerischen globalen Wettermodellen (z. B. GME – globales Modell des Deutschen Wetterdienstes) können bei günstigen Voraussetzungen Großwetterlagen bis zu 10 Tage im Voraus prognostiziert werden. Aufgrund der chaotischen Natur des Wetters können kleine Veränderungen der für die numerischen Berechnungen getroffenen Randbedingungen zu völligen Veränderungen der Prognosen bei mittel- und langfristigen Vorhersagen führen. Um die Vorhersagegenauigkeit zu erhöhen werden einerseits lokale (z. B. COSMO-EU – lokales Modell des Deutschen Wetterdienstes) sowie Kürzestfrist-Modelle (z. B. COSMO-DE – Kürzestfrist-Modell des Deutschen Wetterdienstes) eingesetzt und andererseits mehrere Rechendurchläufe mit leicht veränderten Randbedingungen durchgeführt und in Ensembles verglichen [53], [54]. Wegen des enormen Rechenaufwandes (trotz Supercomputer) und der riesigen zu verarbeitenden Datenmengen müssen Vereinfachungen getroffen werden und es können auch noch nicht alle Einflussfaktoren berücksichtigt werden. Da deshalb die aktuellen numerischen Prognosemodelle noch unzureichende Ergebnisse liefern, werden den numerischen Berechnungen noch statistische Verfahren, wie z. B. die MOS-Verfahren (Model Output Statistics) nachgeschaltet, um somit auch die lokale Klimatologie der Wetterstationen zu berücksichtigen und kleinräumige Prognosen abgeben zu können. Trotz der enormen Entwicklung in den letzten Jahrzehnten (Prognosequalität verbessert sich ca. alle 10 Jahre um einen Tag) und einer Treffsicherheit der Prognosen von ca. 75 % für drei Tage und von ca. 90 % für 24 Stunden [126] ist die Wettervorhersagegenauigkeit für Niederschlags- und damit für Hochwasservorhersagen noch zu ungenau. Die auf aktuellen Wetterbeobachtungen beruhenden Kurzfristvorhersagen (Nowcasting – ein bis drei Stunden) sind zwar sehr genau, bieten aber aufgrund der Kurzfristigkeit kaum Reaktionszeiten für Gegenmaßnahmen. Am Beispiel der Niederschlagsprognose und der IST-Situation an der Talsperre Eibenstock im Zeitraum vom 05.08.2006 bis 07.08.2006 soll verdeutlicht werden, dass die Treffsicherheiten der Vorhersagen für Hochwasser oder Talsperrenbewirtschaftungsaufgaben noch sehr ungenau sind. Für den genannten Zeitraum gab es eine Unwetterwarnung, die Niederschläge von bis zu 233 mm in der im Bild 2-6 eingezeichneten zeitlichen Verteilung prognostiziert hatte. In der Realität sind maximal 49 mm in der im Bild 2-6 dargestellten zeitlichen Verteilung (überhöht dargestellt) gemessen worden. Dieses Beispiel zeigt sehr eindrucksvoll, dass sowohl die zeitliche und räumliche Verteilung als auch die Niederschlagshöhe sehr unzureichend vorhergesagt worden sind. Gerade in den Gebirgs- und Mittelgebirgslagen führen diese noch vorhandenen Prognoseungenauigkeiten dazu, dass vorhergesagte Niederschlagsereignisse in benachbarten Einzugsgebieten niedergehen können und damit eine völlig andere Betroffenheit existiert. Dieser Umstand führt neben den damit verbundenen hydrologischen und wasserwirtschaftlichen Themen auch zu Problemen beim Hochwassernachrichtendienst. Bei häufigen Fehlmeldungen (z. B. Nichteintreffen des Ereignisses) stumpfen die Betroffenen ab und reagieren nicht mehr auf Warnungen.

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

17

Bild 2-6 Prognose- und IST-Niederschlag/Zufluss an der TS Eibenstock [240]

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Zuverlässigkeit und Genauigkeit von Wetterprognosen ein Randwertproblem darstellt und noch wesentlich erhöht werden muss, um verlässliche Informationen für den Hochwassernachrichtendienst und die Bewirtschaftung der Gewässer und Stauanlagen bereitstellen zu können. Insbesondere die Qualifizierung der Vorhersagen für die Niederschlagsintensität und die zeitliche und räumliche Niederschlagsverteilung stellen eine noch zu bewältigende Aufgabe dar. Schlussfolgerung 4: Die Zuverlässigkeit und Genauigkeit von Wetterprognosen, insbesondere der Vorhersagen für die Niederschlagsintensität und die zeitliche und räumliche Niederschlagsverteilung, müssen für einen zuverlässigen Hochwassernachrichtendienst und eine situationsgerechte Bewirtschaftung von Gewässern und Stauanlagen noch wesentlich erhöht werden.

2.4.3.2 Ingenieurhydrologie und Gerinnehydraulik Nach der Auseinandersetzung mit dem Niederschlag, der als Regen, Hagel oder Schnee auf die Erdoberfläche oder deren Bewuchs fällt, spielen der Abtau- und/oder der Abflussprozess des Wassers auf und unter der Erdoberfläche eine entscheidende Rolle für das Hochwasserrisiko. Üblicherweise wird der Abflussprozess in die Phasen Abflussbildung, Abflusskonzentration und Gerinneabfluss unterteilt (siehe Bild 2-7). Die Ingenieurhydrologie hat hier unter

18

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Zuhilfenahme vieler anderer weiter oben aufgezählter Wissenschaftszweige einen sehr komplexen Prozess zu beschreiben. Neben der Bedeutung für die Hochwasservorhersage haben die aus einer möglichst genauen Beschreibung der Niederschlags-Abfluss-Prozesse abzuleitenden hydrologischen Kenngrößen, wie z. B. Wasserstands-Abfluss-Beziehungen, auch maßgeblichen Einfluss auf die Dimensionierung von Wasserbauwerken, wie z. B. technische Hochwasserschutzbauten, die Bewirtschaftung von wasserbaulichen Anlagen, wie z. B. die Talsperrensteuerung, und die bei der Erstellung von Intensitäts-, Gefahren- und Risikokarten auszuweisenden Gebiete.

Bild 2-7 Schematische Darstellung des Abflussprozesses [29]

Die Abflussbildung wird durch mehrere physikalische Prozesse beeinflusst. Maßgeblich für den Abfluss ist der effektive Niederschlag, d. h. der Teil des Gebietsniederschlages, der die Erdoberfläche erreicht und als Direktabfluss wirksam wird. Durch den Gebietsrückhalt werden Teile des Gebietsniederschlages durch z. B. Interzeption, Evaporation, Transpiration und Infiltration nicht oder nicht unmittelbar abflusswirksam. Durch die Interzeption erreicht nicht der komplette Niederschlag die Erdoberfläche und durch die Interzeptionsverluste gelangt ein Teil des Niederschlages direkt in die Atmosphäre zurück. Insbesondere Bäume und Pflanzen mit einem großen Blattflächenindex (LAI = Verhältnis der Blattflächen eines Pflanzenbestandes zu der von ihm bedeckten Bodenfläche) erreichen hohe Interzeptionsraten. Anhand der Vegetationsart, als eine den Abfluss beeinflussende Komponente, wird deutlich, dass Entwaldungen oder Umwandlungen von Grün- in Ackerland die Menge und die Intensität des effektiven Niederschlages beträchtlich erhöhen können, was zu verstärkter Erosion und höheren Hochwasserrisiken führen kann. Durch die Evaporation und Transpiration wird ebenfalls ein Teil des Niederschlages wieder direkt der Atmosphäre zugeführt. Durch die Infiltration versickert ein Teil des Niederschlages und trägt entweder zur Grundwasserneubildung bei oder fließt als Zwischenabfluss (Interflow) der Schwerkraft folgend dem Vorfluter zu. Die Infiltrationsraten sind von der Bodendurchlässigkeit, der Bodenfeuchte, der Bodenspeicherkapazität und der Vegetation abhängig. Bei Infiltrations- oder Sättigungsüberschuss tritt nur Oberflächenabfluss auf. Durch urbane Beeinflussungen, wie z. B. Versiegelungen, wird die Infiltration unter Umständen ganz unterbunden und damit der direkte Oberflächenabfluss ver-

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

19

stärkt und beschleunigt, was ebenfalls zu einer Erhöhung von Hochwasserrisiken führen kann. Der Anteil des effektiven Niederschlages nimmt bei anhaltenden Niederschlägen zu, da der Gebietsrückhalt abnimmt. Die Volumenbedingung für den Direktabfluss lautet nach [61]: te

VQD

³ Q D t dt

t0

mit:

VQD VNe t0 te QD iNe iN iV AE

-

te

VNe

³ i Ne t ˜ A E dt

t0

te

AE

³ >i N t  i V t @dt

(2.1)

t0

Volumen des Direktabflusses Volumen des effektiven Niederschlages Beginn des Niederschlag-Abfluss-Ereignisses Ende des Niederschlag-Abfluss-Ereignisses Direktabfluss effektiver Niederschlag Gesamtniederschlag Gebietsverlust/-rückhalt oberirdisches Einzugsgebiet

Für die Ermittlung des effektiven Niederschlages bzw. des Direktabflusses werden verschiedene in der Regel Verlustraten- und Abflussbeiwertansätze, wie z. B. das SCS-Verfahren (SCS – U.S. Soil Conservation Service), das Horton-Verfahren, das Lutz-Verfahren oder das Koaxialdiagramm verwendet [68], [190]. Um die Abflussbildung mathematisch einfacher beschreiben zu können, werden die Verlustmodelle meist in einen einfacher zu bestimmenden Anfangsverlust und in einen zeitlich veränderlichen Abflussbeiwert untergliedert. Vielfache Untersuchungen belegen, dass die Gebietsverlusthöhen und deren zeitliche Variabilität sehr stark von den ereignisspezifischen Einflüssen, wie z. B. Jahreszeit, Temperatur, Vorfeuchte und Niederschlag, sowie von den einzugsgebietsspezifischen Einflüssen, wie z. B. Geologie, Topographie, Oberflächenbeschaffenheit, Bodentyp und Bodennutzung, abhängig sind [115]. Die große Anzahl von auch natürlichen Einflussgrößen auf die Abflussbildung verdeutlicht sofort die Probleme bei der genauen mathematisch-physikalischen Beschreibung und Bestimmung des effektiven Niederschlages. So ergaben z. B. Verfahrensvergleiche von Klatt [164] und Göppert [115] bei der Anpassung der Gebietsabflussbeiwerte für Prozentansätze deutlich bessere Ergebnisse als die physikalisch besser begründeten Verlustraten-Ansätze. Neben der bisher beschriebenen Abflussbildung spielt für die Hochwasserentstehung die Abflusskonzentration eine entscheidende Rolle. Diese wird in der Hydrologie als eine Transformation des effektiven Niederschlages in die Direktabflussganglinie aus dem oberirdischen Einzugsgebiet verstanden. Die meisten heute existierenden Abflusskonzentrationsmodelle gehen aus Vereinfachungsgründen von einem linearen zeitinvarianten Systemverhalten aus. Neben Translations- und Translations-Retentionsmodellen ist das bereits 1932 von Sherman entwickelte Einheitsganglinienverfahren (Unit Hydrograph), das als Datengrundlage synchrone Niederschlags-Abfluss-Aufzeichnungen des Einzugsgebietes benötigt, heute noch weit verbreitet. Da jedoch auch für unbeobachtete Gebiete Aussagen getroffen werden müssen, sind in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Regionalisierungsverfahren entwickelt worden, die mittels normierter Einheitsganglinien, Standardeinheitsganglinien oder z. B. Spei-

20

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

cherkaskaden die Ableitung synthetischer Systemfunktionen aus Gebiets- und Ereigniskenngrößen ermöglichen. Neben dem Oberflächenwasserabfluss können aber auch der Zwischen- und Grundwasserabfluss und deren Interaktion für die Hochwasserentstehung maßgebend sein. Alle drei Abflussarten erreichen als Direkt- oder Basisabfluss zeitlich versetzt (Basisabfluss verzögert) die in den geomorphologischen Tiefenlinien befindliche Vorflut und als Oberflächengewässer letztendlich das offene Meer. Die drei Abflussarten unterliegen folgendem Zusammenhang: QG = QD + QB

(2.2)

QD = QO + QInterflow

(2.3)

mit:

QG QD QB QO QInterflow

-

Gesamtabfluss Direktabfluss Basisabfluss Oberflächenabfluss Zwischenabfluss

Die einzelnen Abflussarten stellen in der Natur dreidimensionale instationäre Strömungsvorgänge dar. Wegen der komplizierten mathematischen Beschreibung und der enormen Rechenaufwände werden in der Praxis nur die für die jeweilige Betrachtung maßgebenden Strömungsvorgänge mathematisch beschrieben. Im Folgenden soll dies am Beispiel des Oberflächenabflusses demonstriert werden. Für den Oberflächenabfluss einer Hochwasserwelle werden z. B. oft die Saint-Venant‘schen Differentialgleichungen für den eindimensionalen instationären Abfluss in offenen Gerinnen angesetzt: Kontinuitätsgleichung:

wQ wA  wx wt mit:

Q A -

q

(2.4)

Abfluss Fließquerschnitt

x t -

Ort Zeit

q -

Zufluss

Impulssatz:

1 wv v wv wh ˜  ˜   I e  Is g wt g wx wx mit:

v h x t

-

Fließgeschwindigkeit Wasserspiegelhöhe Ort Zeit

0

(2.5) g Is Ie -

Erdbeschleunigung Sohlgefälle Energieliniengefälle

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

21

Zur Lösung dieses Systems von partiellen Differentialgleichungen 1. Ordnung für die unbekannten Funktionen h(x,t) und v(x,t) müssen als Anfangsbedingung die Wassertiefen und die Fließgeschwindigkeiten auf der gesamten zu berechnenden Gewässerstrecke bekannt sein und als Randbedingung am oberen und unteren Ende des Berechnungsabschnittes zu jedem Zeitpunkt die Wassertiefe und die Fließgeschwindigkeit vorliegen. Da sich diese Rand- und Anfangsbedingungen aufgrund der nicht zur Verfügung stehenden Daten meist nicht erfüllen lassen und zur Lösung ein großer numerischer Rechenaufwand besteht, reduziert man die Modelle noch weiter. Bei Vernachlässigung der lokalen und konvektiven Beschleunigungsterme reduziert sich die Impulsgleichung in Formel (2.5) zu:

wh  I e  Is wx

0

(2.6)

Damit ergibt sich aus den Formeln (2.4) und (2.6):

wQ wt mit:

D D u

w 2Q wx

2

-

u

wQ  u ˜q wx

(2.7)

Diffusionskoeffizient in m²/s Translationsgeschwindigkeit in m/s

Dieses vereinfachte hydrodynamische Wellenablaufmodell ist unter den Bezeichnungen Diffusionswellenansatz oder Translations-Diffusions-Modell bekannt. Wenn man nun auf der Basis von Faltungsoperationen das Flussgebiet modelliert und das Wellenablaufmodell in Form einer Impulsantwort darstellt, kann man durch Faltung der Zuflüsse QZ(0,t) mit der ǻt-Impulsantwort für jede beliebige Stelle x entlang der Flussstrecke die zugehörigen Abflussganglinien QA(x,t) ermitteln. Diese Berechnungen werden allgemein als Flood-Routing bezeichnet. Für einen Dirac-Impuls an der Stelle x=0 zum Zeitpunkt t=0 ergibt sich die gültige Impulsantwort für Formel (2.7) zu:

h x , t

ª u ˜ t  x 2 º x ˜ ˜ exp « » 4 ˜ D ˜ t ¼» 2S ˜ D 0,5 t1,5 ¬« 1

(2.8)

Für die ǻt-Impulsantwort sind verschiedene Möglichkeiten untersucht worden. Gute Berechnungsergebnisse liefert z. B. der folgende Ansatz nach Plate [11]:

h x, t





x / 2 D 't t t˜S





ª § x/ 2 D ˜ exp « t¨ ¨ « © t  u/ 2 D ¬





· ¸ ¸ ¹

2º

» » ¼

(2.9)

22

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Die letzten Ausführungen bezogen sich auf den reinen Wasserabfluss und sollten verdeutlichen, dass die Niederschlags-Abfluss-Prozesse äußerst komplexe Vorgänge sind, die bei weitem noch nicht vollständig beschrieben werden können. Wenn man nun die Betrachtungen während des Fließvorganges auf weitere im Hochwasserfall maßgebende schadensverursachende Prozesse, wie z. B. Erosionen, Sedimentationen, Verklausungen usw. ausdehnt, dann erhöhen sich der Grad der Komplexität und damit die Ungenauigkeit und Unsicherheit bei der Prozessbeschreibung und Modellierung enorm. Weiter vorn sind anhand der Talsperre Eibenstock schon die Unsicherheiten bei der Niederschlagsprognose gezeigt worden. Am selben Beispiel kann man aber auch gut den Zusammenhang zum Abfluss verdeutlichen. Auf Grundlage der Niederschlagsprognosen wurden für den Zeitraum vom 05.08.2006 bis 07.08.2006 Zuflüsse von bis zu 121 m³/s in der im Bild 2-6 eingezeichneten Verteilung prognostiziert. In der Realität sind maximal 21 m³/s in der im Bild 2-6 dargestellten Verteilung gemessen worden. Damit ergaben sich für den Beckeninhalt (Prognose 76 Mio. m³; IST 60 Mio. m³) ebenfalls enorme Unterschiede zwischen Prognose und Wirklichkeit. Für die Strömungsvorgänge im Grundwasser (Basisabfluss) könnte man in ähnlicher Weise auf der Grundlage des Darcyschen Gesetzes die Bewegungsgleichung für die Filterströmung ableiten. Die Grundwasserströmung wird hauptsächlich durch die Schwerkraft, Druckkraft, Kapillarkraft und Reibungskraft beeinflusst. Für den Basisabfluss sind die Datenlagen noch wesentlich ungünstiger als im Oberflächenwasserbereich und die Modelle ebenfalls mit großen Unsicherheiten behaftet. Für die Praxis sind zur N-A-Modellierung zahlreiche auch schon sehr komplexe Berechnungsmodelle entwickelt und als Softwarelösungen umgesetzt worden, die viele der maßgebenden physikalischen Prozesse schon sehr gut wiedergeben. Durchgesetzt haben sich deterministisch, physikbasierte, distribuierte oder sogenannte verteilte hydrologische Einzugsgebietsmodelle, die in der Lage sind, den terrestrischen Teil des hydrologischen Kreislaufs mit unterschiedlichen Schwerpunkten zu simulieren. Beispielhaft sollen hier einige in Deutschland verwendete Modelle, wie MIKE SHE [60], WaSiM-ETH [159], HEC-HMS [264], HSPF [266] oder das für große europäische Flüsse angewendete LISFLOOD [77] genannt werden. Das Bild 2-8 soll anhand der verschiedenen Ebenen der in Deutschland üblichen Niederschlags-Abflussmodelle noch einmal zeigen, dass es sich hier um sehr anspruchsvolle und komplexe Berechnungsmodelle handelt, die von vielen Randbedingungen und in ihrer Genauigkeit von einer angemessenen Datenlage abhängig sind. Die im Kapitel 5 in der Tabelle 5-3 dargestellte Gegenüberstellung der statistischen Einordnung des Hochwasserereignisses von 2002 verdeutlicht z. B. sehr anschaulich die Abhängigkeit der Ergebnisse und hydrologischen Bewertungen von den vorhandenen Datenlagen. Für die Entscheidungsebene sind neben der Qualität und Zuverlässigkeit der hydrologischen Prozessaussagen die richtige Einschätzung der Hochwassercharakteristik von Bedeutung. Die Hochwassercharakteristik wird im Wesentlichen durch die Eintrittswahrscheinlichkeit, die Fließdynamik, eventuelle Inhaltsstoffe oder Kontaminationen, den Sediment- und Schwebstofftransport und die Jahreszeit gekennzeichnet.

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

23

Bild 2-8 Ebenen für hydrologische Niederschlags-Abflussmodelle nach Plate [223]

Schlussfolgerung 5: Die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Niederschlags-Abflussmodelle muss noch wesentlich erhöht werden, um praxistaugliche hydrologische Kenngrößen für die Dimensionierung von Wasserbauwerken, wie z. B. technische Hochwasserschutzbauten, für die situationsgerechte Bewirtschaftung von Stauanlagen und Gewässern, für die vertrauenswürdige Ausweisung von Risikogebieten in Intensitäts- und Gefahrenkarten und für die verlässliche Hochwasservorhersage zu haben. Nach der Bereitstellung der hydrologischen Kennwerte sind in diesem interdisziplinären Prozess nun die Wasserbauingenieure gefragt. Mit Hilfe der durch die Ingenieurhydrologie an ausgewählten Gewässerknoten bereitzustellenden Wasserstands-Abflussbeziehungen müssen für die kompletten Gewässer hydraulische Berechnungsmodelle aufgestellt werden, um überall die hydraulischen Belastungsgrößen (Durchfluss, Wasserstand, Fließgeschwindigkeit, Schubspannungen) zu kennen. Diese Angaben werden u. a. für die Dimensionierung von Wasserbauwerken oder die Erstellung von Gefahren- oder Risikokarten benötigt. Die natürlichen Fließvorgänge im Gewässer sind dreidimensional. Für solche dreidimensionale Strömungsberechnung werden üblicherweise die vollständigen Navier-Stokes-Glei-

24

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

chungen verwendet, die man durch Aufsplittung des Geschwindigkeitsvektors in die sogenannten Reynolds-Gleichungen [173] überführen kann (siehe Formel (2.10)).

wu i wx i

0

(2.10)

wz s w § Qwu1 W1i ¨   :u 2  wx i ¨© wx i U wx1

wu1 wu  ui 1 wt wx i

g

wu 2 wu  ui 2 wt wx i

g

wp wx 3 mit:

· ¸¸ ¹

wz s w § Qwu 2 W 2i · ¨ ¸   :u1  wx i ¨© wx i U ¸¹ wx 2

U ˜ g ui xi zs i ȡ Ȟ IJi ȍ g t

-

Geschwindigkeit in Richtung der Koordinate Richtungskomponente der Strömung freie Fluidoberfläche 1, 2, 3 mögliche Komponenten Dichte des Fluids (hier Wasser) kinematische Viskosität Schubspannung Beiwert der Turbulenzverluste Erdbeschleunigung Zeit

Bei der Lösung dieses komplexen Differenzialgleichungssystems besteht das Problem der Ermittlung der freien Wasserspiegeloberfläche zs als bewegliche Systemgrenze. Eine allgemeine Lösung dieses Gleichungssystems gibt es bisher noch nicht, weshalb numerische Lösungsverfahren in Form von sogenannten hydrodynamisch-numerischen Modellen (HNModelle) zum Einsatz kommen müssen. Dabei ist meist bei einem typischen Fließgewässer die Wassertiefe (z-Koordinate) wesentlich kleiner als die Gewässerbreite (y-Koordinate) und die Gewässerlänge (x-Koordinate). Im Bild 2-9 ist ein für eine 3D-Berechnung unterteilter Fließquerschnitt dargestellt. Mit 3D-Modellen können für jeden räumlichen Punkt im Modellgebiet die wichtigsten strömungscharakterisierenden Größen (z. B. Fließgeschwindigkeit, Fließrichtung, Wasserstand…) ermittelt werden [173]. Gängige Softwarelösungen sind z. B. FLOW-3D [82], ANSYS-CFX oder ANSYS-Fluent [3], Delft 3D [47] oder MIKE 3 [59]. Weil der Aufwand zur Modellerstellung (Netzgenerierung, Erzeugung von Anfangs- und Randbedingungen, Parameterbestimmung) und die Lösung der Gleichungssysteme (Rechenaufwand, Visualisierung der Ergebnisse) sehr groß ist, werden 3D-Modelle bisher vorwiegend in Forschungseinrichtungen und in der Praxis nur für Spezialprobleme, wie z. B. kleinskalige Nahfeldberechnungen bei der numerischen Simulation von Bauwerksumströmungen eingesetzt.

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

25

Bild 2-9 Wasserspiegellagenberechnung 3-dimensional [224]

Da bei den meisten Fließgewässern die Wassertiefe im Verhältnis zur Fließbreite oder -länge sehr gering ist, kann man die in Formel (2.10) angegebenen Reynolds-Gleichungen durch Integration über die Gewässertiefe in die Flachwassergleichungen überführen, die die Grundlage für die tiefengemittelten 2D-Modelle bilden. Im Bild 2-10 ist ein für eine 2D-Berechnung unterteilter Fließquerschnitt dargestellt. Die Anwendung von 2D-Modellen ist bei Fließgewässern mit Fließwegen über die Vorländer oder bei ausgeprägtem Ausuferungsverhalten, bei Krümmungen, starken Querschnittsveränderungen, Verzweigungen, Einmündungen und anderen besonderen Situationen am Gewässer sinnvoll.

Bild 2-10 Wasserspiegellagenberechnung 2-dimensional [224]

26

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Bei einer 2D-Berechnung liegen die Ergebnisse, wie z. B. Wasserspiegellage, Abflussaufteilung im Hauptgerinne oder den Vorländern, Fließgeschwindigkeiten, Sohlschubspannungen, Überflutungsgrenzen, Retentionswirkung usw., immer noch flächenhaft vor. Die strömungscharakterisierenden Größen (z. B. Fließgeschwindigkeit, Fließrichtung, …) liegen im Gegensatz zur 3D-Berechnung nur noch gemittelt über die Tiefe vor, was zwangsläufig zu Informationsverlusten führt. Obwohl der Aufwand zur Modellerstellung (Netzgenerierung, Erzeugung von Anfangs- und Randbedingungen, Parameterbestimmung) und der Lösung der Gleichungssysteme (Rechenaufwand, Visualisierung der Ergebnisse) geringer als bei 3D-Modellen ist, stellt er immer noch eine limitierende Größe dar. Ein Nachteil, der durch die Entwicklung der Rechentechnik immer kleiner wird, sind die momentan noch verhältnismäßig langen Rechenzeiten, so dass der Einsatz von 2D-Modellen für hydraulische Längsschnitte von ganzen Fließgewässern gegenwärtig noch nicht sinnvoll ist. Ein weiteres Problem ist die gerade für Hochwassersimulationen oft unzureichende Datenbasis für die Modellkalibrierungen (siehe auch 8.5). Bei zu wenigen Daten kann dies zu Instabilitäten im Modell bis zum Scheitern instationärer Simulationen führen. Heute erfolgreich verwendete Softwarelösungen sind z. B. SMS [4], HYDRO_AS-2D [138], SOBEK [48], MIKE 21 [58] oder MeadFlow [142]. Zur mathematischen Lösung dieser 2D-HN-Modelle müssen Anfangs- und Randbedingungen vorgegeben werden. Bei instationären Simulationen z. B. müssen alle Rechenknoten für den Zeitpunkt t=0 mit einem Wert belegt werden. Da die dafür erforderlichen Messdaten meist nicht flächendeckend vorliegen, müssen durch den Anwender sinnvolle Annahmen für den Anfangszustand getroffen werden. Die meisten Berechnungsprogramme bieten dazu unterstützende Optionen an. Die Berechnung einiger Zeitschritte zeigt dann, ob mit dem gewählten Anfangszustand und den verfügbaren Daten das Modell numerisch stabil läuft. Auch für die Vorgabe der Randbedingungen an den festen und offenen Modellrändern werden umfassende Daten zu den Geometrien sowie Zu- und Abflussbedingungen benötigt. Folgende Datengrundlagen sollten verfügbar sein: ¾ Datengrundlagen für 2D-HN-Modelle nach [130]: x Bathymetrie x Linienführung des Gewässerabschnittes x Uferstrukturen x historische Veränderungen x Oberflächenrauheiten im Untersuchungsgebiet x Geländemodell des Überflutungsgebietes x Bebauungsstrukturen im Überflutungsgebiet Weitere Hinweise zu den für 2D- und 1D-Berechnungen erforderlichen Datengrundlagen sind nach der folgenden Beschreibung der 1D-HN-Modelle und in [123] zu finden. Trotz dieses hohen Rechenaufwandes und Datenbedarfes werden unterstützt durch die immer besser werdenden Programmsysteme zunehmend mehr 2D-Simulationen auch für größere Gewässerabschnitte durchgeführt. Stellvertretend sollen hier die Berechnungen am Institut für Wasserbau und THM der TU Dresden für die Elbe und die Weißeritz im Stadtgebiet von Dresden [130] und die Vereinigte Mulde im Bereich Wurzen [131] genannt werden.

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

27

Für die Berechnung hydraulischer Längsschnitte kompletter Fließgewässer werden bei ausreichender Datenlage i. d. R. die 1D-Modelle eingesetzt. Durch vertikale und horizontale Integration der 3D-Gleichungen (siehe Formel (2.10)) erhält man die weiter oben aufgeführten Saint-Venant‘schen-Gleichungen (siehe Formeln (2.4) und (2.5)) für eindimensionale instationäre Abflüsse. Unter Annahme eines logarithmischen vertikalen Geschwindigkeitsprofiles wird für das Energieliniengefälle dabei meist die in Formel (2.11) dargestellte empirisch belegte Darcy-Weisbach-Beziehung benutzt.

v v ˜O

Ie

(2.11)

8g ˜ rhy

mit:

Ie v Ȝ g rhy

-

Energieliniengefälle Fließgeschwindigkeit Reibungsbeiwert Erdbeschleunigung hydraulischer Radius

Für die Berechnung des Reibungsbeiwertes Ȝ werden oft die von Colebrook-White (Formel (2.12)) und von Prandtl-Colebrook (Formel (2.13)) aufgestellten Beziehungen verwendet.

1 O mit:

1 O

k § · ¨ 2,51 rhy ¸ 2 ˜ log¨  ¸ ¨ Re O 14,84 ¸ © ¹ k Re

-

(2.12)

absolute Rauheit des Gerinnes Reynoldszahl

§ k · ¨ rhy ¸ 2,03 ˜ lg¨ ¸ ¨ 14,84 ¸ © ¹

(2.13)

Ein für eine 1D-Berechnung betrachteter Fließquerschnitt ist im Bild 2-11 dargestellt. Diese Modelle berücksichtigen den Abfluss und die Wasserspiegellinie nur in der Hauptfließrichtung und reduzieren das Abflussverhalten auf über den Fließquerschnitt gemittelte hydraulische Parameter, wie z. B. Wasserspiegellage, Fließgeschwindigkeiten, Sohlschubspannungen. Hier nimmt man zugunsten des gegenüber 3D- und 2D-Modellen geringeren Modellierungs- und Rechenaufwandes weitere Genauigkeits- und Informationsverluste in Kauf. Zum Ausgleich sind zur Berücksichtigung von Veränderungen quer zur Fließrichtung 1D-Modelle mit gegliederten Fließquerschnitten (Hauptgerinne, Vorländer, Retentionsräume, Uferzonen, Buhnen, Bewuchs…) entwickelt worden. Die jeweils benachbarten Fließquerschnitte werden bei diesen Modellen bezüglich Wasserspiegel- und Energielinienbilanz gekoppelt. Auch Polder und Rückstauerscheinungen können über die bekannten hydraulischen

28

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Zusammenhänge in 1D-Modellen berücksichtigt werden. Erfolgreich angewendete Softwarelösungen für 1D-Berechnungen sind z. B. WAVOS [27], HEC-RAS [265], MIKE 11 [57] oder WspWin [18].

Bild 2-11 Wasserspiegellagenberechnung 1-dimensional [224]

Stellvertretend für erfolgreiche 1D-HN-Anwendungen sollen hier die Berechnung am Institut für Wasserbau und THM der TU Dresden für die Weiße Elster im Großraum Leipzig [129] und die Berechnungen der Bundesanstalt für Gewässerkunde für ca. 1.000 km an der Elbe und ihren Zuflüssen [27] genannt werden. Zur mathematischen Lösung dieser 1D-HN-Modelle müssen als Anfangsbedingung die Wassertiefen und die Fließgeschwindigkeiten auf der gesamten zu berechnenden Gewässerstrecke bekannt sein und als Randbedingung am oberen und unteren Ende des Berechnungsabschnittes zu jedem Zeitpunkt die Wassertiefe und die Fließgeschwindigkeit vorliegen. Da sich diese Rand- und Anfangsbedingungen aufgrund der schlechten Datenlage meist nicht erfüllen lassen, liefern die Modellansätze zwangsläufig relativ ungenaue Ergebnisse mit z. B. Ungenauigkeiten in den Wasserspiegellagen von 0,5 m bis 1,0 m [123] und auch darüber hinaus, was bei der Ausweisung von z. B. Überschwemmungsgebieten zu ungenau ist, weil hier die Betroffenheiten sehr groß sind. An dieser Stelle soll auf einen mehr an Entscheidungsträger und Auftraggeber gerichteten Aspekt verwiesen werden. Vor Hochwasserereignissen existiert eine relativ geringe „Zahlungsbereitschaft“ zur flächenhaften Ermittlung von äußerst wichtigen Grundlagendaten, wie z. B. digitalen Geländemodellen, Landnutzungsdaten und weiteren Informationen des Raumes. Dies hängt mit dem zeitlichen Verlauf des in 9.8.3 erläuterten Hochwasserrisikobewusstseins zusammen. Während und kurz nach Hochwasserereignissen sind die maßgeblichen Akteure mit so vielen anderen Handlungsaktivitäten beschäftigt, dass meist auch in diesen Phasen keine umfassenden Datenerhebungen (z. B. Überschwemmungsgrenzen, Hochwasserstände, Fließgeschwindigkeiten, Bewuchs, Rauheiten, …) stattfinden können. Während der Nachbereitung der Ereignisse und in der Phase der Hochwasservorbeugung stellt man dann fest, dass für viele Analysen, Berechnungen und Simulationen die Daten-

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

29

grundlagen fehlen oder nur mit sehr hohem Aufwand beschafft werden können. Auch aus diesem Grunde ist es wichtig, das Hochwasserrisikobewusstsein auf einem hohen Niveau zu halten. Nur die ständige Bereitschaft zur Aktualisierung und Laufendhaltung wichtiger Grundlagendaten ermöglicht schnelles fachliches Handeln nach abgelaufenen Ereignissen, genauere und damit auch kostengünstigere Simulationsergebnisse und die Weiterentwicklung von Analysewerkzeugen. Schlussfolgerung 6: Die Vorhaltung, Aktualisierung und Laufendhaltung von Grundlagendaten, wie z. B. Geländemodellen, Gewässerprofilen, Landnutzungen usw., ist u. a. wichtig für die Weiterentwicklung und Verbesserung von Analysewerkzeugen, die kostengünstigere Simulation von Ereignissen und das schnelle fachliche Handeln nach abgelaufenen Hochwasserereignissen. Wie schon ausgeführt, spielen für erfolgreiche HN-Modellierungen und die erzielbare Ergebnisgüte die zur Verfügung stehenden Daten aus dem Untersuchungsgebiet eine maßgebliche Rolle. Zur Bestimmung der Bathymetrie muss mindestens das Hauptprofil des Gewässers in Form von georeferenzierten Querprofilen vermessen werden. Hierbei sollten die im Modellgebiet vorhandenen Bruchkanten mit erfasst werden. Um zu starke Generalisierungen der Bathymetrie zu vermeiden, sind ein ausreichender Profilpunkteabstand in Abhängigkeit von den Geländeformen und Profilbreiten zu wählen sowie zusätzliche Profile im Bereich von Bauwerken und starken geometrischen Veränderungen aufzunehmen. Weitere Hinweise dazu sind z. B. in [123] und [172] zu finden. Die Querprofile des Gewässers aus den terrestrischen Vermessungen werden üblicherweise durch andere Daten, z. B. hochgenaue Laserscanbefliegungen, auf die Vorländer verlängert. Hierbei ist zu beachten, dass die üblichen GISWerkzeuge bei der Datentransformation zu Abweichungen von bis zu 80 m führen können [130]. Hier besteht also noch Entwicklungsbedarf bei den verfügbaren GIS-Werkzeugen. Neben der Geometrie hat die Rauheit einen entscheidenden Einfluss auf die Berechnungsergebnisse. Neben der Kenntnis über die den Fließquerschnitt begrenzenden Materialien ist der sich saisonal verändernde Bewuchs von Bedeutung für das Fließverhalten. Da bei sehr langen Berechnungsabschnitten Ortsbegehungen zur Einschätzung der Rauheitsparameter nicht wirtschaftlich sind, versucht man aus den Flächennutzungsdaten (z. B. CIR, ALK, ATKIS, Corine, Feldblöcke) Rauheitsparameter abzuleiten und mit den Fachliteraturangaben abzugleichen. Um den Einfluss des sich saisonal verändernden Bewuchses noch besser berücksichtigen zu können, sind weitergehende wissenschaftliche Untersuchungen, wie z. B. [132], nötig. Zur Kalibrierung und Validierung der HN-Modelle werden Messdaten über im Untersuchungsgebiet mögliche Fließzustände benötigt. Insbesondere für größere Abflüsse fehlen diese Daten oft, so dass gerade für den den Hochwasserschutz interessierenden Bereich die wenigsten Datengrundlagen vorhanden und damit die Simulationsergebnisse mit den größten Unsicherheiten behaftet sind. Dieses Problem lässt sich nur lösen, wenn man für den Hochwasserfall ein vorbereitetes operatives Messprogramm entwickelt und dies dann auch durchführt.

30

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Schlussfolgerung 7: Das große Defizit an Naturmessdaten (z. B. Wasserstand, Durchfluss, Rauheiten, Überschwemmungsflächen, …) im Hochwasserfall lässt sich nur durch die Vorbereitung und Umsetzung von operativen Messprogrammen für den Hochwasserfall lösen. Diese Daten werden einerseits für die Bemessungspraxis im Wasserbau und andererseits für die wissenschaftliche Analyse von Hochwasserereignissen benötigt. Um mit dem meist existierenden Defizit an Naturdaten klar zu kommen, werden im Hochwasserschutz zurzeit zwei Wege beschritten: Die zukunftsträchtigere Methode ist die Verwendung von sogenannten hybriden Modellen. Bei dieser Art der Modellierung werden physikalische (hydraulische) und numerische Modelle miteinander gekoppelt und die Vorteile beider Modellsysteme zur Verbesserung der Aussagegenauigkeit ausgenutzt. Ein physikalisches Modell funktioniert logischerweise in sich erst einmal physikalisch exakt. Die jahrzehntelange Erfahrung mit diesen Modellen erlaubt in der Regel eine gute Kalibrierung und unter Beachtung der Modellgesetze anschließend eine gute Simulation anderer Fließzustände. Bei der Kopplung mit numerischen Modellen im selben Untersuchungsgebiet können die physikalischen Modelle Ausgangs- und Randbedingungen für die numerischen Modelle liefern und somit deren Validierung bezüglich mehrdimensionaler Effekte ermöglichen. Tabelle 2-2 Beschränkungen für physikalische und numerische Modelle [39] physikalisches Modell

numerisches Modell

prinzipielle Beschränkungen Modellgröße

Rechengeschwindigkeit

Durchfluss

vollständige Gleichungen

Energiehöhe

Turbulenzhypothese

Modellgesetze

Speicherkapazität praktische Beschränkungen

Mindestmaß des Modells (Oberflächenspannung, Zähigkeit…)

bei vereinfachten Gleichungen: Genauigkeit der Ansätze

Modellausdehnung

Verfügbarkeit von Beiwerten

Messmethoden, Datenerfassung

räumliches und zeitliches Auflösungsvermögen

Verfügbarkeit von Anfangs- und Randbedingungen

Numerische Stabilität und Konvergenz des Lösungsschemas Verfügbarkeit von Anfangs- und Randbedingungen

Ein erfolgreich praktiziertes Beispiel stellt die hybride Modellierung des Stadtgebietes von Grimma an der Vereinigten Mulde [128] dar. Das numerische 2D-Modell beinhaltete einen

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

31

ca. 10 km langen Abschnitt der Vereinigten Mulde, in dem wiederum für das Stadtgebiet von Grimma ein ca. 3 km langer Abschnitt in einem physikalischen Modell im Maßstab von 1:50 nachgebildet worden ist. Die Anwendungsgrenzen für hydraulische und numerische Grenzen sind nach Kobus in Tabelle 2-2 dargestellt. Die zweite Möglichkeit besteht in der weiteren Vereinfachung der Berechnungsmodelle, um ein der Datenlage angemessenes Berechnungsverfahren zu verwenden und den noch erheblichen numerischen Rechenaufwand zu verkleinern. Üblicherweise verwendet man deshalb für Wasserspiegellagenberechnungen für komplette Fließgewässersysteme stationäre, eindimensionale Ansätze und führt die Berechnungen für alle maßgebenden HQT durch. Nur bei komplizierten Abflussverhältnissen, z. B. im Bereich von Siedlungen, werden bei Erfordernis instationäre und/oder zweidimensionale Abflussberechnungen entsprechend der bisherigen Ausführungen durchgeführt. Wichtige Bestandteile dieser Berechnungen sind die Ermittlung des bordvollen bzw. schadlosen Abflusses und die Bestimmung und Darstellung der hydraulischen Durchlass- und Leistungsfähigkeit von Brücken und anderen Bauwerken im Fließquerschnitt. Die universelle Fließformel für stationäre, eindimensionale Fließvorgänge im offenen Gerinne lautet nach [21]:

QO

mit:

­ § fg ˜ Q k rhy °  A ˜ ® 4,0 ˜ lg¨¨ ¨ 8 ˜ rhy ˜ 2g ˜ rhy ˜ I 4 ˜ f r °¯ © A fg fr k g rhy Ȟ I

-

½ · ¸ ˜ 2g ˜ r ˜ I ° hy ¾ ¸¸ °¿ ¹

( 2.14 )

Fließfläche Gerinneformbeiwert Gerinneformbeiwert absolute Rauheit des Gerinnes Erdbeschleunigung hydraulischer Radius kinematische Viskosität Gefälle

Trotz dieser starken Vereinfachungen zur Beschreibung der Fließvorgänge kann man erkennen, dass immer noch eine gute Datenlage und Gebietskenntnisse erforderlich sind. Insbesondere das Gefälle, die Fließgerinnegeometrien und die Rauheitssparameter sind aufgrund natürlicher Prozesse stark veränderliche Größen, so dass die Berechnungsergebnisse immer nur eine näherungsweise Beschreibung der saisonal verschiedenen tatsächlichen Verhältnisse darstellen werden. Wie weiter oben beim Wellenablaufmodell schon erwähnt, beziehen sich die letztgenannten Ausführungen oft nur auf den reinen Wasserabfluss. Bei Berücksichtigung der weiteren im Hochwasserfall maßgebenden schadensverursachenden Prozesse, wie z. B. Erosionen, Sedimentationen, Verklausungen usw. erhöht sich der Grad der Komplexität und damit die Ungenauigkeit und Unsicherheit bei der Prozessbeschreibung und Modellierung.

32

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

2.4.3.3 Bisherige Untersuchungen In der Vergangenheit (bis zum Jahre 2002) sind schon viele Einzelprozesse des komplexen Niederschlags-Abflussprozesses wissenschaftlich untersucht worden. Im Lehrbuch der Allgemeinen Geographie [188] wird z. B. der Prozess der geomorphologischen Entstehung von „Netzen von Sammelsträngen des Abflusses bzw. von dominierenden Tiefenlinien“ beschrieben. Dabei wird eingeschätzt, dass zwischen diesen Tiefenlinien (also Tälern) nur Flächenspülungen (Überschwemmungen) mit sehr dünnen Wasserschichten (geringen Wasserständen) auftreten können, weil bei häufig größeren Wasserständen (im Meterbereich) sich wieder neue Tiefenlinien ausbilden müssen. Als ein weiteres Beispiel von Teilbetrachtungen, soll die Arbeit zur Auswirkung des Rückhaltevermögens natürlicher Einzugsgebiete bei extremen Niederschlagsereignissen auf die Größe extremer Hochwasser [209] dienen. Hier wird unter Zuhilfenahme von Messungen der Abflüsse und der Bodenwassergehaltsänderungen an 18 unterschiedlich aufgebauten Hängen das Abflussverhalten von künstlich erzeugten Starkniederschlägen beschrieben. Die Liste dieser hochwertigen vorliegenden Forschungsarbeiten zu Teilprozessen ließe sich beliebig erweitern. An dieser Stelle sollen beispielhaft noch einige neuere in der Regel nach 2002 untersuchte Forschungsgegenstände zur Verbesserung der Kenntnisse und Modellierung von Teilprozessen in einigen EU-Forschungsvorhaben und im Rahmen des RIMAX-Programms benannt werden. Zu den momentan auf europäischer Ebene laufenden Projekten hat Grünewald in [118] einen Überblick zusammengestellt. Dort führt er aus, dass man sich mit der Verbesserung der Wetter- und Hochwasservorhersage und -warnung (DEMETER [49], ACTIF [2], RIBAMOD [228]) sowie der Leistungsverbesserung von Fluss- und Überflutungsmodellen (EURAINSAT [72], CARPE DIEM [38], MUSIC [208], MANTISSA [191], VOLTAIRE [267], CATCHMOD [40] …) beschäftigt. Bei den EU-Projekten versucht man zunehmend interdisziplinär vorzugehen, so wurden z. B. im Projekt EUROTAS [79] ausgehend vom gesamten Einzugsgebiet das Wasserabflussmodell mit den Wirtschafts- und Landnutzungsdaten verbunden und daraus auch ein Entscheidungshilfesystem (DSS) für die kommunalen Behörden entwickelt. Mehrere RIMAX-Projekte [10], [56], [229] beschäftigten sich mit der Analyse historischer Hochwasser, um Abschätzungen von extremen Hochwasserereignissen anhand historischer Ereignisse zu validieren und die Basis der Datenreihen für Extrapolationen verbessern zu können. Andere Projekte haben sich mit der Verbesserung von Methodiken zur Bestimmung von Extremniederschlägen für kleine und mittlere Einzugsgebiete in Echtzeit, mit der Vorhersage von bisher wenig behandelten Sturzfluten im urbanen Raum, mit der Berücksichtigung von Vorhersageungenauigkeiten in der Hochwasserwarnung, mit der Nutzung von Ensemblevorhersagen für die Hochwassermodellierung, mit der Retentionsfähigkeit von Gewässernetzen, mit der Entwicklung von Schadstoffausbreitungsmodellen und mit der Entwicklung von Bewirtschaftungskonzepten für die Stauanlagen und Poldersteuerung beschäftigt. Die aufgeführten zahlreichen Forschungsvorhaben zeigen, dass noch größere Defizite in der Zuverlässigkeit und praxistauglichen Vorhersage von Hochwasserereignissen bestanden und auch noch bestehen. Wichtiger scheint aber an dieser Stelle die Erkenntnis zu sein, dass sich bisher eher selten mit dem Gesamtkomplex des Wasserkreislaufes unter Hochwassergesichtspunkten beschäftigt worden ist. Dieser Umstand ist sicherlich auch der großen Komplexheit

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

33

und Schwierigkeit der Modellierung und Beschreibung dieses Naturprozesses geschuldet. Im Rahmen des angeführten RIMAX-Programms gab es nach 2002 erste gute Ansätze zur integralen Beschreibung mehrerer Teilprozesse, wie z. B. das Projekt 3ZM-GRIMEX [1], dass versucht, die drei Komponenten Oberflächenabfluss, Kanalisationsabfluss und Grundwasserabfluss in einem gekoppelten Modellsystem darzustellen. Zusammenfassend kann man für die Gefährdungsseite festhalten, dass es noch eine große Aufgabe der Wissenschaft sein wird, neben der ständigen Verbesserung der Modelle zu den Teilprozessen des Wasserkreislaufes, die Kopplung der Modelle voranzutreiben, um letztendlich auch zu zuverlässigeren und sichereren Hochwasserbemessungswerten und Hochwasservorhersagen/-prognosen zu kommen. Einige erfolgversprechende Vorhaben in dieser Richtung sind ausgelöst durch das Hochwasser von 2002 schon angegangen worden. Betont werden soll auch noch der letzte wichtige Schritt, die Umsetzung der Forschungsergebnisse in die Praxis. Nach der Qualifizierung der komplexen Modelle und Berechnungsergebnisse müssen robuste praxistaugliche Verfahren entwickelt werden, die mit verhältnismäßigem Aufwand zu sicheren Ergebnissen führen. Schlussfolgerung 8: Die Ausgangsdatenlage zur Beschreibung der hydrologischen und hydraulischen Prozesse muss wesentlich verbessert werden. Durch systematische Untersuchungen und Klassifizierung von gewässertypischen Anfangs- und Randbedingungen können die Ergebnisse von hydraulischen Berechnungen verbessert werden. Schlussfolgerung 9: Neben der ständigen Verbesserung der Modelle zur Beschreibung von Teilprozessen des Wasserkreislaufes ist es eine wichtige Aufgabe der Wissenschaft, die Kopplung der Einzelmodelle voranzutreiben, um über integrale Ansätze die Interaktion der Teilprozesse besser berücksichtigen und damit die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Berechnungsergebnisse verbessern zu können. Die Ergebnisse der gekoppelten, den Gesamtprozess beschreibenden Modelle müssen in praxistaugliche und robuste Verfahren überführt werden.

2.4.4 Vulnerabilität Um auch den zweiten das Hochwasserrisiko beeinflussenden Teil zu betrachten, sollen im Folgenden einige Ausführungen zum Wissenstand ausgewählter, die Vulnerabilität beeinflussender Aspekte gemacht werden. Im Bereich der Naturrisiken, zu dem das Hochwasserrisiko zählt, beschreibt die Vulnerabilität die Verletzbarkeit und die möglichen Schäden im Ereignisfall. Damit bezieht sich die Vulnerabilität vorrangig auf den Menschen und seine Errungenschaften (Mensch-NaturVerhältnis) und nicht auf die Störung von Naturzusammenhängen [235]. Die Verletzbarkeit wird durch die Exposition und die Anfälligkeit der Risikoelemente beschrieben. Als Exposition bezeichnet man das Ausgesetztsein der Risikoelemente gegenüber den gefährlichen Pro-

34

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

zessen. Die Anfälligkeit der Risikoelemente beschreibt die Widerstandsfähigkeit gegenüber den Gefahren. Beides zusammen beeinflusst dann den möglichen Schaden in Abhängigkeit vom Ereignis [17].

2.4.4.1 Exposition Die Exposition der Risikoelemente bei Hochwasser ist stark abhängig von der Lage zum Gewässer bzw. zu Überschwemmungsgebieten. Aus diesem Grunde ist es auch so wichtig die physikalischen Prozesse so genau wie möglich zu beschreiben und in Intensitätskarten, Gefahrenkarten, Hochwasserrisikokarten oder Überschwemmungsgebietskarten darzustellen, damit die Betroffenheiten auf die Risikoelemente (Menschen, Güter, Umwelt…) bekannt sind und auch im Rahmen der noch zu entwickelnden Risikokultur aktiv kommuniziert werden. Die Darstellung der Gefährdungen in Bezug auf die Risikoelemente ist u. a. eine wichtige Grundlage für wasserwirtschaftliche Planungen und den Katastrophenschutz, der die am exponiertesten Risikoelemente zuerst aus dem Risikogebiet bringen oder im Rahmen der Gefahrenabwehr schützen muss. Bei ausgeprägtem Hochwasserbewusstsein dürften dann eigentlich keine neuen Risikoelemente in gefährdeten Gebieten entstehen. Hier wird noch Forschungsbedarf in der Humangeographie, Psychologie und den Medien- und Kommunikationswissenschaften gesehen, die praxisgeeignete Methoden, Programme und Schulungen zur Erhaltung oder noch besser Steigerung des Hochwasserbewusstseins erarbeiten müssten. Erste Schritte im Sinne der Hochwasserbewusstseinsbildung sind nach 2002 im Rahmen des RIMAX-Forschungsprogramms gegangen worden. So ist an der TU Dresden ein internationales Lehrmodul zum „Integraded Flood Risk Management of extreme Events – Floodmaster“ eingeführt worden, um junge Leute vor ihrem Start ins Berufsleben mit der Materie und Philosophie der modernen Risikokultur vertraut zu machen. In einem weiteren Projekt ist für Schulen eine DVD-ROM mit interaktiven Lehr- und Lernmodulen und einem Filmbeitrag zur Vermittlung von Grundlagen über Hochwasserrisiken und deren Abwehr entwickelt worden. Schlussfolgerung 10: Das Wissen und die Aufklärung über die Exposition von Risikoelementen sind sehr wichtig für die Risikokommunikation. Diese wiederum muss in Deutschland noch wesentlich intensiviert werden, wozu die Humangeographie, Psychologie, Medien- und Kommunikationswissenschaften noch praxisgeeignete Methoden und Schulungsprogramme entwickeln müssen, die zur Erhaltung oder Steigerung des Hochwasserbewusstseins führen.

2.4.4.2 Anfälligkeit Die Anfälligkeit der Risikoelemente ist sehr stark von ihrer Art und Konstitution abhängig. Bei Bauwerken wären dies die Art der Konstruktion und der bauliche Zustand, der wiederum vom Alter und vom Unterhaltungsaufwand beeinflusst wird. Im Umkehrschluss kann man daraus ableiten, dass hochwassergerechte Bauweisen und eine ständige gute Unterhaltung die

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

35

Anfälligkeit der Bauwerke gegenüber Hochwassergefahren deutlich reduzieren kann. Dieser Aspekt ist insbesondere bei technischen Hochwasserschutzeinrichtungen von Bedeutung, weil durch deren mögliches Versagen die Hochwasserrisiken und damit die möglichen Schäden ansteigen. Um die noch oft existierenden Informationsdefizite über Bauzustände von technischen Hochwasserschutzanlagen (z. B. von Deichen) und die Unsicherheiten über deren Verhalten im Belastungsfall durch das Hochwasserereignis auszugleichen (Tragsicherheit, Funktionssicherheit und Dauerhaftigkeit), werden während des Ereignisses meist umfangreiche Bauwerksbeobachtungen durchgeführt. Auch hier zeichnet sich noch ein großes Betätigungsfeld für die Wissenschaft ab. Einerseits sind verbesserte und wirtschaftliche Methoden zur Bauwerksanalyse an bestehenden wasserbaulichen Anlagen gefragt. So ist es z. B. trotz geopysikalischer und anderer moderner Erkundungsverfahren immer noch sehr aufwändig und mit vielen Unsicherheiten verbunden, den Aufbau und Bauzustand eines bestehenden Deiches zu erkunden. Andererseits besteht auch noch Bedarf an Bauwerksmonitoringmethoden im Hochwasserfall. Auch hier soll der Deich wieder als Beispiel dienen. Während eines länger anhaltenden Hochwasserereignisses bildet sich im Deich eine Sickerlinie aus, deren möglicher luftseitiger Austritt rechtzeitig erkannt und durch Gegenmaßnahmen verhindert werden muss. Auch wenn die Deiche möglicherweise im Hochwasserfall wegen ihrer Durchnässung nicht mehr befahren werden können, muss auch bei fehlenden oder verbauten luftseitigen Deichverteidigungswegen eine schnelle Erkundung und Schwachstellendedektierung sichergestellt sein. Bisher wird dies vorrangig durch Deichläufer sichergestellt. Erste Entwicklungen zu Erkundungsverfahren aus der Luft sind bisher noch nicht praxistauglich. Auch hier hat das Hochwasser von 2002 zu einem Schub von neueren Untersuchungen im Rahmen des RIMAX geführt. Ein Projekt beschäftigte sich z. B. mit der Optimierung des Deichmonitorings für eine zuverlässige Identifikation und Bewertung von Schwachstellen. Im Projekt DEISTRUKT [46] erfolgte die systematische Evaluierung von geophysikalischen, zerstörungsfreien Methoden zur Strukturerkundung und Schwachstellenanalyse von Deichen und deren Baugrund, in einem weiteren Projekt erfolgte aus dem selben Grund die Erprobung des Monitorings mittels Time Domain Reflectrometry (TDR). An einem Forschungsdeich sind im Maßstab 1:1 Untersuchungen zur Verbesserung des Widerstandsverhalten bzw. der Standsicherheit von Flussdeichen bei langanhaltenden Hochwassern und Deichüberströmung angestellt worden. Auch zur Verbesserung der Konstruktionen, wie z. B. die Entwicklung von nachträglich einzubauenden Dränelementen in bestehende Deiche oder die Entwicklung von sensorbasierten Geotextilien, sind Beiträge geleistet worden. Viele der hier aufgezählten Neuentwicklungen müssen sich in der Praxis erst noch bewähren oder weiter vervollkommnet werden. Schlussfolgerung 11: Die Anfälligkeit der Risikoelemente ist sehr stark von ihrer Art und Konstitution abhängig. Deshalb ist bei baulichen Anlagen und hier insbesondere bei technischen Hochwasserschutzanlagen das Wissen über deren Bauzustand und ihr Verhalten (Tragsicherheit, Funktionssicherheit und Dauerhaftigkeit) während der Belastung durch das Hochwasser wichtig. Hierzu müssen die Erkundungs- und Monitoringverfahren noch weiter entwickelt werden.

36

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Schlussfolgerung 12: Neben einer ständigen fachgerechten Bauwerksunterhaltung kann die weitere Entwicklung und praktische Einführung hochwassergerechter Bauweisen insbesondere für bestehende Bauwerke und innovativer Schutzsysteme die Schadensanfälligkeit der baulichen Anlagen bedeutend senken.

2.4.4.3 Mögliche Schäden Neben der Verletzbarkeit spielen die möglichen Hochwasserschäden eine entscheidende Rolle bei der Beurteilung des Hochwasserrisikos. Als Schaden bezeichnet man im Allgemeinen einen Nachteil durch Minderung oder Verlust an materiellen oder immateriellen Gütern [14]. Im rechtswissenschaftlichen Sinn wird der Schaden als eine materielle oder ideelle Verschlechterung eines Rechtsgutes definiert, die durch ein schädigendes Ereignis entstanden ist. Der Unterschied zwischen dem Zustand des Rechtsgutes unmittelbar vor dem schädigenden Ereignis und dem Zustand nach dem schädigenden Ereignis ist der Schaden. Smith & Ward [242] haben eine weit verbreitete Einteilung der Hochwasserschäden vorgenommen, die im Bild 2-12 dargestellt ist. Hochwasserschäden

Direkt

Indirekt

Tangibel

Intangibel

Tangibel

Intangibel

Primär

Sekundär

Primär

Sekundär

Primär

Sekundär

Primär

















Vermögensschäden

Kosten des Wiederaufbaus

Verlust von Menschenleben

Krankheiten von Flutopfern

Unterbrechung wirtschaftlicher und sozialer Aktivitäten

Reduzierte Kaufkraft

Erhöhte Verwundbarkeit der Betroffenen

Reduziertes Vertrauen in die Region, Migration

Bild 2-12 Einteilung von Hochwasserschäden nach Smith & Ward [6]

Sekundär

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

37

Die Bedeutung der im Bild 2-12 vorgenommenen Klassifizierung soll hier in Anlehnung an [6] kurz erläutert werden: ¾ direkte Hochwasserschäden: x entstehen durch physische Einwirkung des Wassers auf Bestandsgrößen  z. B. Beschädigung oder Zerstörung von Vermögenswerten  z. B. Verlust von Menschenleben ¾ indirekte Hochwasserschäden: x entstehen durch Unterbrechung oder das Ingangsetzen von Prozessen  z. B. Unterbrechung wirtschaftlicher Aktivitäten Æ Wertschöpfungsverlust  z. B. Ingangsetzung von Katastrophenschutzaktivitäten Æ Kosten ¾ tangible Hochwasserschäden: x Schäden, die sich in monetären Werten beziffern lassen  z. B. Vermögensschäden  z. B. Kaufkraft- und Wertschöpfungsverluste ¾ intangible Hochwasserschäden: x Schäden, die sich nicht direkt und eindeutig monetär bewerten lassen  z. B. Todesopfer  z. B. Gesundheits- oder Umweltschäden ¾ primäre Hochwasserschäden: x Schäden, die unmittelbar während des Hochwassers entstehen  z. B. physische Schäden an Gebäuden  z. B. Katastrophenschutzkosten ¾ sekundäre Hochwasserschäden: x Schäden, die zeitlich bzw. kausal im Nachgang entstehen  z. B. psychische Gesundheitseffekte  z. B. sekundärer Produktionsausfall bei Zulieferern von direkt Betroffenen Die Palette von möglichen Hochwasserschäden ist sehr groß und betrifft im Prinzip alle Bereiche der Gesellschaft. Zur Illustration soll im Folgenden eine Auswahl möglicher Hochwasserschäden aufgelistet werden. ¾ Auswahl möglicher Hochwasserschäden: x Schäden an wasserwirtschaftlichen Anlagen (Deiche, Stauanlagen, …) x Schäden an Gewässern x Schäden an Böden

38

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

x Schäden an Verkehrsinfrastrukturen (z. B. Straße, Schiene, …) x Schäden an Infrastruktureinrichtungen x Gebäudeschäden x Hausrats- und Inventarschäden x Fahrzeugschäden (LKW, PKW, Schienenfahrzeuge) x Schäden an Gewerbe- und Industrieobjekten x Schäden an Produktionsanlagen (Maschinen) x Schäden an Lagerbeständen x Schäden an land- und forstwirtschaftlich genutzten Flächen x Ernteschäden, Viehschäden x Schäden an lebenswichtigen Einrichtungen (z. B. Krankenhäuser, Wasserwerke, ...) x Schäden an Ver- und Entsorgungsanlagen (z. B. Wasser, Strom, Abwasser, …) x Schäden an Kommunikationswegen (z. B. Telekommunikation, Internet, …) x Schäden an Sonderobjekten (z. B. Schulen, öffentl. Einrichtungen, Altersheime, …) x Schäden durch Betriebsausfälle x Wertschöpfungsverluste x Aufwandsänderungen x Prosperitätsschäden x weitere tangible und intangible Schäden In der Regel haben sich jedoch bisherige Hochwasserschadensuntersuchungen oder auch Hochwasserschadenspotenzialuntersuchungen nur mit den direkten und hier auch meist nur mit tangiblen Schäden beschäftigt. Smith & Ward [242] als auch Merz [193] vermuten, dass diese Beschränkung darauf zurückzuführen ist, dass bisher Hochwasserschadensanalysen vorwiegend in Industrieländern durchgeführt worden sind, wo im Gegensatz zu Entwicklungsländern die direkten und tangiblen Schäden die größere Bedeutung haben. Als weiterer Grund wird angesehen, dass bei direkten Schäden der Zusammenhang zwischen Ursache und Wirkung leichter beschreibbar ist als bei den indirekten Hochwasserschäden. Und auch bei den direkten Schäden konzentrierten sich die meisten Untersuchungen auf Wohnbebauungen. Schlussfolgerung 13: Die meisten Hochwasserschadensuntersuchungen oder auch Hochwasserschadenspotenzialuntersuchungen konzentrieren sich aufgrund auch fehlender methodischer Grundlagen auf die direkten tangiblen Schäden und hier schwerpunktmäßig auf Wohngebäudeschäden. Zur Beschreibung der Ursache-Wirkungsbeziehung werden üblicherweise Schadensfunktionen verwendet. In den 1970er Jahren wurden dazu in Großbritannien durch Parker &

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

39

Penning-Rowsell [213] erste richtungsweisende systematische Analysen durchgeführt, die in eine bis heute noch gepflegte Datenbank eingespeist worden sind. Diese Datengrundlage bietet für Großbritannien eine gute Ausgangslage für die Erstellung von Schadensfunktionen. Da die Bauweisen z. B. der Wohnbebauung in Großbritannien sehr stark von den typischen Bebauungen in Deutschland abweichen, sind diese Schadensfunktionen nicht auf unsere Verhältnisse übertragbar. Prinzipiell lässt sich für Deutschland feststellen, dass die verfügbare Datenbasis für Hochwasserschadensanalysen schlecht ist. Einerseits liegt es daran, dass nach abgelaufenen Ereignissen selten eine strukturierte und für spätere wissenschaftliche Auswertungen vorbereitete Datenerhebung stattfindet. Andererseits sind die wenigsten Verantwortlichen bereit, im Rahmen der Hochwasservorbeugung über Was-wäre-Wenn-Untersuchungen synthetische Schadensdaten erheben zu lassen. Dieses Defizit ließe sich ebenfalls durch eine deutschlandweite zentrale Schadensdatenbank mildern, in die alle nach einem Qualitätskonzept aufgenommenen und geprüften Schadensdaten erfasst werden könnten und für wissenschaftliche Auswertungen zur Verfügung ständen. Ende der 1970er Jahre ist mit der im Auftrag der LAWA entwickelten Datenbank HOWAS ein erster Versuch gestartet worden. In dieser Datenbank sind ca. 4.000 Hochwasserschäden erfasst, wobei ca. 60 % der Daten auf die Wohnbebauung entfallen und die anderen enthaltenen Risikoelemente, wie öffentliche Infrastruktur, Dienstleistungsbereich, Bergbau und Baugewerbe, verarbeitendes Gewerbe sowie Land-, Forstwirtschaft und Gartenbau unterrepräsentiert sind [214]. Andere Bereiche, wie z. B. Schäden an wasserwirtschaftlichen Infrastrukturen, fehlen völlig. Leider ist die Pflege der Datenbank aus Kostengründen Mitte der 1990er Jahre eingestellt worden, was wiederum verdeutlicht, dass die Entwicklung des Hochwasserrisikobewusstseins auch für weitere wissenschaftliche Vorarbeiten wichtig ist. Die meisten in Deutschland entwickelten Schadensfunktionen beruhen dennoch auf dieser nicht mehr aktuellen Datenbasis. Im Rahmen des schon erwähnten RIMAX ist die Schadensdatenbank HOWAS 21 [134] entwickelt worden, die sich als Weiterführung der HOWAS-Datenbank versteht. Die momentanen Nutzungskonstellationen und ein Teil der darin enthaltenen Daten entsprechen nach Ansicht des Autors und einiger anderer Experten nicht den hohen Qualitätsansprüchen, die eine wissenschaftliche Verwertung erfordern würde. Schlussfolgerung 14: Die in Deutschland verfügbare Datenbasis für Hochwasserschadensanalysen ist schlecht. Eine entscheidende Verbesserung wäre nur über eine deutschlandweite zentrale Schadensdatenbank möglich, in der alle nach einem Qualitätskonzept aufgenommenen und geprüften Schadensdaten erfasst und wissenschaftlichen Auswertungen zugeführt werden. Die Schadensfunktionen werden üblicherweise entweder als absolute (siehe Bild 2-13) oder als relative (siehe Bild 2-14) Schadensfunktion in Abhängigkeit vom Wasserstand angegeben. Andere physikalische Größen, wie z. B. die Fließgeschwindigkeit oder Schwebstoffgehalte werden meist nicht berücksichtigt. Bei den absoluten Schadensfunktionen wird der Schaden in monetären Einheiten angegeben und bei relativen Schadensfunktionen als Prozentsatz vom Gesamtwert des geschädigten Objektes.

40

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Bild 2-13 Beispiel einer absoluten Schadensfunktion

Bild 2-14 Beispiel einer relativen Schadensfunktion

Die Ermittlung funktioneller Zusammenhänge ist sehr stark von der verfügbaren Datenlage geprägt. Für Wohngebäude verwendet man bisher in der Regel statistisch basierte Funktionen folgender Grundform [186]:

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

S S min  B ˜ x h mit:

S Smin B h x

-

41

(2.15)

Schaden in 1.000 € Anfangsschaden nutzungsspezifischer Faktor Wasserstand über jeweiligem Geschossfußboden x=3 bei h < 1m; x=2 bei h > 1m

Die Schadensfunktionen nach Formel (2.15) müssen stockwerksweise zusammengesetzt werden, weil mit Einbeziehung jeder Geschossdecke ein Sprung im Schadensverlauf stattfindet. Der prinzipielle Verlauf ist im Bild 2-15 dargestellt. Meist sind in diesen Funktionen die Schäden sowohl an der Bausubstanz als auch am festen und beweglichen Inventar enthalten.

Bild 2-15 Beispiel einer relativen Schadensfunktion für drei Stockwerke

Da diese Schadensfunktionen nur die Wasserstands-Schadensbeziehung abbilden, müssen alle anderen Einflussgrößen, wie z. B. Überflutungsdauer, Kontaminationen, Fließgeschwindigkeiten, Vorwarnzeiten, Erhaltungszustand, Ausstattungsqualität usw., im B-Faktor berücksichtigt werden. Wie unsicher solche Funktionen bei der momentan verfügbaren Datenlage sein können zeigt Bild 2-16 eindrucksvoll.

42

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Bild 2-16 Aus Daten der HOWAS-Schadensdatenbank abgeleitete mittlere Wasserstand-Schadensfunktionen (mit HOWAS_N) [24]

Initiiert durch das Hochwasser von 2002 sind ebenfalls im Rahmen des RIMAX zwei unterschiedliche Ansätze zur Verbesserung der Schadensfunktionen entwickelt worden. Mit Unterstützung des Autors sind beide Ansätze anhand vorliegender Daten oder praktischer Beispiele erprobt und durch die Entwickler verbessert worden. Beide Methodiken sollen an dieser Stelle kurz vorgestellt werden. Im Rahmen des schon integrativ angelegten Forschungsprojektes VERIS-Elbe [12] ist das Hochwasserschadens-Simulationsmodell HOWAD entwickelt worden. Dieses Modell soll eine raum-zeitlich hochauflösende Simulation von Hochwasserschäden unter Einbeziehung von Untersuchungsergebnissen aus mehreren Fachgebieten ermöglichen. Dabei sind die raumstrukturelle Gliederung des Siedlungskörpers, die Stadtstruktur, die Gebäudetypologie, die Baualtersstufen, eine bautechnische Schadensanalyse von Hochwassereinwirkungen einschließlich Instandsetzungsplanung als auch die ökonomischen Grundlagen der Schadenswertabschätzung berücksichtigt worden [12]. Der methodische Ablauf zur Ermittlung dieser synthetischen Schadensfunktionen im Rahmen von Ex-Ante-Untersuchungen ist im Bild 2-17 dargestellt.

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

Bild 2-17 VERIS-Elbe Methodik zur Analyse von Hochwasserschäden [210]

Bild 2-18 Schadensfunktion nach VERIS-Elbe Methodik HOWAD [211]

43

44

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Bei dieser Methodik werden im Untersuchungsgebiet die typischen Bebauungen analysiert und sogenannte Repräsentanten (standorttypische Bebauungen) gebildet. Die Repräsentanten werden einer stufenweisen synthetischen Flutung ausgesetzt und anschließend wird der dadurch entstandene Instandsetzungsaufwand baulich-gutachterlich ermittelt. Im Bild 2-18 sind die mit dieser Methodik ermittelten Schadensfunktionen für drei typische Mehrfamilienreihenhäuser in Pirna (MRG 3/4 – geschlossene Bebauung, Baualtersstufe 3/4; MRO 5 – offene Bebauung, Baualterstufe 5) dargestellt. Man kann gut erkennen, dass der Verlauf dieser ermittelten Schadensfunktionen dem im Bild 2-15 dargestellten prinzipiellen Verlauf für mehrere Stockwerke entspricht. Der Vorteil dieser eben vorgestellten Methodik ist, dass man über die Repräsentantenbildung die lokal antreffenden Gegebenheiten genau genug erfasst und sich der Aufwand zur baulich-gutachterlichen Einschätzung zum Instandsetzungsaufwand (Schaden) auf die Anzahl der unterschiedlichen Repräsentanten reduziert. Damit liefert diese Methode mit einem verhältnismäßigen Aufwand hinreichend genaue Ergebnisse. In einem weiteren Schritt wird diese Methodik gerade auf ihre Anwendbarkeit getrennt nach Bausubstanz und Inventar, auf Nichtwohnbebauungen, die Berücksichtigung von dynamischen Hochwasserschäden und die Übertragbarkeit auf andere Untersuchungsgebiete überprüft. Offen bleibt noch, ob man mit dieser Methodik weitere bauliche Infrastrukturen (also nicht „nur“ Gebäude) hinreichend genau beurteilen kann. Für nichtbauliche Landnutzungen müssen offenbar andere Untersuchungsmethoden entwickelt werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes MEDIS (Methoden der Erfassung direkter und indirekter Hochwasserschäden) [256] sind für Wohnbebauungen Schadensfunktionen unter Berücksichtigung von Verletzbarkeitsklassen entwickelt worden. Mit diesem Ansatz verfolgt man die bessere Berücksichtigung der weiter oben beschriebenen Anfälligkeit in Abhängigkeit von der Tragstruktur und dem Zustand des Bauwerkes, wobei hier auch die nichttragenden Innenkonstruktionen und das Baualter eine Rolle spielen [189]. Dabei werden in Anlehnung an die Bewertung von Erdbebenschäden als Maßstab für die Verletzbarkeit aufgetretene mittlere Schadensgrade Dm herangezogen. Die dort verwendete Einteilung von Schadensgraden ist in Tabelle 2-3 dargestellt. Über Datenauswertungen von abgelaufenen Ereignissen sind dann über den Zusammenhang der Überflutungshöhe und der dabei aufgetretenen Schadensgrade die angetroffenen Bauweisen Verletzbarkeitsklassen zugeordnet worden. Das Einordnungsschema ist im Bild 2-19 dargestellt und die darin verwendeten Verletzbarkeitsklassen sind in Tabelle 2-4 enthalten. Nach dieser Methode befinden sich die Schadensfunktionen für die jeweilige Hochwasserverletzbarkeitsklasse (also auch Bauweise) in dem im Bild 2-19 gekennzeichneten Bereich. Auch hier muss in weiteren Schritten die Übertragbarkeit der Methode auf andere Untersuchungsgebiete überprüft werden. Diese unterstellt, hätte auch diese Methode den Vorteil, dass man anhand der Bauweisen im Untersuchungsgebiet direkte Rückschlüsse auf die zu erwartenden Schäden ziehen könnte.

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

45

Tabelle 2-3 Zuordnung von Schäden zu Schadensgraden nach [236] Schadensgrad D1 (sehr gering) kein struktureller Schaden, leichter nichtstruktureller Schaden

D2 (gering) kein bis leichter struktureller Schaden, moderater nichtstruktureller Schaden

D3 (mittel) moderater struktureller Schaden, schwerer nichtstruktureller Schaden

D4 (schwer) schwerer struktureller Schaden, sehr schwerer nichtstruktureller Schaden

D5 (sehr schwer) sehr schwerer struktureller Schaden

Schadensbild (Prinzipskizze)

Beispiel

46

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Bild 2-19 Bauweiseneinordnung in Verletzbarkeitsklassen [236]

Tabelle 2-4 Bauweiseneinordnung in Verletzbarkeitsklassen [189] Hochwasserverletzbarkeitsklasse

Beschreibung

Bauweise

HW-A

sehr empfindlich

Lehmbauweise

HW-B

empfindlich

Holzfachwerk (mit Lehm oder Mauerwerksausfachung), Fertigteilbauten, Mauerwerksbauten mit Lehmmörtel

HW-C

normale Hochwasserresistenz

Mauerwerksbauten (allgemein), Mauerwerksbauten mit Kalk-Zementmörtel

HW-D

erhöhte Hochwasserresistenz

Stahlbetonbauten, gut ausgeführtes Natursteinmauerwerk

HW-E

besonders hochwassergerechte Auslegung

auf Stützen oder Stelzen gegründete Bauwerke (Stahlbeton, Mauerwerk)

Zusammenfassend kann man feststellen, dass zurzeit neue effiziente Methoden zur hinreichend genauen Ermittlung von Schadensfunktionen insbesondere im Bereich der Wohnbebauung entwickelt werden. Voraussetzung für solche Entwicklungen sind ausreichende Schadensdaten von abgelaufenen Ereignissen oder synthetisch ermittelte Daten, die sinnvollerweise in einer deutschlandweiten Datenbank vorgehalten und wissenschaftlichen Auswertungen zugänglich gemacht werden sollten. Die Übertragbarkeit der neuen Schadensfunktion

2.4 Wissensstand zum Hochwasserrisikomanagement

47

auf andere Untersuchungsgebiete muss noch nachgewiesen werden. Trotz erster Schritte bei der Erstellung von qualifizierteren Schadensfunktionen für Nichtwohnbebauungen bleibt noch ein großer Entwicklungsbedarf für Schadensfunktionen anderer Infrastrukturbereiche bestehen. Schlussfolgerung 15: Die Genauigkeit bisheriger Schadensfunktionen ist aufgrund der bestehenden Datenlage nicht zufriedenstellend. Neuere Ansätze versuchen dieses Problem für Wohnbebauungen zu lösen, um effizient die möglichen Schäden ermitteln zu können. An Schadensfunktionen für Nichtwohnbebauungen und weitere Infrastrukturen und Nutzungen besteht noch ein großer Entwicklungsbedarf. Die Schadensfunktionen sind Voraussetzung für die Berechnung von Schadenserwartungen in Abhängigkeit von der Eintrittswahrscheinlichkeit schadensverursachender Hochwasserereignisse. Das Bild 2-20 soll noch einmal verdeutlichen, wie einerseits die weiter oben beschriebenen Unsicherheiten bei der Beschreibung der gefahrauslösenden physikalischen Prozesse und andererseits die bestehenden Unsicherheiten bei der Schadensberechnung die Genauigkeit bei Abschätzung der möglichen Schäden bei einem Hochwasserereignis beeinflussen.

Bild 2-20 Fehlerfortpflanzung bei Schadensabschätzungen [6]

Der Vollständigkeit halber soll noch erwähnt werden, dass im Hochwasserrisikomanagement das Schadenspotenzial die allgemeinen Risikoelemente (Werte) in einem abgegrenzten Untersuchungsraum bezeichnet, die potenziell von einem definierten Hochwasser betroffen werden könnten und als schadensanfällig anzusehen sind.

48

2 Integriertes Hochwasserrisikomanagement

2.4.5 Ausblick Die Ausführungen in diesem Kapitel zu den ausgewählten Fachdisziplinen zum integrierten Hochwasserrisikomanagement zeigten, dass eine große Palette von Wissensgebieten zur Bewältigung dieser Aufgaben benötigt wird. Nach der bisher verbreiteten Untersuchung von vielen Einzelthemen- und prozessen ist es erforderlich, dass der äußerst komplexe Kreislauf des Hochwasserrisikomanagements als Ganzes und ressortübergreifend betrachtet und wissenschaftlich aufbereitet wird. Bei der Erarbeitung der Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten sowie der Hochwasserrisikomanagementpläne nach der EG-HWRM-RL werden noch viele Detailfragen rechtlicher, naturwissenschaftlicher und sozialwissenschaftlicher Natur zu lösen sein. Viele wissenschaftliche Arbeiten und bereits durchgeführte Forschungsprojekte, wie z. B. die aktuellen EU-Projekte und das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte „Risikomanagement extremer Hochwasserereignisse“ (RIMAX), stellen neue Erkenntnisse zur Verfügung, die es auf ihre Anwendbarkeit und Zuverlässigkeit für die Praxis zu prüfen gilt. Neben den Details werden uns langfristige Entwicklungen ebenfalls vor neue Herausforderungen und Fragen im Hochwasserrisikomanagement stellen: ¾ globale Fragen des Hochwasserrisikomanagements: x Auswirkungen des Klimawandels z. B. auf: í Wetterlagen í Niederschlag í Vorhersagemöglichkeiten x Auswirkungen der demographischen Entwicklung z. B. auf: í Siedlungsdichte í Bevölkerungskonzentrationen í Schadenspotenziale x Auswirkungen der Raumnutzungsentwicklungen z. B. auf: í Flächenverbrauch í Siedlungsdruck í Schadenspotenziale x Auswirkungen von Langzeitprozessen wie z. B. auf: í Geomorphologie í Entwicklung des Hochwasserrisikobewusstseins Diese grundlegenden Fragestellungen und langfristigen Entwicklungen erfordern eine ständige Befassung mit den Themen des Hochwasserrisikomanagements, um die Schutzstrategien an die sich ändernden Randbedingungen anpassen zu können. Auch hierzu ist es erforderlich, das Hochwasserrisikobewusstsein auf allen Ebenen unserer Gesellschaft wach zu halten.

3

EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie

3.1 Allgemeines Im Oktober 2007 hat die Europäische Union die Richtlinie 2007/60/EG zur Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken (EG-HWRM-RL) [75] verabschiedet und die Bundesregierung mit dem ab 01.03.2010 geltendem neuen Wasserhaushaltsgesetz [31] in nationales Recht umgesetzt. Die einzelnen Bundesländer werden zeitnah ihre Landeswassergesetze ebenfalls anpassen. Diese EG-Richtlinie soll zur Verringerung der hochwasserbedingten nachteiligen Folgen auf die menschliche Gesundheit, die Umwelt, das Kulturerbe und die wirtschaftlichen Tätigkeiten dienen. Damit bildet sie die Grundlage für ein integriertes Hochwasserrisikomanagement auf europäischer Ebene. In Umsetzung der EG-HWRM-RL werden alle EU-Mitgliedsstaaten in den nächsten Jahren flusseinzugsgebietsweise das Hochwasserrisiko bewerten, bei Betroffenheit Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten erstellen und Hochwasserrisikomanagementpläne erarbeiten und in regelmäßigen Abständen überarbeiten. Die Bund/Länderarbeitsgemeinschaft Wasser hat im September 2008 die Strategie zur Umsetzung der EGHWRM-RL in Deutschland [168] beschrieben und einen ständigen Ausschuss (LAWA-AH) mit der Erarbeitung von Umsetzungshilfen beauftragt. Neben dem schon verabschiedeten Arbeitspapier „Vorgehensweise bei der vorläufigen Bewertung des Hochwasserrisikos“ [169] werden noch „Empfehlungen der LAWA zur Aufstellung von Hochwasserrisikomanagementplänen„ und „Empfehlungen der LAWA zur Aufstellung von Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten“ in Kürze erscheinen. Neben der Abhandlung zu den Inhalten und Zeithorizonten der EG-HWRM-RL sowie ihrer geplanten Umsetzung in Deutschland soll die Richtlinie in den Kontext zum integrierten Hochwasserrisikomanagement gestellt werden.

3.2 Inhalt der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie 3.2.1 Erwägungsgründe Unter dem Eindruck der größeren Hochwasserereignisse in den 1990’er Jahren und dem Extremereignis von 2002 in Mitteleuropa hatte die EU erkannt, dass Hochwasser die wirtschaftlichen Entwicklungen der Europäischen Gemeinschaft ernsthaft gefährden und existenzbedrohend sein können. Aus diesen und den im Weiteren genannten fachlichen Erwägungsgründen ist in einem langjährigen Prozess die EG-HWRM-RL entstanden. Diese eigenständige Richtlinie war erforderlich geworden, da die Verringerung des Hochwasserrisikos nicht als Hauptziel in der EG-WRRL [74] benannt ist.

50

3 EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie

¾ Auswahl fachlicher Erwägungsgründe zur EG-HWRM-RL in Anlehnung an [75]: x Hochwasser haben das Potenzial zu í Todesfällen í Umsiedlungen von Personen í Umweltschäden í Gefährdung wirtschaftlicher Tätigkeiten und Entwicklungen. x Hochwasser sind nicht verhinderbare natürliche Phänomene. x Auftetenswahrscheinlichkeiten und nachteilige Auswirkungen von Hochwasser werden durch Klimaveränderungen und menschliche Tätigkeiten (z. B. Siedlungsflächen) verstärkt. x Maßnahmen zur Hochwasserrisikoverringerung sollten innerhalb eines Einzugsgebietes koordiniert werden und erfordern staatenübergreifende Zusammenarbeit. x Maßnahmen mit Wasser- und Flächennutzung sollten auf ihre Auswirkungen auf das Hochwasserrisiko geprüft werden. x Die Ziele des Hochwasserrisikomanagements müssen lokale und regionale Gegebenheiten berücksichtigen. x Im Hochwasserrisikomanagement besitzt der Grundsatz der Solidarität eine große Bedeutung. Schlussfolgerung 16: Die EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie stellt mit ihrem Hauptziel der Verringerung des Hochwasserrisikos die logische Ergänzung zu den in der EG-Wasserrahmenrichtlinie angestrebten Umweltzielen dar. Beide Richtlinien sind nur über eine integrierte Bewirtschaftung der Einzugsgebiete umsetzbar.

3.2.2 Ziel Das Ziel der EG-HWRM-RL ist im Artikel 1 wie folgt beschrieben: „Ziel dieser Richtlinie ist es, einen Rahmen für die Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken zur Verringerung der hochwasserbedingten nachteiligen Folgen auf die menschliche Gesundheit, die Umwelt, das Kulturerbe und wirtschaftliche Tätigkeiten in der Gemeinschaft zu schaffen.“ [75] Damit stimmt das benannte Ziel der Richtlinie mit der weiter vorn schon erläuterten noch etwas weitreichenderen Zielsetzung des integrierten Hochwasserrisikomanagements überein. Wenn man die im Richtlinientext enthaltenen fachlichen Ziele noch berücksichtigt, kann man eine nahezu vollständige Übereinstimmung zum integrierten Hochwasserrisikomanagement feststellen.

3.2 Inhalt der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie

51

Schlussfolgerung 17: Die Ziele der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie sind nahezu mit den etwas umfassenderen Zielen des integrierten Hochwasserrisikomanagements identisch.

3.2.3 Definitionen und vorläufige Bewertung des Hochwasserrisikos Nach den Erwägungsgründen und der Zielsetzung erfolgen im Artikel 2 der EG-HWRM-RL [75] Definitionen zu den wasserwirtschaftlichen Grundbegriffen, wie z. B. den Flussgebietseinheiten, dem Hochwasser und dem Hochwasserrisiko. Im Artikel 3 werden die Zuständigkeiten in Übereinstimmung mit der EG-WRRL geklärt. In den Artikeln 4 und 5 geht die EG-HWRM-RL auf die vorläufige Bewertung des Hochwasserrisikos unter folgenden Prämissen ein: ¾ Vorläufige Bewertung des Hochwasserrisikos nach EG-HWRM-RL [75]: x auf der Grundlage verfügbarer oder leicht abzuleitender Informationen, wie z. B. í Aufzeichnungen und Studien zu langfristigen Entwicklungen í Informationen zu Auswirkungen von Klimaveränderungen auf Hochwasser í Karten der Flussgebietseinheiten mit Einzugsgebieten, Teileinzugsgebieten, ggf. Küstengebieten, Topographie und Flächennutzung í Beschreibung vergangener Hochwasser mit signifikant nachteiligen Auswirkungen auf Schutzgüter einschließlich Eintrittswahrscheinlichkeit, Ausdehnung, Abflusswegen und Bewertung ihrer nachteiligen Auswirkungen í Bewertung potenziell nachteiliger Folgen künftiger Hochwasser auf die Schutzgüter unter Berücksichtigung von Topographie, gewässerkundlichen Angaben und weiterer Fachinformationen, wie z. B. Überschwemmungsgebiete, bestehende Hochwasserschutzinfrastrukturen und Vulnerabilität der Schutzgüter. Die nach diesen Kriterien identifizierten Gebiete mit signifikantem Hochwasserrisiko müssen für jede Flussgebiets- und Bewirtschaftungseinheit benannt und anschließend den weiteren Betrachtungen entsprechend der EG-HWRM-RL unterzogen werden.

3.2.4 Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten Für die Hochwasserrisikogebiete müssen dann entsprechend Artikel 6 der EG-HWRM-RL Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten für folgende Szenarien erstellt werden: ¾ Szenarien für Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten nach [75]: x Hochwasser mit niedriger Eintrittswahrscheinlichkeit (Extremereignis) x Hochwasser mit mittlerer Eintrittswahrscheinlichkeit (t 100 Jahre) x ggf. Hochwasser mit hoher Eintrittswahrscheinlichkeit

52

3 EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie

Die Hochwassergefahrenkarten müssen entsprechend EG-HWRM-RL folgende Informationen enthalten: ¾ Inhalt von Hochwassergefahrenkarten nach [75]: x Ausmaß der Überflutung x Wassertiefe oder ggf. Wasserstand x ggf. Fließgeschwindigkeit oder relevanter Wasserabfluss Die Hochwasserrisikokarten sollen entsprechend EG-HWRM-RL folgende Informationen enthalten: ¾ Inhalt von Hochwasserrisikokarten nach [75]: x Anzahl der potenziell betroffenen Einwohner x Art der wirtschaftlichen Tätigkeit x IVU-Anlagen gemäß RL 96/61/EG [76] x betroffene Schutzgebiete nach EG-WRRL [74] x weitere Informationen (z. B. Sedimente, Verschmutzungen, …)

3.2.5 Hochwasserrisikomanagementpläne Nach der Erarbeitung dieser in den Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten darzustellenden Grundlageninformationen sind auf deren Grundlage in der Flussgebiets- oder Bewirtschaftungseinheit abgestimmte Hochwasserrisikomanagementpläne entsprechend Artikel 7 und 8 der EG-HWRM-RL aufzustellen. Diese Pläne müssen folgende Informationen enthalten: ¾ Inhalt von ersten Hochwasserrisikomanagementplänen nach [75]: x Darstellung der Gebiete mit signifikantem Hochwasserrisiko x Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten x Festlegung und Beschreibung angemessener Ziele für das Hochwasserrisikomanagement mit Schwerpunkt auf: í Verringerung potenzieller nachteiliger Folgen für Schutzgüter í nicht-bauliche Maßnahmen der Hochwasservorbeugung í Verminderung der Hochwasserwahrscheinlichkeit x Maßnahmen zur Zielerreichung x Berücksichtigung von Nutzen-Kosten, Überschwemmungsflächen, Retentionsräumen, natürlichen Überschwemmungsgebieten, Umweltzielen der EG-WRRL, Bodennutzung, Wasserwirtschaft, Raumordnung, Flächennutzung, Naturschutz, Schifffahrt und Hafeninfrastruktur

3.2 Inhalt der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie

53

x Berücksichtigung aller Aspekte des Hochwasserrisikomanagements mit Schwerpunkt auf: í Vermeidung, Schutz, Vorsorge í Hochwasservorhersagen í Frühwarnsysteme x ggf. Berücksichtigung besonderer Merkmale des betreffenden (Teil-) Einzugsgebietes x ggf. Unterstützung nachhaltiger Flächennutzung x ggf. Verbesserung des Wasserrückhalts x Beachtung des Oberlieger- und Unterliegerprinzips Bei den nach Artikel 14 der EG-HWRM-RL aller 6 Jahre anstehenden Überarbeitungen der Hochwasserrisikomanagementpläne sind zu den bereits aufgeführten Inhalten noch folgende Informationen zu ergänzen: ¾ zusätzlicher Inhalt von überarbeiteten Hochwasserrisikomanagementplänen nach [75]: x alle Änderungen oder Aktualisierungen zum vorhergehenden Plan x Zusammenfassung der nach Artikel 14 EG-HWRM-RL durchzuführenden Überprüfungen x Bewertung der Fortschritte bezüglich der Zielerreichung (Erfolgskontrolle) x Beschreibung und Begründung weggelassener Maßnahmen aus vorhergehenden Hochwasserrisikomanagementplänen x Beschreibung zusätzlicher Maßnahmen gegenüber vorhergehender Hochwasserrisikomanagementpläne

3.2.6 Abstimmung mit WRRL, Information u. Konsultation der Öffentlichkeit Im Artikel 9 der EG-HWRM-RL [75] ist die Koordinierung mit der EG-WRRL [74] festgeschrieben. Hierbei wird schwerpunktmäßig auf die Möglichkeiten zur Verbesserung der Effizienz und des Informationsaustausches zur Erzielung von Synergien und gemeinsamen Vorteilen in Bezug auf die Umweltziele der EG-WRRL orientiert. ¾ Koordinierung von EG-HWRM-RL und EG-WRRL nach [75]: x Verbesserung von Effizienz und Informationsaustausch x Erzielung von Synergien und gemeinsamen Vorteilen bei Erreichung der Umweltziele nach EG-WRRL x Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten müssen mit Angaben der EGWRRL vereinbar sein

54

3 EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie

x Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten sollen ggf. in die nach EGWRRL durchzuführenden Überprüfungen zu den Merkmalen der Flussgebietseinheit, Überprüfung der Umweltauswirkungen menschlicher Tätigkeiten und wirtschaftlicher Analysen zur Wassernutzung einbezogen werden x Hochwasserrisikomanagementpläne werden mit den nach EG-WRRL vorgesehenen Überprüfungen der Bewirtschaftungspläne abgestimmt und ggf. einbezogen x Koordinierung der aktiven Einbeziehung aller interessierten Stellen beider Richtlinien Die Hochwasserrisikomanagementpläne und deren Bestandteile, wie z. B. die Bewertung des Hochwasserrisikos und die Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten, sind öffentlich zugänglich zu machen und bei der Erstellung sind alle interessierten Stellen mit einzubeziehen. In den Artikeln 11 und 12 der EG-HWRM-RL befinden sich Durchführungs- und Änderungsvorschriften, die z. B. auf Datenformate und die Anpassung an den wissenschaftlichen und technischen Fortschritt abstellen.

3.2.7 Übergangsmaßnahmen Im Artikel 13 sind Übergangsmaßnahmen geregelt, die den Mitgliedsstaaten erlauben, bereits vorliegende EG-HWRM-RL-konforme Arbeitsergebnisse zu übernehmen und sich anrechnen zu lassen. Diese Regelungen beinhalten: ¾ Übergangsmaßnahmen nach [75]: x Entfall der vorläufigen Bewertung des Hochwasserrisikos, wenn: í Durchführung einer vorläufigen Bewertung und Ausweisung der Gebietskulisse vor dem 22.12.2010 oder í vor dem 22.12.2010 Beschluss über Erstellung von Hochwassergefahren-, Hochwasserrisikokarten und Hochwasserrisikomanagementplänen gemäß EGHWRM-RL x Verwendungsmöglichkeit von vor dem 22.12.2010 erstellten Hochwassergefahrenund Hochwasserrisikokarten gemäß Artikel 6 EG-HWRM-RL x Verwendungsmöglichkeit von vor dem 22.12.2010 erstellten Hochwasserrisikomanagementplänen gemäß Artikel 7 EG-HWRM-RL

3.2.8 Zeitplan, Überprüfungen, Berichte In den Artikeln 14 bis 19 der EG-HWRM-RL befinden sich alle Angaben zu den fälligen Überprüfungen, Berichten und die Schlussbestimmungen. Im Folgenden soll der Zeitplan zur Umsetzung der Richtlinie zusammengefasst dargestellt werden.

3.3 Zusammenhang zum integrierten Hochwasserrisikomanagement

55

¾ Zeitplan der EG-HWRM-RL nach [75]: x vorläufige Bewertung des Hochwasserrisikos í Erstbewertung bis 22.12.2011 í Überprüfung und Aktualisierung bis 22.12.2018 í weitere Überprüfungen, Bewertungen und Aktualisierungen aller 6 Jahre x Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten í Ersterstellung bis 22.12.2013 í Überprüfung und Aktualisierung bis 22.12.2019 í weitere Überprüfungen, Bewertungen und Aktualisierungen aller 6 Jahre x Hochwasserrisikomanagementpläne í Ersterstellung bis 22.12.2015 í Überprüfung und Aktualisierung bis 22.12.2021 í weitere Überprüfungen, Bewertungen und Aktualisierungen aller 6 Jahre Bei allen anstehenden Überprüfungen sollen die voraussichtlichen Auswirkungen des Klimawandels auf das Auftreten von Hochwasser berücksichtigt werden [75]. Der vorgestellte Zeitplan zwingt die EU-Staaten, sich immer wiederkehrend mit dem Hochwasserrisikomanagement zu beschäftigen, was zur Erhaltung des Hochwasserrisikobewusstseins beiträgt. Schlussfolgerung 18: Die EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie erfordert durch ihre periodisch anstehenden Überprüfungen, Neubewertungen und Aktualisierungen eine ständige Auseinandersetzung mit dem Hochwasserrisikomanagement, was zum Erhalt eines angemessenen Hochwasserrisikobewusstseins beiträgt.

3.3 Zusammenhang zum integrierten Hochwasserrisikomanagement Wenn man das im Kapitel 2 beschriebene integrierte Hochwasserrisikomanagement mit der EG-HWRM-RL vergleicht, kann man viele Gemeinsamkeiten und Zusammenhänge feststellen, aber beides nicht gleichsetzen. Die EG-HWRM-RL ist eine rechtsverbindliche Vorgabe, die den fortlaufenden und iterativen Prozess des integrierten Hochwasserrisikomanagements in Europa initiieren, befördern und am Laufen halten will. Als wichtigsten Zusammenhang kann man herausstellen, dass die EG-HWRM-RL mit der Risikovermeidung und der Risikoverminderung einen großen Teil der Ziele des integrierten

56

3 EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie

Hochwasserrisikomanagements verfolgt. Im Artikel 7 der EG-HWRM-RL wird explizit darauf hingewiesen, dass die Hochwasserrisikomanagementpläne alle Aspekte des Hochwasserrisikomanagements mit den Schwerpunkten Vermeidung, Schutz und Vorsorge erfassen sollen. Damit sind neben der Wasserwirtschaft noch wesentlich mehr Akteure (siehe 2.4.2) angesprochen. Die inhaltlichen Einzelregelungen der EG-HWRM-RL betreffen vorrangig die Phase der Hochwasservorbeugung mit ihren Bestandteilen Prävention und Vorsorge. Zu den anderen Phasen (Bewältigung, Regeneration) des integrierten Hochwasserrisikomanagements gibt es nahezu keine Regelungen und Bezüge in der EG-HWRM-RL. In Tabelle 3-1 sind die Zusammenhänge der EG-HWRM-RL mit dem integrierten Hochwasserrisikomanagement zusammenfassend dargestellt. Tabelle 3-1 Zusammenhänge der EG-HWRM-RL mit dem integrierten Hochwasserrisikomanagement EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie

Integriertes Hochwasserrisikomanagement

Ziele

Risikovermeidung, Risikoverminderung

Risikovermeidung, Risikoverminderung, Risikobegrenzung, Risikoakzeptanz

Inhalte

vorläufige Bewertung des Hochwasserrisikos

entweder Bestandteil einer Ereignisanalyse (Regenerationsphase) und/oder Bestandteil der Prävention (Vorbeugungsphase)

Hochwassergefahrenkarten

Bestandteil der Prävention (Vorbeugungsphase)

Hochwasserrisikokarten

Bestandteil der Prävention (Vorbeugungsphase)

Hochwasserrisikomanagementpläne

betreffen prinzipiell alle Phasen des integrierten Hochwasserrisikomanagements, Schwerpunktsetzung auf Phase der Vorbeugung (Prävention, Vorsorge)

Aus der Tabelle kann man entnehmen, dass bei einer 1:1 Umsetzung der in der EG-HWRMRL explizit angegebenen Fachinhalte viele, aber nicht alle Aspekte des integrierten Hochwasserrisikomanagements abgehandelt sind. Umgekehrt kann man jedoch feststellen, dass bei einer guten fachlichen Vorbereitung und Umsetzung aller Phasen des integrierten Hochwasserrisikomanagements die EG-HWRM-RL vollständig umgesetzt ist und auch der optimale Nutzen für die Gesellschaft erzielt werden kann. Schlussfolgerung 19: Das integrierte Hochwasserrisikomanagement ist umfassender als die in der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie geregelten Fachinhalte. Schlussfolgerung 20: Die konsequente Anwendung des integrierten Hochwasserrisikomanagements führt zur vollständigen fachlichen Umsetzung der EG-Hochwasserrisikomanagementrichtlinie.

4

Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

4.1 Allgemeines Um Empfehlungen für ein EG-HWRM-RL konformes und auf das jeweilige Bundesland optimiertes Hochwasserrisikomanagement abgeben zu können, muss als Erstes dessen wasserwirtschaftliche Ausgangslage analysiert werden. Hierzu müssen: ¾ die Rechtslage (EU-Recht, Bundesrecht, Landesrecht) ¾ die geologischen und topographischen Verhältnisse ¾ die klimatischen Bedingungen (Meteorologie, Hydrologie) ¾ die Gewässer (Fließgewässer, Standgewässer) ¾ die wasserwirtschaftlichen Anlagen (z. B. Stauanlagen, Hochwasserschutzeinrichtungen) ¾ die Flächennutzungen ¾ die Schadenspotenziale und ¾ die Vulnerabilität betrachtet werden. Diese Vorgehensweise soll im Folgenden überblicksmäßig für die Bundesrepublik Deutschland und am Beispiel des Freistaates Sachsen demonstriert werden. Dabei werden in den folgenden Abschnitten dieses Kapitels neben der rechtlichen Entwicklung die wichtigsten Einflussgrößen für die Abflussbildung und Abflusskonzentration qualitativ beschrieben. Aus der dort vorgenommenen systematischen Aufarbeitung dieser Einflussgrößen, wie z. B. Niederschlagsverteilung und -intensität, Hangneigung, Tal- und Gewässermorphologie, Bodenarten, Versickerungsverhalten, Flächennutzung und Versiegelungsgrad lassen sich, wie auch geschehen, qualitative Trends für das Abflussverhalten insbesondere auch im Hochwasserfall ableiten. Damit soll u. a. gezeigt werden, dass man mit dem Ergebnis solcher Betrachtungen leicht verfügbare Grundlagen für Entscheidungen im Hochwasserrisikomanagement oder über weitere Entwicklungen im Raum, wie z. B. Landnutzungen, schaffen kann. Außerdem kann man mit diesen verfügbaren oder leicht abzuleitenden Informationen die vorläufige Bewertung des Hochwasserrisikos entsprechend Artikel 4 und 5 der EG-HWRM-RL [75] vornehmen. Bezug nehmend auf den unter 2.3 erläuterten Kreislauf des Hochwasserrisikomanagements kennzeichnet die wasserwirtschaftliche Ausgangslage den Umsetzungsstatus der Phase der Hochwasservorbeugung auf dem jeweiligen Stand des Wissens. Aus didaktischen Gründen wird das Hochwasser vom August 2002 als Ereignis im Hochwasserrisikomanagementkreislauf gewählt. Damit beziehen sich die folgenden Betrachtungen auf die Phase der Hochwasservorbeugung vor dem Ereignis von 2002.

58

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

4.2 Rechtslage bis 2002 4.2.1 Allgemeines Bis zum Hochwasserereignis vom August 2002 gab es bezüglich des Hochwasserrisikos keine konkreten Vorgaben durch die EU. In der EG-Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) [74] kann man nur die eine Aussage finden, dass weniger strenge Ziele im Sinne der EGWRRL festzulegen sind, wenn der Hochwasserschutz einen zu beachtenden Aspekt darstellt. Außerhalb der wassergesetzlichen Regelungen gab es einige wenige Grundsätze zum vorbeugenden Hochwasserschutz z. B. im Bereich der Raumordnung [20], die hier nicht weiter erörtert werden sollen.

4.2.2 Bundesrepublik Deutschland Im bis August 2002 geltenden Wasserhaushaltsgesetz (WHG) [32] gab es im § 32 gesetzliche Regelungen zu den Überschwemmungsgebieten und die Aufforderung an die Bundesländer, Vorschriften zum Schutz vor Hochwassergefahren zu erlassen. Mit den dort getroffenen Bestimmungen will laut Czychowski [43] der Bundesgesetzgeber den vorbeugenden Hochwasserschutz verbessern und auf eine möglichst einheitliche Vollziehung hinwirken. In anderen Paragraphen (z. B. § 31 und § 36 a) werden noch weitere Aussagen zum Hochwasserschutz insbesondere zum Erhalt natürlicher Rückhalteflächen getroffen. Auf Grund der sehr einseitigen rahmengesetzlichen Vorgaben hat zu diesem Zeitpunkt der Hochwasserschutz in der Bundesgesetzgebung noch nicht die ihm angemessene Berücksichtigung gefunden. Die komplexe Sichtweise des integrierten Hochwasserrisikomanagements fehlte völlig. Die Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA) hatte 1995 unter Beteiligung der Bund/ Länder-Arbeitsgemeinschaft Boden (LABO), der Länderarbeitsgemeinschaft Naturschutz, Landespflege, Erholung (LANA) und den zuständigen Bundesministerien Leitlinien für einen zukunftsweisenden Hochwasserschutz erarbeitet [166], die von der Umweltministerkonferenz 1995 verabschiedet worden sind. In diesen LAWA-Leitlinien werden die drei Säulen natürlicher Rückhalt, technischer Hochwasserschutz und weitergehende Hochwasservorsorge als sinnvolle Hochwasserschutzstrategie festgehalten. Diese Strategie beinhaltet schon viele, aber nicht alle Aspekte des Hochwasserrisikomanagements.

4.2.3 Freistaat Sachsen Da der Hochwasserschutz in der Hoheit der Bundesländer liegt, existierten erwartungsgemäß in der Landesgesetzgebung und somit auch im 2002 gültigen Sächsischen Wassergesetz (SächsWG) [103] schon zahlreiche Regelungen zum Hochwasserschutz, die sich in unterschiedlichem Maße an der LAWA-Leitlinie für einen zukunftsweisenden Hochwasserschutz orientierten.

4.2 Rechtslage bis 2002

59

So wird z. B. im § 3 (Grundsätze) SächsWG verlangt, dass Hochwasserschäden verhütet werden. Im § 69 (Umfang der Unterhaltung) wird geregelt, dass die Wasserbehörden aus Gründen des Hochwasserschutzes Festlegungen zum Umfang der Unterhaltung treffen können. In den §§ 85 bis 90 a sind unter anderem die Zuständigkeit für Planung, Bau, Betrieb und Unterhaltung, die Bau- und Unterhaltungslast für Hochwasserschutzanlagen und Deiche definiert und deren Verwendung zum Schutz gegen Überschwemmung und Hochwasserschäden explizit angeführt. Im § 93 (Regelungen für den Wasserabfluss (wild abfließendes Wasser)) wird das Ober-/Unterliegerprinzip herausgestellt und im § 98 (Gewässerschau) wird die regelmäßige Kontrolle des Zustandes der Hochwasserschutzanlagen und Überschwemmungsgebiete eingefordert. Die umfassenden Sächsischen Regelungen im § 99 SächsWG zum Hochwasserschutz haben Zeppernick und Habel in [275] sinngemäß wie folgt treffend beschrieben: Der allgemeine Hochwasserschutz wird durch Aufzählung von Beispielen erläutert und vom technischen Hochwasserschutz abgegrenzt. Maßnahmen des vorbeugenden Hochwasserschutzes sollen einerseits der Verbesserung des Wasserhaushaltes und ggf. auch der Minderung des technischen Hochwasserschutzes dienen. Der vorbeugende Hochwasserschutz dient dem Wohl der Allgemeinheit und soll durch die zuständigen Behörden in Planungs- und Zulassungsentscheidungen beachtet und durch die Bauleitplanung oder durch Nebenbestimmungen in Zulassungsentscheidungen umgesetzt werden. Der Begriff von Hochwasserschutzanlagen wird näher erläutert und dem Hochwasserschutz dienende Nebeneinrichtungen werden den Deichen gleich gestellt. Eine wasserrechtliche Verpflichtung Privater zum Bau und zur Unterhaltung von Hochwasserschutzanlagen zum eigenen Objektschutz erfolgt nicht. Mit diesen doch schon umfassenden gesetzlichen Regelungen wird die Tradition alter Sächsischer Wassergesetze (12.03.1909 oder 02.07.1982) fortgesetzt. Im § 100 (Überschwemmungsgebiete) SächsWG werden die Vorgaben des § 32 WHG in Landesrecht umgesetzt und präzisiert und in den §§ 101 (Wasser- und Eisgefahr) und 102 (Wasserwehr) werden Regelungen für den Ereignisfall getroffen. Zum Hochwassernachrichtendienst und der Hochwassermeldeordnung sowie zu Warn- und Alarmplänen für länderübergreifende oberirdische Gewässer existierten im § 104 entsprechende Festlegungen. Schlussfolgerung 21: Trotz der LAWA-Leitlinie für einen zukunftsweisenden Hochwasserschutz und der Erfahrungen aus dem Oderhochwasser von 1997 war die Rahmengesetzgebung durch den Bund bis 2002 aus fachlicher Sicht zu einseitig und als Vorgabe für die Länder zu schwach. Damit war es nicht möglich, eine einheitliche Hochwasserschutzstrategie auch über Bundesländergrenzen hinweg umzusetzen. Schlussfolgerung 22: Die wassergesetzlichen Regelungen zum Hochwasserschutz waren 2002 im Freistaat Sachsen schon recht ausgeprägt und vielseitig. Die Praktikabilität und die konsequente Anwendung durch die Wasserbehörden waren nicht in jeder Hinsicht sicher gestellt.

60

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Die dargestellte Rechtssituation und deren Umsetzungsstatus in die Praxis machen deutlich, dass auch die Rechtswissenschaften einen entscheidenden Beitrag zur Verbesserung des Hochwasserschutzes leisten können und müssen. So ist es in Würdigung der im weiteren Verlauf des Buches noch angesprochenen Rechtsprobleme wichtig, dass im Wasserrecht im Kontext zu anderen Rechtsbereichen, wie z. B. Naturschutzrecht, Raumplanungsrecht, Baurecht und Eigentumsrecht, klare und eineindeutige Regelungen getroffen werden müssen, die ein integriertes Hochwasserrisikomanagement überhaupt erst ermöglichen.

4.3 Topographie 4.3.1 Bundesrepublik Deutschland Deutschland kann man in Anlehnung an [158] von Nord nach Süd in die vier naturräumlichen Großregionen Norddeutsches Tiefland, Mittelgebirgsschwelle, Alpenvorland und Alpen einteilen (siehe auch Bild 4-1).

Bild 4-1 Topographie Deutschland [155]

4.3 Topographie

61

Das Norddeutsche Tiefland umfasst die küstennahen Marschen und die anschließende Geest. Mit weiten Buchten (Niederrheinisches Tiefland, Münsterland, Leipziger Tieflandsbucht) greift es in den Niederungen von Rhein, Ems, Weser und Elbe tief in die Mittelgebirgsschwelle ein. An der Ostseeküste schließt sich mit zahlreichen Seen (Mecklenburgische Seenplatte) das Jungmoränengebiet des Baltischen Höhenrückens an, welches nach Süden in das Altmoränenland mit Niederungen, Urstromtälern und Hochflächen übergeht und durch den südliche Landrücken des Fläming begrenzt wird. Die Mittelgebirge zergliedern sich in eine Vielzahl kleiner Landschaftseinheiten. Das beiderseits des Mittelrheins gelegene Rheinische Schiefergebirge bildet einen zusammenhängenden Gebirgskörper, dem sich im Osten das Hessische-, das Weser- und das Leinebergland sowie der Harz, der Thüringer Wald und das Fichtelgebirge anschließen. Die östliche Mittelgebirgsumrandung von Deutschland reicht vom Elstergebirge über das Erzgebirge bis zum Elbsandsteingebirge mit dem Durchbruchstal der Elbe und im Süden bis zum Böhmerwald mit dem Oberpfälzer und Bayerischen Wald. Von den östlichen Randhöhen des Oberrheingrabens (Spessart, Odenwald, Schwarzwald) erstreckt sich bis zur Donau und im Osten bis zum Bayerischen Wald eine Schichtstufenlandschaft, die westlich des Rheins ihre Fortsetzung im Pfälzer Wald findet. Zwischen der Schwäbischen Alb, dem Bayerischen Wald und den im äußersten Süden Deutschlands befindlichen Kalkalpen erstreckt sich der deutsche Teil des Alpenvorlandes.

4.3.2 Freistaat Sachsen Den Freistaat Sachsen kann man entsprechend Bild 15-1 (siehe Anlage Farbbilder) von Süden nach Norden in die Mittelgebirge, das Hügelland und das Flachland untergliedern. In Anlehnung an [271] gliedern sich die Sächsischen Mittelgebirge von West nach Ost durch eher unscharfe Grenzen. Im Südwesten Sachsens erstreckt sich das Vogtland mit dem Erzgebirgsbecken als Nordgrenze und dem Elstergebirge im Südosten. Nach Osten folgt die Pultscholle des Erzgebirges, welches in West-, Mittel- und Osterzgebirge untergliedert werden kann. Die Höhenlagen des Erzgebirges nehmen dabei von West nach Ost langsam von über 1200 m bis unter 1000 m ab. Nach Süden erstreckt sich das Erzgebirge über die Landesgrenze hinaus bis an den Egertalgraben. Den nördlichen Bereich des Erzgebirges entlang der Kammlagen nimmt der Naturpark Erzgebirge/Vogtland ein. Das Sächsische Elbland und das Elbsandsteingebirge trennen das Erzgebirge nach Nordosten vom Lausitzer Bergland und dem Zittauer Gebirge ab. Nördlich der Mittelgebirge befindet sich das durch Endmoränenbildung entstandene Hügelland mit seinen weitflächigen Lößablagerungen (Lößhügelland). Zum im Norden Sachsens gelegenen Flachland gehören die Leipziger Tieflandsbucht südlich von Leipzig sowie die Niederlausitz bzw. Oberlausitz im Nordosten. Beide sind durch jüngere Ablagerungen aus dem eiszeitlichen Paläozän und den Flussniederungen gekennzeichnet, sowie insbesondere durch deren tertiäre Braunkohlevorkommen im Untergrund. Aus der Topographie lassen sich die entsprechenden Rückschlüsse auf die Hangneigung und die zu erwartenden Abflussprozesse ziehen. Im Bild 15-2 sind die Hangneigungen für Sachsen dargestellt.

62

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Schlussfolgerung 23: Für Deutschland und Sachsen kann man bezüglich der Hochwassercharakteristik ähnliche topographische Verhältnisse feststellen. Im Süden befinden sich die Gebirge mit einem fein verzweigten Gewässernetz, wo auch aufgrund der steilen Hangneigungen die dynamischen Hochwasserprozesse (Sturzfluten) die entscheidende Rolle spielen. Diese südlichen Gewässernetze verschmelzen zu den größeren Flusssystemen in den nördlich anschließenden Tiefländern, wo es vorrangig zu großflächigen Überschwemmungen durch die hohe Wasserführung der größeren Flüsse kommen wird.

4.4 Geologie 4.4.1 Allgemeines Der Einfluss der geologischen Ausstattung eines Einzugsgebietes auf die Hochwasserentstehung ist in hohem Maße von der Gebietsgröße abhängig [23]. Prinzipiell kann man feststellen, dass die Beschaffenheit des Bodens und des Gesteins, der Anschluss des Bodens an den Grundwasserleiter, die Speicherkapazität und die hydraulische Leitfähigkeit des Grundwasserleiters die Hochwasserentstehung beeinflussen. Für die Analyse der wasserwirtschaftlichen Ausgangslage interessieren im Rahmen der vorliegenden Betrachtung nicht so sehr die erdgeschichtlichen Gebirgsbildungsprozesse und Untergesteine sondern die für die Versickerungseigenschaften und Abflusswirksamkeit wichtigen Bodenstrukturen, auf die sich die folgenden Ausführungen beschränken werden. Die für die Hochwasserentstehung wichtigsten Parameter des Bodens sind dessen Wasseraufnahmefähigkeit, Wasserleitfähigkeit und dessen Wasserhaltevermögen [225]. Diese Parameter werden maßgeblich von dem im Boden vorhandenen Porensystem beeinflusst.

4.4.2 Bundesrepublik Deutschland Die Zusammensetzung und Qualität der Böden in Deutschland ist regional sehr unterschiedlich ausgeprägt. In Norddeutschland trifft man im küstennahen Gebiet auf Marschböden holozänen Ursprungs, die meist aus Klei oder tonigen Sedimenten bestehen und zur Nutzung entwässert werden müssen. Die anschließenden eiszeitlich geprägten etwas höher gelegenen Geestlandschaften weisen sehr magere sandhaltige Böden auf. Diese sandigen und damit wasserdurchlässigen Böden setzen sich über die Heidelandschaften (z. B. Lüneburger Heide) bis in die Gebiete der Alt- und Jungmoränenlandschaft (z. B. Brandenburg), in denen sich Flugsand angelagert hat, fort. Zwischen der Moränenlandschaft und der Mittelgebirgsstufe zieht sich von West nach Ost eine Reihe von fruchtbaren Börden, die durch eiszeitliche Lößablagerungen gekennzeichnet sind. Diese schluff- und tonhaltigen Braun- und im Osten teils Schwarzerden werden landwirtschaftlich stark genutzt. In den Mittelgebirgen herrschen magere oft lehmige Böden vor, die landwirtschaftlich extensiv bewirtschaftet werden oder be-

4.5 Meteorologie und Hydrologie

63

waldet sind. Eine Karte mit den Bodenregionen der Bundesrepublik Deutschland ist in Bild 15-3 dargestellt.

4.4.3 Freistaat Sachsen Gemäß der in 4.3 beschriebenen Topographie ist die Bodenstruktur in Sachsen sehr unterschiedlich ausgeprägt (siehe Bild 15-4). In den Erzgebirgslagen und im Vogtland sind vorwiegend Lehmböden und lehmiger Gebirgsschutt anzutreffen. Im Mittelsächsischen Hügelland und im Lausitzer Bergland dominieren die Lößböden und in der nördlichen Oberlausitz die Sandböden. In der Elbniederung selbst findet man im Südteil vorrangig lehmige Sandböden, die in Richtung Nordwesten entlang der Elbe zu sandigem Lehm und Sand übergehen [163]. Hieraus kann man leicht erkennen, dass gerade in den niederschlagsreicheren Gebieten Sachsens (siehe 4.5) die undurchlässigeren und damit abflusswirksameren Böden anzutreffen sind. Schlussfolgerung 24: Auch bei den Bodenarten kann man für Deutschland und Sachsen bezüglich der Hochwassercharakteristik prinzipiell ähnliche Verhältnisse feststellen. Die niederschlagsreicheren Gebirgslagen und das vorgelagerte Hügelland sind durch relativ undurchlässige und damit sehr abflusswirksame Bodenarten gekennzeichnet. Damit wird deutlich, dass auch die jeweils vorhandenen Bodenarten den in Schlussfolgerung 23 beschriebene Effekt der hohen Fließgeschwindigkeiten (Sturzfluten) im Gebirge und der eher großflächigen Überschwemmungen im Flachland bedingen.

4.5 Meteorologie und Hydrologie 4.5.1 Bundesrepublik Deutschland Deutschland liegt in den mittleren Breiten und gehört vollständig zur vom Golfstrom beeinflussten warm-gemäßigten Klimazone Mitteleuropas mit feuchttemperierter Witterung und befindet sich im Übergangsbereich zwischen dem maritimen Klima Westeuropas und dem kontinentalen Klima Osteuropas [8], [268]. Bei überwiegend westlichen Winden werden oft feuchte Luftmassen vom Atlantischen Ozean herangeführt, die vielfach zu Niederschlägen führen (siehe Bild 4-2). Der von Nordwest nach Südost abnehmende atlantische Einfluss sorgt für relativ milde Winter und nicht so heiße Sommer.

64

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

4.5.2 Freistaat Sachsen Da Sachsen im Osten von Deutschland liegt, ist das Klima im Freistaat verhältnismäßig stark kontinental geprägt. Der für Sachsen unter 4.3 topographisch vorgenommenen Untergliederung kann man die in [8] aufgeführten Klimabezirke zuordnen: ¾ Deutsches Mittelgebirgs-Klima (Mittelgebirge) ¾ Deutsches Berg- und Hügelland-Klima (Hügelland) ¾ Ostdeutsches Binnenland-Klima (Flachland) Sachsen bekommt einerseits durch seine große Entfernung zum Atlantik und andererseits durch die Regenschatteneffekte auf der Erzgebirgsnordseite und die westlich vorgelagerten Mittelgebirge Fichtelgebirge, Thüringer Wald und Harz relativ wenige Niederschläge. Das langjährige Mittel für Sachsen beträgt nach Grünewald [119] ca. 740 mm pro Jahr, was in etwa dem mittleren Jahresniederschlag für Europa entspricht. Im Mittelgebirge und im Hügelland liegen die niederschlagsreichen Gebiete mit 750 bis 1200 mm/a und bis zu 1300 mm/a im Westerzgebirge [101] und im nördlichen Tiefland die niederschlagsarmen Gebiete mit 480 bis 650 mm/a [119]. Neben den vorherrschenden Westwetterlagen, die Sachsen meist in abgeschwächter Form erreichen, sind die für episodische Starkregenereignisse verantwortlichen Mittelmeerzyklonen von Bedeutung. Der Einfluss dieser von dem Meteorologen van Bebber (1841-1909) als Vb bezeichneten Wetterlagen nimmt innerhalb Sachsens von West nach Ost zu und ist häufig mit lang anhaltenden Starkniederschlägen verbunden (Bild 4-2).

Bild 4-2 Typische Zugbahnen der Zyklonen nach van Bebber [151]

Im Erzgebirge sind bedingt durch lokale Gewitterbildungen sommerliche Niederschlagsmaxima keine Seltenheit. Dies bestätigt auch die im Bild 15-5 dargestellte Häufigkeitsverteilung der Niederschlägen von t 50 mm/d.

4.6 Fließgewässer

65

Schlussfolgerung 25: Sachsen ist für deutsche Verhältnisse relativ niederschlagsarm. Durch Vb-Wetterlagen und lokale Gewitterbildungen im Erzgebirge sind Starkregenereignissen und sommerliche Niederschlagsmaxima jedoch keine Seltenheit. Deshalb sind in Sachsen oft die Sommerhochwasser und nicht wie in den anderen deutschen Bundesländern die Winterhochwasser für die Bemessung der Hochwasserschutzanlagen ausschlaggebend.

4.6 Fließgewässer 4.6.1 Bundesrepublik Deutschland Auf dem Territorium der Bundesrepublik Deutschland befinden sich ca. 400.000 km Fließgewässer (siehe Bild 4-3) von denen ca. 20.000 km Gewässer ein Einzugsgebiet von mehr als 1.000 km² haben [166]. Bei den Hunderten von Flüssen und Tausenden von Bächen gibt es allein 30 Flüsse mit einer Fließlänge von mehr als 200 km und über 600 Flüsse mit einer Fließlänge von mehr als 10 km. Eine Auflistung aller Flüsse Deutschlands kann man im Internet [270] finden.

Bild 4-3 Gewässernetz der Bundesrepublik Deutschland [25]

66

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Die deutschen Flüsse lassen sich nach der EG-WRRL [74] den im Bild 4-4 dargestellten Flussgebietseinheiten Donau, Rhein, Maas, Ems, Weser, Elbe, Oder, Warnow/Peene, Schlei/Trave und Eider zuordnen, die in die Nordsee, in die Ostsee oder das Schwarze Meer entwässern.

Bild 4-4 Flusseinzugsgebietseinheiten in der Bundesrepublik Deutschland [259]

Im Süden Deutschlands entwässert die Donau auf 647 km Länge mit ihren wichtigsten Zuund Nebenflüssen Iller, Lech, Altmühl, Naab, Regen, Isar und Inn fast das gesamte Alpenvorland und fließt über Österreich und Südosteuropa in das Schwarze Meer. Der Westen und Südwesten Deutschlands werden auf einer Länge von 865 km hauptsächlich durch den in die Nordsee mündenden Rhein mit seinen wichtigsten Zu- und Nebenflüssen Neckar, Main,

4.6 Fließgewässer

67

Mosel, Lahn, Ruhr und Lippe entwässert. Im Osten Deutschlands wird das Oberflächenwasser überwiegend durch die 727 km Elbe mit ihren wichtigsten Zu- und Nebenflüssen Schwarze Elster, Mulde, Saale und Havel in die Nordsee und zu einem kleinen Teil durch die 187 km Oder mit ihrem wichtigsten Zufluss Neiße in die Ostsee abgeleitet. Der Norden Deutschlands wird im Westen durch die 371 km lange Ems (Hase, Jümme), die 452 km lange Weser (Werra, Fulda, Diemel, Werre, Aller, Lesum, Hunte) und die 188 km lange Eider in die Nordsee und im Osten durch einen Teil der Elbe in die Nordsee und durch die 42 km lange Schlei, die 124 km lange Trave, die 151 km lange Warnow und die 156 km lange Peene in die Ostsee entwässert.

4.6.2 Freistaat Sachsen Die Fließgewässer des Freistaates Sachsen werden laut dem Sächsischen Wassergesetz [103] in die im Bild 15-6 dargestellten Kategorien Bundeswasserstraße, Gewässer I. und II. Ordnung eingeteilt. Für die Gewässer I. Ordnung mit einer Fließlänge von ca. 3.000 km ist die Landestalsperrenverwaltung im Auftrag des Freistaates Sachsen zuständig und für die Gewässer II. Ordnung mit einer Fließlänge von ca. 15.000 km sind die Kommunen zuständig. Eine Besonderheit bezüglich der Zuständigkeit stellt die Elbe als Bundeswasserstraße dar. Die Bundesrepublik ist an der Elbe bis zu den schiffbaren Wasserständen zuständig. Für die Hochwasserschutzanlagen und Deiche ist die Landestalsperrenverwaltung im Auftrag des Freistaat Sachsen zuständig. Für die Gebiete zwischen höchstem schiffbaren Wasserstand an der Elbe und Hochwasserschutzanlagen oder Deichen, Altarme und Flutrinnen an der Elbe gibt es keine eindeutige Zuständigkeitsregelung, somit sind dort die Kommunen zuständig. Schlussfolgerung 26: Die Zuständigkeit für die Bau- und Unterhaltungslast sowie für den Hochwasserschutz an Bundeswasserstraßen einschließlich der Altarme und Flutrinnen sollte eindeutiger geregelt und in weniger Hände gelegt werden, nur so kann auch an den Bundeswasserstraßen ein optimaler Hochwasserschutz erreicht werden. Von den nach der EG-WRRL definierten Flussgebietseinheiten (siehe Bild 4-4) liegen ein sehr kleiner Teil der Oder und ein großer Teil der Elbe auf Sächsischem Territorium. Die Flussgebietseinheiten werden nach EG-WRRL in die Einzugsgebiete der Hauptfließgewässer unterteilt. Die für Sachsen zutreffenden Einzugsgebiete sind im Bild 15-7 dargestellt. Die sehr kleinen Anteile der Einzugsgebiete der Eger, der Polzen und der Saale haben nahezu keine hochwasserrelevante Bedeutung für Sachsen und werden im Folgenden nicht weiter betrachtet. Bis auf den östlichsten Teil Sachsens, der über die Lausitzer Neiße (Gaule, Landwasser, Lausur, Mandau, Pließnitz) in die Ostsee entwässert, liegt der Freistaat im Einzugsgebietssystem der in die Nordsee fließenden Elbe.

68

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Linkselbisch sind die Einzugsgebiete der Weißen Elster (Eula, Feilebach, Göltzsch, Görnitzbach, Koberbach, Parthe, Pleiße, Rauner Bach, Schnauder, Stoppbach, Trieb, Geigenbach, Triebelbach, Wyhra), der Zwickauer Mulde (Amselbach, Chemnitz, Crinitzer Wasser, Gablenzbach, Große Bockau, Große Mittweida, Kleine Bockau, Klingerbach, Lungwitzbach, Rödelbach, Schwarzwasser, Stadtguttalbach, Unterer Querenbach, Wiltzsch, Würschnitz, Zwönitz), der Freiberger Mulde (Bobritzsch, Flöha, Gimmlitz, Große Lößnitz, Haselbach, Lampertsbach, Lautenbach, Pöhlbach, Preßnitz, Saidenbach, Schwarze Pockau, Sehma, Revierwasserlaufanstalt Freiberg, Striegis, Wilisch, Zschopau) und der Vereinigten Mulde (Leine, Lober, Lossa, Schwarzbach) maßgebend. Rechtselbisch befinden sich die Einzugsgebiete der Schwarzen Elster (Dobrabach, Geißlitz, Große Röder, Hopfenbach, Hoyerswerdaer Schwarzwasser, Kleine Röder, Klosterwasser, Langes Wasser, Pulsnitz) und der Spree (Kleine Spree, Kotitzer Wasser, Löbauer Wasser, Schwarzer Schöps, Weißer Schöps). Die Elbe selbst besitzt in Sachsen ein ziemlich schmales Zwischeneinzugsgebiet und auch nur recht kleine einmündende Fließgewässer. Die wichtigsten linkselbischen Zuflüsse sind die Biela, die Gottleuba (Bahra, Bahre, Mordgrundbach, Seidewitz,), die Müglitz, der Lockwitzbach, die Weißeritz (Neugraben, Quergraben, Rote Weißeritz, Wilde Weißeritz), die Wilde Sau, der Ketzerbach, die Triebisch, die Jahna, die Döllnitz, die Dahle und die Weinske. Rechtselbisch sollen die Kirnitzsch, der Lachsbach (Polenz, Sebnitz), die Wesenitz, die Prießnitz, der Keppbach und der Lößnitzbach genannt werden. Im Bild 15-8 sind die Gewässertypen nach EG-WRRL dargestellt. Hier erkennt man, dass weit über die Hälfte der Gewässer in Sachsen Mittelgebirgsflüsse und -bäche (braune Farbe) und nur der kleinere Teil Tieflandflüsse und -bäche (Gelbtöne) sind. Diese Konstellation hat starke Auswirkungen auf das Abflussverhalten im Hochwasserfall, die im Weiteren für die maßgebenden Fließgewässer und deren Teileinzugsgebiete unter Auswertung von IKSEUnterlagen [147] näher erläutert werden. Weitergehende Beschreibungen zu den Fließgewässern können an selber Stelle nachgelesen werden. Nach ca. 371 km Fließlänge überschreitet die Elbe in ihrem Oberlauf die TschechischSächsische Grenze (deutscher Elbe-km 0,0) in einem engen Tal mit 200 bis 300 Meter tiefen Einschnitten [147] im Bereich des Elbsandsteingebirges. Bis dahin entwässert die Elbe ein Einzugsgebiet von 51.394 km² und weist einen mittleren Abfluss von ca. 311 m³/s auf. Nach ca. weiteren 23 km beginnt oberhalb von Pirna die als Platten und Hügelland gekennzeichnete Dresdner Elbtalweitung, die sich bis Meißen erstreckt. Dort beginnend durchfließt die Oberelbe das Mittelsächsische Lößhügelland bevor sie sich dann ab deutschem Elbe-km 96,0 als Mittelelbe anfänglich über das Riesa-Torgauer Elbtal in das Mitteldeutsche Tiefland erstreckt und Sachsen in Richtung Sachsen-Anhalt verlässt. Im Bereich der Sächsischen Oberelbe existieren nur wenige Deiche, die meisten davon im Raum Dresden-Meißen. In Dresden selbst befinden sich zwei Flutrinnen, die jeweils ca. 600 m³/s Wasser umleiten können. Der Bereich der Sächsischen Mittelelbe ist in großen Teilen eingedeicht. Die Elbe ist als Bundeswasserstraße auf deutschem und somit auch Sächsischem Gebiet durch Strombaumaßnahmen beeinflusst und in ihrer Lage fixiert. In den größeren Ortslagen an der Elbe befinden sich zahlreiche Hochwasserschutzanlagen, wie z. B. Deiche oder Mauern. Für den Sächsischen Teil der Elbe geht die Hochwassergefahr von den hohen Durchflüssen und den damit verbun-

4.6 Fließgewässer

69

denen hohen Wasserständen aus. Die dabei auftretenden Fließgeschwindigkeiten führen nur in den seltensten Fällen zu weiteren Schäden. Die direkten Elbzuflüsse Sachsens sind überwiegend durch enge, stark eingetiefte und steile, felsige Täler im Ober- und Mittellauf gekennzeichnet, die stellenweise Wildbachcharakter haben können. So bewegt sich z. B. bei den Osterzgebirgsflüssen das durchschnittliche Gefälle von der Quelle bis zur Mündung zwischen 13 ‰ und 20 ‰ [147]. Die Talformen selbst sind vom Reliefbild abhängig und variieren zwischen Klamm-, V- und Kerbtäler sowie mehrere hundert Meter breiten Sohlentäler. Im Unterlauf weiten sich die Flusstäler etwas auf und können auch noch mäandrieren. Der Geschiebetransport ist stark von den Gefälleverhältnissen und den anstehenden Materialien abhängig und kann gerade in Hochwassersituationen bedeutende Größenordnungen annehmen. In vielen Ortslagen sind die Gewässer als festes Gerinne ausgebaut. Durch den relativ geringen Waldbestand (siehe auch 4.8) und den anstehenden Boden (siehe 4.4) weisen die Einzugsgebiete der Osterzgebirgsflüsse ein ziemlich geringes natürliches Rückhaltevermögen auf und werden nach Einschätzung der IKSE [147] zu den hochwassergefährdetsten Gebieten Mitteleuropas gezählt. Die Fließgewässer in den Einzugsgebieten der Zwickauer und Freiberger Mulde entwässern vorrangig das Mittel- und Westerzgebirge und weisen ähnliche Charakteristika, wie die Osterzgebirgsflüsse auf. Die Freiberger Mulde mit 5,8 ‰ und die Zwickauer Mulde mit 3,8 ‰ durchschnittlichem Gefälle sind selbst schon nicht mehr so steil und im Abflussverhalten weniger dynamisch. Auch hier sind in vielen Ortslagen die Gewässer als festes Gerinne ausgebaut. Die am Zusammenfluss der Freiberger und Zwickauer Mulde entstehende Vereinigte Mulde – meist nur als Mulde bezeichnet – ist schon eher ein typischer Tieflandsfluss, der mit einem mittleren Gefälle von 0,5 ‰ in der Regel keine Hochwasserprobleme durch dynamische Prozesse sondern durch die dann auftretenden hohen Wasserstände verursacht. Die in der Leipziger Tieflandsbucht liegende Sächsische Mulde ist zu großen Teilen eingedeicht oder im Bereich von Ortslagen mit Ufermauern versehen. Die Fließgewässer im Sächsischen Einzugsgebiet der Weiße Elster entwässern das Elstergebirge und Vogtland in Richtung Leipziger Tieflandsbucht und ähneln in ihrem Abflussverhalten ebenfalls den Fließgewässern des Osterzgebirges. Die Weiße Elster selbst besitzt mit 20,2 ‰ Gefälle auf tschechischem Gebiet noch Wildbachcharakter und ist im Oberlauf auf deutschem Gebiet mit 6,2 ‰ noch recht steil bevor sie im Mittellauf (1,5 ‰) und im Unterlauf mit 0,76 ‰ Gefälle flacher und damit im Abflussverhalten weniger dynamisch wird. Die im Sächsischen Einzugsgebiet der Schwarzen Elster befindlichen Fließgewässer entwässern Teile des Oberlausitzer Berglandes. Aufgrund der geringeren Höhenunterschiede weisen diese Gewässer nach kurzen Fließstrecken schon keine großen Gefälle mehr auf. Die Schwarze Elster selbst hat 13 km nach der Quelle nur noch ein mittleres Gefälle von ca. 1,0 ‰ bis zur Mündung. Damit reduziert sich bei diesen Gewässern die Hochwassergefahr mehr auf Ausuferungen aufgrund höherer Wasserstände. Die Spree mit ihren Zuflüssen im Oberlauf stellt bis zur TS Bautzen mit ihrem mittleren Gefälle von 4,2 ‰ einen typischen Mittelgebirgsfluss dar, der am Anfang in teilweise tief eingeschnittenen, engen Tälern noch Gebirgsbachcharakter mit all den für die Osterzgebirgsflüsse schon beschriebenen Hochwasserwirkungen hat. Nach der TS Bautzen ist die Spree ein typi-

70

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

scher Flachlandfluss, der mit einem mittleren Gefälle von weit unter einem Promille keine dynamischen Hochwassereigenschaften mehr aufweist. Die Lausitzer Neiße stellt im Sächsischen Teil eher ein Flachlandfluss mit geringerem Gefälle und den sich daraus ableitbaren Hochwassereigenschaften dar, der zu großen Teilen eingedeicht ist. Schlussfolgerung 27: Die Sächsischen Mittelgebirgsflüsse im Süden bieten durch ihre meist engen Täler im Oberund Unterlauf mit teilweise Wildbachcharakter kaum Flächen für einen natürlichen Rückhalt in der Fläche und durch die Steilheit der Täler werden, wie schon in der Schlussfolgerung 23 und Schlussfolgerung 24 festgestellt, die dynamischen Hochwasserprozesse (Sturzfluten) die entscheidende Rolle spielen. Diese südlichen Gewässernetze verschmelzen zu den größeren Flüssen in den nördlich anschließenden Tiefländern, wo es vorrangig zu großflächigen Überschwemmungen durch die hohe Wasserführung der größeren Flüsse kommen wird. Schlussfolgerung 28: Die für Sachsen maßgebenden Hochwasser an der Elbe entstehen im tschechischen Teil des Einzugsgebietes (51.394 km²). Zur Darstellung der Ausgangslage an den Fließgewässern sind auch Aussagen zu den Deichen wichtig. An den ca. 3.000 km Gewässer I. Ordnung und der Elbe in Sachsen existieren rund 650 km Hochwasserschutzdeiche. Die größten Deichlängen befinden sich an den Flachlandflüssen, so z. B. an der Elbe mit ca. 124 Deichkilometern und an der Vereinigten Mulde mit ca. 75 km, sowie an den flacheren Flussabschnitten im Mittelgebirgsvorland, wie z. B. an der Zwickauer Mulde mit ca. 51 km und an der Weißen Elster mit ca. 43 km. Die Lage der Deiche an den Gewässern I. Ordnung ist aus Bild 15-9 ersichtlich. Die Deiche in Sachsen sind in der Regel nicht übermäßig hoch. So haben ca. 40 % der Deiche eine mittlere Höhe von ein bis zwei Meter, ca. 39,5 % der Deiche eine mittlere Höhe von zwei bis drei Meter und nur ca. 16 % der Deiche sind höher als drei Meter. In der Deichdokumentation der LTV [181] ist festgehalten worden, welche Güter vorrangig durch die Deiche geschützt werden. Aus Bild 4-5 kann man entnehmen, dass die Deiche vorrangig zum Schutz von Siedlungs-, Industrie- und Infrastrukturanlagen errichtet worden sind. Andererseits sieht man aber auch, dass durch einen Deich immer mehrere Flächennutzungsarten geschützt werden, so dass in Sachsen z. B. fast 50 % der Deiche auch landwirtschaftlich genutzte Flächen schützen. Für die Bewertung des Zustandes der Deiche spielt deren Alter eine wichtige Rolle. Für Sachsen kann man feststellen, dass ca. 55 % der Deiche an den Gewässern I. Ordnung älter als 50 Jahre sind (siehe Bild 4-6). Entsprechende Zustandsanalysen [136] hatten gezeigt, dass vor dem Hochwasser von 2002 sich etwa 1/3 der in Sachsen an den Fließgewässern I. Ordnung befindlichen wasserbaulichen Anlagen in einem schlechten Zustand waren, was wiederum bedeutete, dass an ca. 47 % der Deiche Sanierungsbedarf bestand. Hauptursache bei den vorwiegend älteren Deichen waren einerseits konstruktive Mängel, wie z. B. steile Nei-

4.6 Fließgewässer

71

gungen, schmale Kronen oder mehrfach erhöhte Auelehmverwallungen und andererseits unzureichende Lagerungsdichten, Inhomogenitäten und Bewuchs.

Bild 4-5 Schutzfunktionen der Deiche an Gew. I. Ordnung in Sachsen (Stand 2003)

Bild 4-6 Altersstruktur der Deiche an Gew. I. Ordnung in Sachsen (Stand 2003)

72

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Schlussfolgerung 29: In Sachsen befinden sich die Deiche vorwiegend an den Flachlandflüssen und sind vorrangig zum Schutz von Siedlungs-, Industrie- und Infrastrukturanlagen errichtet worden. Zirka 80 % der Sächsischen Deiche sind zwischen ein bis drei Meter hoch. Da mehr als die Hälfte der Deiche in Sachsen über 50 Jahre alt ist, besteht an vielen Deichen Sanierungsbedarf zur Anpassung an die heute geltenden Regeln der Technik.

4.7 Stauanlagen 4.7.1 Allgemeines Nach der deutschen Norm DIN 19700, Teil 10 [63] werden Stauanlagen in Talsperren, Hochwasserrückhaltebecken, Staustufen, Pumpspeicherbecken und Sedimentationsbecken unterschieden. Für das in dieser Arbeit im Fokus stehende Hochwasserrisikomanagement sind besonders die Talsperren (TS) [64] und Hochwasserrückhaltebecken (HRB) [65] als Anlagen des technischen Hochwasserschutzes mit großem Rückhaltevermögen und als gegebenenfalls krisensicherer Lieferant von Rohwasser zur Trinkwasserversorgung interessant. Als Talsperre bezeichnet man eine Stauanlage, die über den Querschnitt des Fließgewässers hinaus den gesamten Talquerschnitt absperrt und das zufließende Wasser anstaut. Talsperren werden für eine oder meist für mehrere der Hauptnutzungen, wie Rohwasserbereitstellung für Trink- oder Brauchwasser, Hochwasserschutz, Niedrigwasseraufhöhung, Energieerzeugung oder Schiffbarmachung errichtet. Als mögliche Nebennutzungen sollen die Fischerei, Erholung und der Tourismus genannt werden. Hochwasserrückhaltebecken können die Dimension von Talsperren haben, werden jedoch entsprechend ihres Namens exklusiv für den Rückhalt von Hochwasser errichtet. Dabei unterscheidet man in Trockenbecken und Dauerstaubecken. Die Trockenbecken sind normalerweise leer und werden nur im Hochwasserfall eingestaut. Die Dauerstaubecken sind meist aus Betriebssicherheitsgründen teilweise eingestaut. Bei Talsperren, die ganz oder teilweise dem Hochwasserschutz dienen, als auch bei den Hochwasserrückhaltebecken wird der ganze oder ein Teil des Stauraumes für den Hochwasserfall frei gehalten. Dieses Volumen wird als gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum (IGHR) bezeichnet. Zusätzlich zu diesem Hochwasserrückhalteraum besitzen jede Talsperre und jedes Hochwasserrückhaltebecken physikalisch bedingt einen Retentionsraum, den man als außergewöhnlichen Hochwasserrückhalteraum (IAHR) bezeichnet. Damit wirken sich alle Talsperren als auch die Hochwasserrückhaltebecken prinzipiell erst einmal positiv auf den Hochwasserrückhalt aus. Neben den Hochwasserrückhalteräumen besitzt jede Talsperre noch einen Betriebs-, Reserve- und Totraum. Im Bild 4-7 ist die Aufteilung der Stauräume entsprechend DIN 19700, Teil 11 [64] dargestellt.

4.7 Stauanlagen

73

Bild 4-7 Stauraumaufteilung nach DIN 19700, Teil 11 [64]

4.7.2 Bundesrepublik Deutschland Von den im weltweiten ICOLD – Register [143] (ICOLD - International Commission On Large Dams) gegenwärtig enthaltenen 33.105 großen Talsperren (hierzu zählen auch HRB) befinden sich 6.412 in Europa und davon 311 in Deutschland. Im ICOLD - Register sind nur Bauwerke mit einer Höhe ab 15 m oder Bauwerke mit einer Höhe zwischen 5 und 15 m und einem Stauvolumen ab 3 Mio. m³ erfasst. Die Bundesländer mit den meisten großen Talsperren sind laut ICOLD Nordrhein-Westfalen (73), Baden-Württemberg (53) und Sachsen (46).

74

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Wenn man die kleineren Talsperren und Speicher mitzählt, dann erhöht sich die Anzahl der Staubauwerke beträchtlich [113], [114].

Bild 4-8 Nutzungen deutscher Talsperren nach ICOLD-Kriterien

Bild 4-9 Stauraumaufteilung deutscher Talsperren nach ICOLD-Kriterien

4.7 Stauanlagen

75

Der Gesamtstauraum aller deutschen Talsperren nach ICOLD-Kriterien beträgt ca. 4,25 Milliarden m³. Rund 17 % der deutschen Talsperren (inklusive HRB) nach diesen Kriterien dienen ausschließlich dem Hochwasserschutz und bei weiteren 38 % ist der Hochwasserschutz eine von mehreren Nutzungen (siehe Bild 4-8). Damit wird bei ca. 55 % der großen deutschen Talsperren ein gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum von insgesamt ca. 802 Millionen m³ vorgehalten, was ungefähr 18,9 % des gesamten Stauraumes entspricht (siehe Bild 4-9). Hinzu kommt noch der außergewöhnliche Hochwasserrückhalteraum von schätzungsweise 5 % und der Hochwasserrückhalteraum vieler kleinerer Stauanlagen. Dies bedeutet, dass in Deutschland über eine Milliarde m³ Hochwasserrückhalteraum zur Verfügung steht. Eine weitere wichtige Information für die Phase der Hochwasserbewältigung ist, dass ca. 10 % der deutschen Bevölkerung ihr Trinkwasser aus über 130 Trinkwassertalsperren beziehen [153]. Schlussfolgerung 30: Die Stauanlagen der Bundesrepublik Deutschland leisten mit über einer Milliarde Kubikmeter Hochwasserrückhalteraum einen entscheidenden Beitrag zum Hochwasserrückhalt und stellen für ca. 10 % der Bevölkerung auch während eines Hochwasserereignisses die Trinkwasserversorgung sicher.

4.7.3 Freistaat Sachsen Im Freistaat Sachsen gab es bis zum Hochwasser 2002 nach den Kriterien des damaligen SächsWG [103] 189 Talsperren, Speicher und Rückhaltebecken [87] mit einer Höhe von über 5 m oder einem Speicherraum von mehr als 100.000 m³, wovon 92 Anlagen von der Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen (LTV) betrieben worden sind (Bild 15-10). Der Gesamtstauraum dieser Anlagen betrug ca. 761 Mio. m³. Von diesen Stauanlagen dienten 15 HRB (7,9 %) ausschließlich und weitere 52 Talsperren und Speicher (27,5 %) teilweise dem Hochwasserschutz. Im Vergleich zum weiter oben genannten Bundesdurchschnitt von 55 % bei den großen Talsperren Deutschlands besaßen 2002 in Sachsen „nur“ 35,5 % der Stauanlagen (67 Anlagen) einen gewöhnlichen Hochwasserrückhalteraum. Allerdings fällt dieser gewöhnliche Hochwasserrückhalteraum mit 133,5 Mio. m³ (17,6 %) recht groß aus und liegt damit nur knapp unter dem Durchschnitt der großen Talsperren in Deutschland. Wenn man den gewöhnlichen und außergewöhnlichen Hochwasserrückhalteraum der Sächsischen Talsperren zusammen rechnet (IGHR + IAHR = 133,5 Mio. m³ + 44,9 Mio. m³ = 178,4 Mio. m³) erkennt man, dass bezogen auf den Gesamtstauraum immerhin ca. 23,5 % Hochwasserrückhalteraum zur Verfügung stand (siehe Bild 4-10). Verglichen mit dem Bundesdurchschnitt von 10 % bekommt mit über 40 % der Sächsischen Bevölkerung ein relativ großer Teil der Sachsen sein Trinkwasser aus den 23 Trinkwassertalsperren [86] und weiteren 23 Stauanlagen [87], was faktisch bedeutet, dass rund ein Viertel der Sächsischen Stauanlagen neben anderen Nutzungen auch der Trinkwasserversorgung dient (siehe Bild 4-11). Hier wird ein Nutzungskonflikt deutlich. Aus Sicht der Bereitstellung von Rohwasser für die Trinkwasserversorgung ist aus Gründen der Versorgungssicherheit und der Wassergüte ein möglichst gefüllter Stauraum wünschenswert, aus Sicht des Hochwasserschutzes dagegen ist ein möglichst leerer Stauraum vorteilhaft.

76

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Bild 4-10 Stauraumaufteilung der Talsperren, Speicher und HRB in Sachsen bis 2002

Bild 4-11 Nutzungen der Talsperren, Speicher und HRB in Sachsen bis 2002

Die Bemessung der Sächsischen Stauanlagen beruht auf den zum Bauzeitpunkt geltenden Regeln der Technik, die in Sachsen schon eine lange Tradition haben (siehe dazu [114]). Wie in der gesamten Bundesrepublik sind auch in Sachsen viele Stauanlagen in den 60er, 70er und 80er Jahren gebaut worden. Diese Anlagen sind nach der Normenreihe TGL 21239, Blät-

4.7 Stauanlagen

77

ter 1, 2, 3, 5, 6, 9 und 10 [249], [250], [251], [252], [253], [254], [255] bzw. deren Vorläufer bemessen worden. Das Blatt 9 der TGL 21239 kann für die hier interessierenden Ansätze der Bemessungshochwasser neben der DIN 19700 (Ausgabe 1986) als Vorläufer der heute geltenden DIN 19700 (Ausgabe 2004) angesehen werden. Prinzipiell kann man deshalb feststellen, dass viele Stauanlagen der LTV auf Basis der 1999 für diese Anlagen neu erstellten hydrologischen Hochwassergutachten, die die vollständigen Hochwasserganglinien im Bereich der Wiederkehrintervalle 2 bis 10.000 Jahre einschließlich Hochwasserscheitelwert und Hochwasserfülle beinhalteten, entsprechend der DIN-Reihe 19700 (Ausgabe 2004) bemessen waren. Die Hochwasserscheitelwerte sind, entsprechend der jeweils verfügbaren Datenlage, entweder mittels extremwertstatistischer Auswertung der vorhandenen Jahreshöchstwerte des Stauanlagenzuflusses oder für verschiedene Landschaftsräume in Sachsen (wie z. B. Erzgebirge, Erzgebirgsvorland…) mit dem Regionalisierungsverfahren „HQ Regio“ entwickelt worden. Kleine, unbeobachtete Einzugsgebiete sind mit Niederschlag-Abfluss-Modellen bearbeitet worden. Es wurde davon ausgegangen, dass ein Niederschlag mit einem Wiederkehrintervall T auch ein Hochwasser mit vergleichbarem Wiederkehrintervall bedingt. Die Bemessungsniederschläge sind dem KOSTRA-Atlas [55] des Deutschen Wetterdienstes für unterschiedliche Jährlichkeiten und verschiedene Dauerstufen entnommen worden. Die Hochwasserganglinien einschließlich der Hochwasserfüllen sind für die Mehrzahl der Stauanlagen über eine regionalisierte, bezogene Ganglinie nach Kozeny ermittelt worden. Dort, wo die Bearbeitung mittels Niederschlag-Abfluss-Modellen erfolgte, lagen diese Werte einschließlich Scheitel und Ganglinienformen bereits als Modellierungsergebnisse vor. Mit diesen hydrologischen Eingangsdaten sind für die Sächsischen Stauanlagen die Bemessung der Hochwasserentlastungsanlage (Hochwasserbemessungsfall 1), der Nachweis der Stauanlagensicherheit bei Extremhochwasser (Hochwasserbemessungsfall 2) und die Bemessung des gewöhnlichen Hochwasserrückhalteraumes (Hochwasserbemessungsfall 3) durchgeführt worden. Auch die Standsicherheit der durch die LTV bewirtschafteten Stauanlagen war nach den Regeln der Technik nachgewiesen und entsprach schon in vielen Fällen der DIN 19700-11 (Ausgabe 2004). Dort werden hohe Zuverlässigkeitsanforderungen an des Absperrbauwerk und den Untergrund gestellt. Das gesamte Tragwerk (Absperrbauwerk und Untergrund) muss die für den Betrieb erforderlichen Nutzungseigenschaften unter anhaltenden Betriebsbedingungen aufrechterhalten. Deshalb sind für Stauanlagen die Tragsicherheit, die Gebrauchstauglichkeit und die Dauerhaftigkeit nachzuweisen. Jährlich werden für alle Stauanlagen Sicherheitsberichte entsprechend DIN 19700-11 [64] und DVWK-Merkblatt 231 [51] erstellt, in denen die Tragsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit der Anlagen betrachtet werden. Darüber hinaus werden in größeren Abständen entsprechend DIN 19700-11 und DVWK-Merkblatt 231 vertiefte Überprüfungen durchgeführt. Die Bewirtschaftung der Stauanlagen der LTV erfolgte nach den durch die oberen Wasserbehörden bestätigten Speicherbewirtschaftungsplänen bzw. wasserwirtschaftlichen Betriebsplänen. Die prinzipielle Struktur dieser wasserwirtschaftlichen Betriebspläne entspricht der DIN 19700-11 und ist im Bild 4-12 dargestellt.

78

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Bild 4-12 Struktur der wasserwirtschaftlichen Betriebspläne von Talsperren [64]

Die Wasserwirtschaftspläne für die LTV-Stauanlagen sind in die Bestandteile Wassermengenwirtschaft (Teil A) und Wassergütewirtschaft (Teil B) aufgegliedert, wobei sich diese beiden Bewirtschaftungsteile gegenseitig beeinflussen. Sowohl für den Teil Wassermenge als auch für den Teil Wassergüte sind Steuer- und Betriebsregelungen für den Normalbetrieb als auch für den ereignisbezogenen Betrieb festgeschrieben. Die für die Aufstellung der Betriebspläne erforderlichen Eingangsinformationen sind im Vorfeld erhoben und einer Bewirtschaftungsberechnung unterzogen worden. Die Bemessungsaufgabe für den Normal- bzw. Regelbetrieb der Speicherbewirtschaftung ist die Ermittlung der Abgabeleistung für den Hauptbewirtschaftungszweck unter Beachtung und Sicherstellung der ökologischen und Wassergüteanforderungen. Für den ereignisbezogenen Sonderfall soll die Bewirtschaftung so erfolgen, dass bezüglich der Bewirtschaftungsziele möglichst geringe negative Auswirkungen und Abweichungen vom Normalbetriebsfall auftreten. Für die Hochwasserbewirtschaftung würde dies bedeuten, dass ein Hochwassersteuerplan existiert, der einerseits die Erfüllung der Bewirtschaftungsziele der TS möglichst lange gewährleistet und andererseits durch eine optimierte Steuerung eine schadlose Wasserabgabe an das Wildbett sicher stellt. Der hier und weiter vorn schon erwähnte Nutzungskonflikt zwischen Wasserversorgung und Hochwasserschutz (siehe auch Bild 4-13) tritt bei der Aufstellung der Betriebspläne für multifunktional genutzte Talsperren besonders zu Tage und soll deshalb an dieser Stelle etwas ausführlicher beleuchtet werden.

4.7 Stauanlagen

79

Bild 4-13 Nutzungskonflikt von multifunktionalen Talsperren [240]

Bei der Bewirtschaftung von multifunktionalen Talsperren sind folgende Hauptziele zu beachten: ¾ Mögliche Hauptbewirtschaftungsziele bei multifunktionalen Talsperren: x hinreichender Betriebsraum IBR für bedarfsdeckende Rohwasserbereitstellung (z. B. für Trinkwasserversorgung, energetische Nutzung) mit ausreichender Bereitstellungssicherheit x hinreichender Reserveraum IR (Mindestfüllstand) zur dauerhaften Sicherung einer ausreichenden Rohwasserqualität (z. B. Einhaltung der SächsTWGewVO auch in Trockenperioden) x hinreichender gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum IGHR zur Erreichung des angestrebten Hochwasserschutzzieles Letztendlich muss bei der Aufteilung des verfügbaren Gesamtstauraumes einer Talsperre das Optimum zwischen Betriebs- und Reserveraum einerseits und Hochwasserrückhalteraum andererseits gefunden werden. Sollten mit dem verfügbaren Stauraum nicht alle drei genannten Hauptbewirtschaftungsziele erreicht werden können, müssen unter Beachtung ökonomischer, ökologischer, wassermengenwirtschaftlicher vor allem wassergütewirtschaftlicher Aspekte Prioritäten gesetzt und einer Nutzungsart der Vorrang gewährt werden. Das Zusammenspiel der Staulamellen bei der Talsperrenbewirtschaftung ist im Bild 4-14 noch einmal dargestellt.

80

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Bild 4-14 Staulamellen bei der Talsperrenbewirtschaftung [240]

Schlussfolgerung 31: Die Stauanlagen in Sachsen sind 2002 nach den Regeln der Technik bemessen gewesen. Ca. 35,5 % der Stauanlagen dienten ausschließlich dem Hochwasserschutz. Ungefähr 25 % des Gesamtstauraumes aller Sächsischen Stauanlagen steht in Form des gewöhnlichen und außergewöhnlichen Hochwasserschutzraumes für den Hochwasserschutz zur Verfügung. Schlussfolgerung 32: Bei multifunktionalen Stauanlagen besteht ein Nutzungsgrundkonflikt zwischen sicherer Wasserbereitstellung und Hochwasserschutzaufgaben. In Sachsen kommt dieser Konflikt besonders zum Tragen, weil für ca. 40 % der Sächsischen Bevölkerung die Trinkwasserversorgung aus Talsperren abgesichert wird.

4.8 Flächennutzungen 4.8.1 Allgemeines Die Art der Flächennutzung kann entscheidenden Einfluss auf das oberflächige Abflussverhalten haben. So sind z. B. die Durchlässigkeit der Oberfläche, das Speichervermögen des Bodens und dessen Vorfeuchte wichtige Kriterien für die Abflussreduzierung und/oder -verzögerung. Das Feinprofil und die Rauigkeit der Oberfläche können neben anderen Kriterien maßgebend die Fließwege und -geschwindigkeiten beeinflussen. Die jeweilige Flächennutzung und die auftretende Fließgeschwindigkeit sind ausschlaggebend, ob durch das Wasser Transportprozesse, wie z. B. Erosionen oder Ablagerungen stattfinden.

4.8 Flächennutzungen

81

4.8.2 Bundesrepublik Deutschland Die Aufteilung der Flächennutzungen in Deutschland ist im Bild 4-15 dargestellt. Dort kann man erkennen, dass ca. 30 % der Fläche als Wald genutzt werden, der aus Hochwasserschutzsicht die günstigste, weil abflussverzögernde Nutzungsart darstellt. Über die Hälfte der Flächen (ca. 53 %) wird landwirtschaftlich genutzt. Hier ist es neben anderen Kriterien stark von der konkreten landwirtschaftlichen Nutzung, der Bearbeitungstechnologie und dem Fruchtstand abhängig, ob diese Flächen abflussverzögernd oder abflussbeschleunigend wirken. Meist lässt sich eine abflussbeschleunigende und damit auch erosionsfördernde Wirkung feststellen.

Bild 4-15 Flächennutzung in Deutschland, Datenbasis [246]

Mit ca. 13 % nehmen die Siedlungs- und Verkehrsflächen einen nicht unbedeutenden Anteil der Gesamtfläche ein. Bei einem mittleren Versiegelungsgrad von ca. 46 % [121] wirkt diese Nutzungsart in der Regel abflussbeschleunigend, konzentriert aber gleichzeitig die Personen und Sachwerte und ist damit besonders verletzlich. Trotz dieser nicht nur aus Hochwasserschutzsicht negativen Eigenschaften wächst der Anteil der Siedlungs- und Verkehrsflächen mit ca. 113 ha pro Tag zu Lasten anderer Nutzungsarten am dynamischsten. Die Verteilung der unterschiedlichen Flächennutzungen ist im gesamten Bundesgebiet regional sehr unterschiedlich ausgeprägt. Neben den Bundesländern Hamburg (ca. 57 %), Bremen (ca. 56 %) und Berlin (ca. 70 %) weisen z. B. Nordrhein-Westfalen mit ca. 20 % und das Saarland mit ca. 19 % besonders hohe Anteile an Siedlungs- und Verkehrsflächen auf, die in den Kernstädten der Verdichtungsräume mehr als 50 % betragen können [263].

82

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Bild 4-16 Verteilung der Siedlungs-, Verkehrs- und Waldflächen in Deutschland [263]

Schlussfolgerung 33: Die hochwasserabflussbeschleunigenden Flächennutzungsarten, wie landwirtschaftliche Nutzung und Siedlungs- und Verkehrsflächen, nehmen ca. 2/3 der Flächen der Bundesrepublik Deutschland ein. Der Anteil an Siedlungs- und Verkehrsflächen, der für das Hochwasserabflussgeschehen ungünstigsten Nutzungsart, wächst mit ca. 113 ha pro Tag zu Lasten anderer Nutzungsarten am dynamischsten.

4.8.3 Freistaat Sachsen Im Freistaat Sachsen lässt sich eine ähnliche Aufteilung der Flächennutzungen wie in der gesamten Bundesrepublik feststellen (siehe Bild 4-17 und Bild 15-11). Von der aus Hochwasserschutzsicht günstigsten Nutzungsart Wald treffen wir im Sachsendurchschnitt ca. 27 % an, wobei auch hier eine regional sehr unterschiedlich ausgeprägte Verteilung anzutreffen ist.

4.8 Flächennutzungen

83

Bild 4-17 Flächennutzung in Sachsen, Datenbasis [246]

So konzentrieren sich die meisten Waldbestände in den Mittelgebirgen und in der Lausitz (siehe Bild 15-12). Die landwirtschaftlich genutzten Flächen, die in Sachsen meist abflussbeschleunigend wirken, haben mit ca. 56 % auch in Sachsen den größten Flächenanteil und sind als Ackerland vorrangig in dem den Mittelgebirgen vorgelagerten Lößhügelland und Flachland vertreten (siehe Bild 15-13). Die Siedlungs- und Verkehrsflächen nehmen mit ca. 12 % ebenfalls einen nicht unbedeutenden Anteil der Gesamtfläche ein. So sind in Sachsen Flächen von ca. 241.700 ha mehr als ein Prozent und ca. 45.600 ha zu mehr als 70 % versiegelt [91]. Auch hier konzentrieren sich diese am stärksten versiegelten Flächen in den Großstädten und Ballungsgebieten (siehe Bild 15-14). Wie man aus Bild 4-18 erkennen kann, wächst der Anteil der Siedlungs- und Verkehrsflächen in Sachsen mit ca. 7 ha pro Tag (Stand 2008) noch dynamischer als im Bundesdurchschnitt. Schlussfolgerung 34: Auch in Sachsen nehmen die hochwasserabflussbeschleunigenden Flächennutzungsarten, wie landwirtschaftliche Nutzung und Siedlungs- und Verkehrsflächen, ca. 2/3 der Flächen ein. Der Anteil an Siedlungs- und Verkehrsflächen wächst mit ca. 7 ha pro Tag noch dynamischer als im Bundesdurchschnitt, obwohl gleichzeitig die Bevölkerung abnimmt.

84

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Bild 4-18 Entwicklung der Siedlungs- und Verkehrsflächen in Deutschland und Sachsen [165]

4.9 Schadenspotenziale und Vulnerabilität Um das Hochwasserrisiko in einem bestimmten Gebiet einschätzen zu können, müssen neben der Kenntnis über die Eintrittswahrscheinlichkeiten von Hochwasserereignissen auch Informationen über die Schadenspotenziale vorliegen. Wie in 2.4.4 schon ausgeführt, werden in Anlehnung an [272] im Hochwasserrisikomanagement die Werte im Untersuchungsraum als Schadenspotenzial bezeichnet, die potenziell von einem Hochwasserereignis betroffen sein und dadurch Schaden nehmen können. Bei der Ermittlung von Schadenspotenzialen gibt es mehrere Konzepte, die man in der Arbeitshilfe zu Hochwasserschadensinformationen [6] nachlesen kann. Hier werden im Weiteren die in [89] ermittelten denkbaren reinen Vermögensschäden (also direkte, tangibele, primäre Schäden) auf den bei einem Extremhochwasser potenziell betroffenen Flächen verwendet. Damit sind die indirekten Vermögensschäden, wie z. B. Wertschöpfungsverluste, andere nicht monetär bewertbare (intangible) Schäden, wie z. B. Personenschäden und sonstige relevante Schäden, wie z. B. Katastropheneinsatzkosten, wegen der Schwierigkeit ihrer Ermittlung nicht berücksichtigt. Zur Schließung dieser Wissenslücke besteht noch erheblicher Forschungsbedarf. Um die Vermögenswerte im betroffenen Gebiet bestimmen zu können, sind die in Abschnitt 4.8 dargestellten Flächennutzungsinformationen sehr wichtig, da die verschiedenen Nutzungen eine unterschiedliche Vulnerabilität aufweisen. Die Hochwasserempfindlichkeit der Vermögenswerte auf den verschiedenartigen Nutzungen hängt im Wesentlichen von der Schadensanfälligkeit oder der Entfernungsmöglichkeit des Wertes aus dem Gefahrenbereich ab. Mit entsprechenden Schadensfunktionen kann man die Zusammenhänge zwischen hydraulischer Belastung aus dem Hochwasser (Wasserstand, Fließgeschwindigkeit) und den daraus

4.9 Schadenspotenziale und Vulnerabilität

85

resultierenden Schäden an den Vermögenswerten darstellen und für die betroffenen Flächen die Schadenspotenziale ermitteln (siehe auch 2.4.4). Da der Hochwasserschutz in Deutschland sich in der Zuständigkeit der Bundesländer befindet und ihm dort unterschiedliche Bedeutung beigemessen worden ist, lagen im Jahre 2002 und liegen auch heute noch für Deutschland keine flächendeckenden Angaben bezüglich der Schadenspotenziale vor. Im Zuge der Umsetzung der EG-HWRM-RL wird sich dieser Zustand ändern. Für den Freistaat Sachsen sind diese wichtigen Informationen auch erst nach dem Hochwasser von 2002 flächendeckend erhoben worden. So ist eine Fläche von ca. 145.000 ha an den Gewässern I. Ordnung und an der Elbe als hochwassergefährdet identifiziert worden [89]. Das entspricht ungefähr einem Anteil von 8 % von der gesamten Landesfläche. Der mit fast 75 % größte Teil dieser Gebiete befindet sich in den Teileinzugsgebieten der Elbe und der Mulde. Die Flächennutzungsverteilung in den hochwassergefährdeten Gebieten ist stärker durch urbane Nutzungen geprägt als im im Bild 4-17 dargestellten Landesdurchschnitt. Alle Nutzungen, die eine Wassernähe bevorzugen, sind stärker vertreten. So ist z. B. im Gegensatz zum Landesmittel die Konzentration von Industrieflächen doppelt so hoch und die Konzentration von Grün-, Sport- und Freizeitflächen drei Mal so hoch. Auf den identifizierten hochwassergefährdeten Flächen des Freistaates Sachsen befindet sich unter Berücksichtigung der genannten Aspekte ein Schadenspotenzial von ca. 7,2 Milliarden Euro [89], welches sich zu zwei Dritteln auf Immobilien und zu einem Drittel auf das Mobiliar verteilt. In diesen vom Hochwasser direkt betroffenen Gebieten leben ca. 9,1 % der Sächsischen Bevölkerung. Die Lage der hochwassergefährdeten Flächen des Freistaates Sachsen ist in den nach dem Augusthochwasser von 2002 erstellten Gefahrenhinweiskarten [89] dargestellt. Ein Kartenblattauszug zu den Schadenspotenzialen für die Region Dresden Ost, Heidenau und Pirna ist im Bild 15-15 zu sehen. In Abschnitt 4.8 ist schon erwähnt worden, dass im Bundesdurchschnitt die Siedlungs- und Verkehrsflächen mit ca. 113 ha pro Tag und in Sachsen mit ca. 7 ha pro Tag zunehmen. Da diese Flächennutzungsart in den hochwassergefährdeten Gebieten sowieso schon konzentrierter als im Landesdurchschnitt auftritt, verstärkt sich gerade in diesen Gebieten die Zunahme einer hochwasserempfindlichen und auch abflussbeschleunigenden Nutzung. Damit nehmen durch diese Entwicklung i. d. R. die Vulnerabilität und das Schadenspotenzial zu. Schlussfolgerung 35: Für die Bundesrepublik Deutschland lagen im Jahre 2002 und liegen auch momentan (2010) keine flächendeckenden Schadenspotenzialinformationen vor. Das Schadenspotenzial und die Vulnerabilität vergrößern sich, da die abflussbeschleunigenden Siedlungs- und Verkehrsflächen mit ca. 113 ha pro Tag zunehmen und große Teile davon in hochwassergefährdeten Gebieten liegen.

86

4 Wasserwirtschaftliche Ausgangslage

Schlussfolgerung 36: In den hochwassergefährdeten Gebieten Sachsens ist eine über dem Landesdurchschnitt liegende Konzentration an urbanen Nutzungen und damit eine Konzentration von Schadenspotenzialen festzustellen. Durch die ständige Zunahme der Siedlungs- und Verkehrsflächen insbesondere in hochwassergefährdeten Gebieten vergrößern sich auch in Sachsen die Vulnerabilität und das Schadenspotenzial.

5

Das Hochwasserereignis vom August 2002

5.1 Allgemeines Das Ereignis vom August 2002 war eine der schlimmsten Hochwasserkatastrophen in Europa, die Schäden in einer Höhe von ca. 18,5 Milliarden Euro verursachte und 37 Menschen das Leben kostete [15], [160]. Am stärksten betroffen waren Deutschland mit Schäden von 9,2 Milliarden Euro sowie Österreich und Tschechien mit Schäden von je 3,0 Milliarden Euro. Weitere Schäden in einer Höhe von 3,3 Milliarden Euro sind in den beträchtlich betroffenen Ländern Italien, Schweiz, Slowakei, Ungarn, Rumänien und Russland und in den nennenswert betroffenen Ländern Großbritannien, Niederlande, Spanien, Polen, Moldawien und der Ukraine aufgetreten [15]. Mit den schon erwähnten 9,2 Milliarden Euro entfiel fast die Hälfte der Hochwasserschäden auf Deutschland und hier wiederum befanden sich ca. 80 % der Schäden im Freistaat Sachsen, wo zwei Drittel der Sächsischen Gemeinden direkt vom Hochwasser betroffen und alle 21 deutschen Todesopfer zu beklagen waren [198]. Entsprechend dem unter 2.3 erläuterten Kreislauf des Hochwasserrisikomanagements beendet ein Hochwasserereignis abrupt und zu einem nicht definierbaren Zeitpunkt die Phase der Hochwasservorbeugung und bildet den Ausgangspunkt für die Phase der Hochwasserbewältigung. Im Folgenden soll das hier als Beispiel dienende Ereignis von 2002 näher beschrieben werden.

5.2 Meteorologie und Hydrologie Die Hochwasserkatastrophe vom August 2002 ist maßgeblich durch die beiden Tiefdruckgebiete Hanne und Ilse ausgelöst worden. Beide Tiefs sind bei Irland entstanden und zogen mit einem Abstand von circa vier Tagen Richtung östliches Mitteleuropa [15]. Das erste Tiefdruckgebiet (Hanna) sorgte vom 4. bis 7. August 2002 durch seine fast stationäre Lage über der südlichen Nordsee für anhaltend feuchtwarme Luft aus dem Mittelmeerraum, die über Österreich, Böhmen sowie Teilen Bayerns und Sachsens zu teils heftigen Niederschlägen von bis zu 150 mm am Tag führte. Am 8. August 2002 verlagerte sich das Starkregengebiet nach Nordwesten und führte in Norddeutschland zu heftigen Niederschlägen. Ein von diesem Tiefdruckgebiet ausgelöstes sekundäres Adriatief zog über den Balkan nach Osten und verursachte die Hochwasserüberschwemmungen in der Slowakei, Ungarn, Bulgarien, Rumänien, Moldawien, der Ukraine und Russland [15]. Im späteren Starkniederschlagsgebiet in Österreich, im böhmischen Einzugsgebiet der Elbe als auch im Erzgebirge führten die Starkregenereignisse in der ersten Augustdekade 2002, die im Bereich oder über dem langjährigen Mittelwert für den gesamten Monat August lagen, zu einer teilweise deutlichen Anfeuchtung und Vorsättigung der Einzugsgebiete.

88

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002

Vom 11. bis 13. August 2002 stellte sich dann mit dem Tief Ilse über Mitteleuropa eine so genannte Vb-Wetterlage [7], [8], [196], [200] ein. Diese ist von atlantischer Kaltluft gekennzeichnet, die über die Britischen Inseln und Frankreich ins westliche Mittelmeer gelangt und dort unter Einbeziehung der sehr warmen und feuchten Mittelmeerluft eine kräftige Tiefdruckentwicklung auslöst. Diese Tiefdruckgebiete bewegen sich normalerweise in ihrer Hauptzugrichtung von Norditalien (Adria) über Österreich und Tschechien Richtung Norden nach Polen. Aufgrund von Abschnürungsprozessen in den höheren Atmosphärenschichten verblieb der Tiefdruckkomplex im August 2002 relativ lange im Alpenraum und führte dort schon zu lang anhaltenden und ergiebigen Niederschlägen. Diese Starkregen verlagerten sich von der Südseite der Alpen über Bayern, Österreich und Tschechien nach Ostdeutschland. Über dem Osterzgebirge (siehe Bild 5-1) traf dieses aus sehr feuchter Warmluft bestehende Starkniederschlagstief auf von Nordwesten kommende Kaltluft, kühlte ab und führte durch lokale Niederschlagsverstärkungen zu den höchsten jemals in Deutschland gemessenen Tagesniederschlagssummen (siehe Bild 15-16).

Bild 5-1 Vb-Wetterlage über Osterzgebirge

In der Tabelle 5-1 sind für einige ausgewählte Wetterstationen die Niederschlagshöhen angegeben. Die höchsten Niederschläge im Bereich Altenberg, Zinnwald-Georgenfeld kamen dem physikalisch maximal möglichen Niederschlag sehr nahe und erreichten fast die Hälfte des für dieses Gebiet üblichen Jahresniederschlages. Das Tief Ilse bewegte sich über dem östlichen Teil des Erzgebirges nur noch sehr langsam Richtung Norden, so dass die intensiven Niederschläge im Osterzgebirge mit ca. 30 Stunden und in Dresden mit ca. 50 Stunden ungewöhnlich lange anhielten. Die Wiederkehrintervalle dieses Extremereignisses lagen insbesondere im Osterzgebirge bei teilweise weit über 100 Jahren. Nähere Ausführungen dazu kann man u. a. in [7] nachlesen. Diese Wetterlagen haben auch schon in der Vergangenheit (1897, 1927, 1957) zu verheerenden Hochwasserereignissen im Osterzgebirge geführt. Im August 2002 war jedoch ein wesentlich größeres Gebiet betroffen.

5.3 Fließgewässer

89

Tabelle 5-1 Niederschlagshöhen hN an ausgewählten Wettermessstationen (DWD; LTV) hN am 12.08.2002 24 Stunden

hN vom 11.08. bis 13.08.2002 72 Stunden

Speicher Altenberg

353,7 mm

420,3 mm

Zinnwald-Georgenfeld

312,0 mm

406,2 mm

Talsperre Klingenberg

280,6 mm

313,6 mm

Talsperre Malter

218,0 mm

249,9 mm

Talsperre Gottleuba

217,2 mm

256,0 mm

Talsperre Lichtenberg

201,4 mm

221,9 mm

Dresden-Klotzsche

158,0 mm

181,7 mm

Fichtelberg

135,4 mm

201,5 mm

78,0 mm

135,6 mm

Messstation

Chemnitz

5.3 Fließgewässer 5.3.1 Wassermenge Um die Betroffenheit an einem Extremereignis zu verdeutlichen, beschränken sich die weiteren Ausführungen zum Hochwasser von 2002 auf den als Beispiel dienenden Freistaat Sachsen. Die unter 5.2 beschriebene extreme Niederschlagskonstellation führte an den Sächsischen Fließgewässern zu einer äußerst seltenen Abflusssituation. Auf Sächsischem Territorium sind alle bedeutenden linkselbischen Zuflüsse vom Hochwasser stark bis sehr stark betroffen gewesen. Die Elbe führte dann durch die starken Zuflüsse aus dem Einzugsgebiet der Moldau selbst Hochwasser und erreichte am 16./17. August 2002 ihren historischen Höchststand von 9,40 m (1845 – 8,77 m) in Dresden. Diese Ausnahmesituation lässt sich recht gut an den Alarmstufen nach der Hochwassernachrichtendienstverordnung [106], [107] veranschaulichen. Dort sind die folgenden vier Alarmstufen definiert: ¾ Alarmstufen in Sachsen: x Alarmstufe 1 (Meldedienst):  Beginn der Ausuferung der Gewässer x Alarmstufe 2 (Kontrolldienst):  Überschwemmung land- oder forstwirtschaftlicher Flächen, Grünflächen einschließlich Gärten und einzeln stehender Gebäude oder leichte Verkehrsbehinderung auf Straßen und Notwendigkeit der Sperrung von Wegen; Ausuferung bei eingedeichten Gewässern bis an den Deichfuß

90

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002

x Alarmstufe 3 (Wachdienst):  Überschwemmung von Teilen zusammenhängender Bebauung oder überörtlicher Straßen und Schienenwege; bei Volldeichen Wasserstand etwa in halber Deichhöhe, Vernässung von Polderflächen durch Dränagewasser x Alarmstufe 4 (Katastrophenabwehr Hochwasser):  Überschwemmung größerer bebauter Gebiete mit sehr hohen Schäden, unmittelbare Gefährdung für Menschen und Tiere; Erreichen des Bemessungswasserstandes bei Volldeichen oder unmittelbare Gefahr von Volldeichbrüchen Aus Bild 15-17 kann man entnehmen, dass in großen Bereichen des Freistaates Sachsen die Alarmstufe 4, also Katastrophenabwehr überschritten war. Diese Überschreitung der Alarmstufe 4 betraf insbesondere die Gewässer im Einzugsgebiet der Zwickauer Mulde, der Freiberger Mulde, der Elbe sowie die Vereinigte Mulde und die Elbe selbst. Sehr deutlich wird die Extremsituation an den Fließgewässern auch anhand der Pegelmessungen. In der Tabelle 5-2 sind für ausgewählte Pegel die Mittelwasserabflüsse (MQ), die mittleren Hochwasserabflüsse (MHQ), die höchsten gemessenen Hochwasserabflüsse (HHQ), die höchsten gemessenen Hochwasserstände (HHW) und die Abflüsse und Wasserstände zum Scheitel des Hochwassers von 2002 angegeben. Hier erkennt man, dass das Ereignis von 2002 alle bisherigen Mess- und Erfahrungswerte teilweise extrem übertroffen hat. In den Medien ist im August 2002 immer vom Jahrtausend- und später vom Jahrhunderthochwasser der Elbe berichtet worden. Sowohl die Jährlichkeiten als auch die Zuordnung muss man präziser betrachten. Zu den Jährlichkeiten der Abflüsse in den Fließgewässern muss man feststellen, dass durch die bisher vorliegenden Statistiken und Erfahrungen anfänglich eine Überschätzung des Ereignisses statt gefunden hatte. Die Auswertungen auch im Rahmen der in Abschnitt 8.5 erläuterten Ereignisanalyse haben die statistische Einordnung in der Regel relativiert. In der Tabelle 5-3 ist dies für einige ausgewählte Pegel dokumentiert. Auch die gängige Bezeichnung Elbhochwasser August 2002 ist nicht umfassend genug. Entsprechend der im Kapitel 4 für Sachsen beschriebenen wasserwirtschaftlichen Ausgangslage und der Größe des in Abschnitt 5.2 beschriebenen Niederschlagsgebietes, muss man das Augusthochwasser 2002 in drei Teilereignisse untergliedern. Der erste Teil dieses Ereignisses betraf am 12. und 13. August die schon erwähnten Gewässer im Einzugsgebiet der Zwickauer Mulde, im Einzugsgebiet der Freiberger Mulde und die in Fließrichtung gesehen linken direkten Zuflüsse zur Elbe. Diese im Erzgebirge fließenden Gewässer können entsprechend den Ausführungen in Abschnitt 4.6 teilweise auch Wildbachcharakter haben. Dieser Ereignisteil kann als Sturzflut bezeichnet werden. Hier traten in kürzester Zeit, quasi ohne Vorwarnzeiten, enorme Anstiege der Wasserstände auf. Die Hochwasserwellen erreichten entweder noch am 12.08.2002 oder in der ersten Tageshälfte des 13.08.2002 ihren Scheitelpunkt. Im Bild 5-2 ist diese Situation für den Pegel Dohna an der Müglitz dargestellt. Man geht heute davon aus, dass die Müglitz, die bei Mittelwasserabfluss pro Tag ca. 218.000 m³

5.3 Fließgewässer

91

Wasser in die Elbe transportiert, allein am 12. August 2002 ca. 50,7 Millionen m³ Wasser in die Elbe abgeführt hat. Tabelle 5-2 Ausgewählte Pegelstände vom Augusthochwasser 2002 in Sachsen Pegel Gewässer

AEO

Reihe

MQ

km²

MHQ m³/s

HHQ

HHW

(Jahr)

(Jahr)

m³/s

cm

m³/s

cm

HW-Scheitel August 2002

Erlln, Freiberger Mulde

2.983

1960-2001

34,9

300

610 (1974)

502 (1974)

1.660

674

Wechselburg 1, Zwickauer Mulde

2.107

1910-2001

25,9

205

915 (1954)

306 (2000)

1.000

597

Kriebstein UP, Zschopau

1.757

1932-2001

23,5

215

595 (1974)

364 (1974)

1.250

570

Golzern 1, Vereinigte Mulde

5.442

1911-2001

61,4

494

1740 (1954)

700 (1954)

2.600

868

Dohna, Müglitz

198

1912-2001

2,52

38,3

330 (1927)

410 (1927)

400

450

Hainsberg 1, Rote Weißeritz

153

1928-2001

1,71

15,1

54,6 (1954)

144 (1954)

260

-

Hainsberg 3, Wilde Weißeritz

162

1928-2001

1,17

12,3

58,9 (1958)

163 (1958)

220

251

Dölzschen, Vereinigte Weißeritz

366

1929-1999

3,42

25,4

230 (1958)

343 (1958)

450

-

Cotta, Vereinigte Weißeritz

374

1999-2001

2,88

28,6

42,7 (2000)

189 (2000)

300*)

430

Schöna, Elbe

5.1391

1976-2001

306

1.300

2110 (1977)

960 (1940)

4.780

1.204

Dresden, Elbe

5.3096

1930-2001

324

1.410

5700 (1845)

877 (1845)

4.580

940

Torgau, Elbe

5.5211

1935-2001

340

1.360

4370**) (1890)

906 (1890)

4.420

949

*) weitere 150 m³/s durch Dresdner Innenstadt **) über Pegel Dresden ermittelt

92

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002

Tabelle 5-3 Schätzung und Bestimmung von Wiederkehrintervallen der Abflüsse 2002 Gewässer

Pegel

HQ2002 m³/s

HQT Schätzung auf Basis Datenlage vor 2002

HQT Bestimmung auf Basis Datenlage nach 2002

Elbe

Dresden

4.580

150

150

Vereinigte Weißeritz

Dölzschen

450

1.000

500

Müglitz

Dohna

400

500 bis 1.000

200

Zwickauer Mulde

Zwickau-Pöblitz

500

500

50

Freiberger Mulde

Berthelsdorf

360

500 bis 1.000

300

Vereinigte Mulde

Golzern 1

2.600

500

200

Hochwasser 2002 - Wasserstandsganglinie der Müglitz

450 400

Pegel Dohna/Müglitz

350

W in cm

300 250 200 150 100 50 0 12.08.02 12.08.02 12.08.02 12.08.02 13.08.02 13.08.02 13.08.02 13.08.02 14.08.02 14.08.02 14.08.02 14.08.02 15.08.02 15.08.02 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 Zeit

Bild 5-2 Hochwasserstandsganglinie Pegel Dohna an der Müglitz im August 2002

5.3 Fließgewässer

93

Mit den schnellen Wasserstandsanstiegen und enormen Abflüssen waren auch sehr hohe Fließgeschwindigkeiten verbunden (siehe Bild 5-3). Diese wiederum führten zu hohen dynamischen Beanspruchungen sowie Erosions-, Transport- und Ablagerungsprozessen, die dann zu den in den Abschnitten 7.3 und 7.4 erläuterten Schäden führten.

Bild 5-3 Müglitz, schießender Abfluss auf Staatsstraße S 178 in Schlottwitz, August 2002, (Harald Weber) [269]

Der zweite Teil des Ereignisses von 2002 betraf die Vereinigte Mulde. In Sermuth, am Übergang vom Mittelsächsischen Hügelland zur Leipziger Tieflandsbucht vereinigen sich die Zwickauer und Freiberger Mulde zur Mulde. Damit ist die Mulde selbst ein Fließgewässer im Flachland. Das Umland ist durch umfangreiche Deichsysteme vor Hochwassern geschützt gewesen. Aus dem Bild 5-4 (Zeitachse beachten!) kann man entnehmen, dass im Gegensatz zu den Fließgewässern im Erzgebirge der Wasseranstieg in der Mulde nicht so plötzlich erfolgte. Dies hängt damit zusammen, dass die Hochwasserwelle nicht vorrangig durch die Überregnung des mit weniger Abflussdynamik versehenen direkten Einzugsgebietes der Mulde selbst, sondern durch die Wassermassen, die durch die Zwickauer und Freiberger Mulde herangeführt worden sind, entstanden ist. Dadurch standen an der Mulde noch Vorwarnzeiten zur Verfügung, innerhalb derer man noch Handlungen zur Verminderung der Hochwasserschäden durchführen konnte. Da die Mulde ein wesentlich geringeres Gefälle als ihre Erzgebirgszuflüsse besitzt, waren die dynamischen Prozesse hier nicht mehr so ausschlaggebend. Die meisten Schäden an der Mulde sind dann auch durch die extrem hohen Wasserstände (siehe Bild 5-5) und das dadurch bedingte Überströmen der Deiche entstanden.

94

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002 Hochwasser 2002 - Wasserstandsganglinie der Mulde

900 Pegel Golzern1/Mulde 800 700

W in cm

600 Alarmstufe 4

500

Alarmstufe 3

400

Alarmstufe 2

300

Alarmstufe 1

200 100 11.08.02 12.08.02 13.08.02 14.08.02 16.08.02 17.08.02 18.08.02 19.08.02 21.08.02 22.08.02 23.08.02 24.08.02 26.08.02 27.08.02 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 Zeit

Bild 5-4 Hochwasserstandsganglinie Pegel Golzern 1 an der Mulde im August 2002

Bild 5-5 Überschwemmungen an der Mulde bei Wurzen, August 2002 (LTV)

Der dritte Teil des Hochwasserereignisses von 2002 war die Hochwasserwelle der Elbe. Bedingt durch die auch im Einzugsgebiet der Moldau aufgetretenen Starkregenereignisse hatte die Elbe selbst eine sehr erhöhte Wasserführung. Aus dem Bild 5-6 kann man sehr schön erkennen, dass die Niederschläge im direkten Einzugsgebiet der Elbe zu einem steigenden Wasserstand geführt hatten, der dann durch die Zuflüsse der Osterzgebirgsflüsse zwischen

5.3 Fließgewässer

95

dem 13. und 14. August vorerst seinen Höchststand knapp über der Alarmstufe 4 erreicht hatte. Erst vier Tage später erreichte der Elbestrom mit 9,40 Meter seinen historischen Höchststand in Dresden. Somit kann man feststellen, dass an der Elbe sehr lange Vorwarnzeiten für entsprechende Abwehrhandlungen zur Verfügung standen. Das Hauptproblem war der extrem hohe Wasserstand (siehe Bild 5-7), der dann auch zu den im Kapitel 7 beschriebenen Schäden geführt hat. Dynamische Prozesse, wie in den Erzgebirgsflüssen, spielten bei der Hochwasserwelle der Elbe im Prinzip keine Rolle.

Hochwasser 2002 - Wasserstandsganglinie der Elbe

1000 Pegel Dresden/Elbe 900 800

W in cm

700

Alarmstufe 4

600

Alarmstufe 3

500

Alarmstufe 2

400 Alarmstufe 1

300 200

100 01.08.02 05.08.02 10.08.02 14.08.02 19.08.02 23.08.02 28.08.02 01.09.02 06.09.02 10.09.02 15.09.02 19.09.02 24.09.02 28.09.02 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 00:00 12:00 Zeit

Bild 5-6 Hochwasserstandsganglinie Pegel Dresden an der Elbe im August 2002

Die drei eben gezeigten Hochwasserganglinien verdeutlichen trotz der Unterschiede dieser drei Teilereignisse sehr eindrucksvoll die Dimension dieses Extremereignisses von 2002. In allen drei Gewässern lagen die Scheitelwasserstände in Größenordnungen über der Alarmstufe 4, die sich mit ihrem Schwellwert an bisher bekannten Hochwasserereignissen orientiert hat. Schlussfolgerung 37: Das Augusthochwasser von 2002 war ein Ereignis von außergewöhnlicher Dimension. In Sachsen war bei allen bedeutenden linkselbisch liegenden Nebenflüssen der Elbe und der Elbe selbst die oberste Alarmstufe überschritten.

96

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002

Bild 5-7 Überschwemmungen an der Elbe in Dresden, August 2002 (LfULG)

Schlussfolgerung 38: Das Augusthochwasser von 2002 muss für Sachsen in drei Teilereignisse unterschieden werden. Der erste Teil dieses Ereignisses, den man als Sturzflut bezeichnen kann, betraf am 12. und 13. August die Gewässer im Einzugsgebiet der Zwickauer Mulde, im Einzugsgebiet der Freiberger Mulde und die in Fließrichtung gesehen linken direkten Zuflüsse zur Elbe. Hier waren die dynamischen Prozesse maßgebend. Der zweite Teil des Ereignisses betraf am 13. und 14. August die Vereinigte Mulde. Dieser schon nicht mehr so dynamische Ereignisteil war aufgrund der hohen Wasserstände von ca. 100 Deichbrüchen und den dadurch entstandenen Überschwemmungen geprägt. Der dritte Teil des Ereignisses betraf erst vier Tage später die Elbe selbst und war durch extrem hohe Wasserstände gekennzeichnet.

5.3.2 Wassergüte Durch die großen Abflüsse in den Sächsischen Fließgewässern sind erhebliche Mengen von Schadstoffen mobilisiert und in die Gewässer eingetragen oder in den Schlämmen und Sedimenten abgelagert worden. Die Belastungen kamen aus unterschiedlichsten Quellen, wie z. B. von Abschwemmungen, von Altlastenstandorten, von Behältern mit wassergefährdeten Stoffen (insbesondere Heizöl), Industriestandorten, den über 100 betroffenen oder sogar ausgefallenen Kläranlagen oder waren geogener Herkunft.

5.3 Fließgewässer

97

Für den Sächsischen Teil des Einzugsgebietes der Elbe sind die Messungen und Untersuchungsergebnisse zur Veränderung der Gewässergüte in einem Bericht [85] dargelegt. Die wichtigsten Ergebnisse sollen hier kurz dargestellt werden. ¾ Auswirkungen des Hochwassers von 2002 auf Gewässergüte in Sachsen nach [85]: x Messergebnisse der allgemeinen Summenparameter zur Charakterisierung der Gewässergüte lagen kurzzeitig über langjährigen Mittelwerten, aber in hochwasserüblichen Größenordnungen x Sauerstoffgehalt und Sauerstoffsättigung lagen in der fließenden Welle immer weit über dem kritischen Wert von 3 mg/l x die Fäkalcoli-Keimzahlen lagen meist über den Richtlinien der EWG-Richtlinie 75/440/EWG [78] x für einzelne organische Komponenten traten Konzentrationsspitzen über den bisherigen langjährigen Maximalwerten auf, z. B. Überschreitungen von Metazachlor x bei Schwermetallen und Arsen traten steil ansteigende und langsam abnehmende Belastungsspitzen auf x deutlich erhöhte Konzentrationen an Mineralölkohlenwasserstoffen Die aufgelisteten Auswirkungen des Hochwassers auf die Gewässergüte sollen noch anhand zweier Bilder und der Tabelle 5-4 veranschaulicht werden. Im Bild 5-8 ist die Entwicklung der Konzentrationen von PCB 138 (polychloriertes Biphenyl) während des Hochwassers der Elbe an der Messstelle Bad Schandau im Vergleich mit dem Maximalwert von 2001 dargestellt.

Bild 5-8 PCB 138 Konzentrationen in der Elbe, August 2002 [85]

Im Bild 5-9 ist die Entwicklung der Konzentrationen von Tetrachlorethen während des Hochwassers der Elbe an der Messstelle Dresden im Vergleich mit dem Maximalwert von 2001 abgebildet. Hier kann man deutlich die Stoffeinträge durch einen vom Hochwasser betroffenen Chemiebetrieb nach der Hochwasserwelle erkennen.

98

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002

Bild 5-9 Tetrachlorethen (PER) Konzentrationen in der Elbe, August 2002 [85]

In der Tabelle 5-4 sind ausgewählte allgemeine Wasserbeschaffenheitsparameter der Elbe von 2002 den bisher bekannten Normal- oder Hochwasserwerten gegenübergestellt. Tabelle 5-4 Vergleich der allgemeinen Wasserbeschaffenheitsparameter der Elbe bei Hochwasser nach [85]; Messstellen in Bad Schandau, Dresden oder Meißen Maximalwert Messzeitpunkt bekannter Hochwasser2002 2002 wert

Parameter

Hintergrundwert

pH-Wert

7,7

7,5

7,9

27./28.08.

Leitfähigkeit in μS/cm

440

500

442

20.08.

Summe organ. Verbindungen (CSB) in mg/l

20

60

45

21.08.

Chlororganische Verbindungen (AOX) in μg/l

30

50

52

21.08.

Schwebstoffe (AFS) in mg/l

15

1000

126

16.08.

Ammonium-Stickstoff in mg/l

0,2

0,3

0,57

20.08.

Nitrat-Stickstoff in mg/l

4,0

5,0

3,8

21.08.

Gesamt-Stickstoff in mg/l

5,5

8,0

6,4

19.08.

Ortho-Phosphat-P in mg/l

0,1

0,08

0,15

23.08.

Gesamt-Phosphor in mg/l

0,3

0,6

0,33

21./22.08.

-

-

0,51

21.08.

Ölanalytik (Mineralölkohlenwasserstoffe in mg/l

5.4 Stauanlagen

99

Nach dem Ablaufen der Hochwasserwelle sind die stofflichen Belastungen wieder auf die bekannten Schwankungsbereiche zurück gegangen. Für viele Stoffgruppen sind hochwasserbedingte Konzentrationsspitzen registriert worden, die auch über den bisher bekannten Maximalwerten lagen. Die Grenzwerte der Umweltqualitätsnormen (z. B. nach EG-WRRL) sind nur teilweise überschritten worden. ¾ Überschreitungen von Umweltqualitätsnormen durch Augusthochwasser an der Elbe in Sachsen nach [85]: x Cadmium x Metazachlor x PCB (Wasserphase) x Alachlor x Blei x Arsen (Wasserphase) x Uran Schlussfolgerung 39: Durch Hochwasserereignisse werden Schadstoffe mobilisiert und in die Gewässer eingetragen oder in den Schlämmen und Sedimenten abgelagert. Die Schadstoffkonzentrationen in den Fließgewässern steigen bei Hochwasserereignissen i. d. R. schneller an, als sie wieder abfallen. Schlussfolgerung 40: Im Rahmen der Hochwasservorbeugung sollten Sondermessprogramme für die Gewässergüteüberwachung im Hochwasserfall entwickelt und vorbereitet werden.

5.4 Stauanlagen 5.4.1 Wassermenge Zu Beginn des Hochwasserereignisses vom August 2002 stand in den Sächsischen Stauanlagen der vollständige gewöhnliche Hochwasserrückhalteraum von 133,5 Mio. m³ mit einem Anteil von 122,5 Mio. m³ in den Anlagen der LTV [204] und damit auch der vollständige außergewöhnliche Hochwasserrückhalteraum von rund 45 Mio. m³ zur Verfügung. In einigen Stauanlagen war auf Grund kleiner Zuflüsse vor dem Hochwasser noch zusätzlicher Stauraum zur Hochwasseraufnahme verfügbar. Durch die unter 5.3 beschriebenen extremen Abflusssituationen an den Sächsischen Gewässern traten bei vielen Sächsischen Stauanlagen extreme Zuflüsse auf, die teilweise ein Mehrfaches über den verfügbaren Hochwasserrückhalteräumen lagen und bei einem Großteil der Stauanlagen zu einer äußerst seltenen Belastungssituation führten.

100

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002

Bild 5-10 Hochwasserentlastung der Vorsperre Malter, li. am 12.08.2002, re. am 13.08.2002 (LTV)

Bild 5-11 Hochwasserentlastung (li.) und Tosbecken (re.) der TS Malter am 13.08.2002 (LTV)

Bild 5-12 Hochwasserentlastung (li.) und Tosbecken (re.) der TS Klingenberg am 13.08.2002 (LTV)

5.4 Stauanlagen

101

Tabelle 5-5 Zu- und Abflüsse an ausgewählten Sächsischen Talsperren im August 2002 [174]

Talsperre

Gottleuba Lehnmühle Klingenberg

max. Zufluss

max. Abgabe

HQA über HWE 13.08.02

Beaufschlagung HWE im Vergleich zur projektierten Kapazität

m³/s

m³/s

%

188,0

67,9

35,0

19,5

125,0

130,0

120,0

127,4

BHQ1

BHQ2

HQZ

HQ1000

HQ10000

13.08.02

m³/s

m³/s

m³/s

180,0

135,0

94,2

85,4

HWEKapazität

86,0

90,0

150,0

160,0

150,0

174,4

156,3

147,0

200,0

220,0

220,0

140,8

Altenberg

10,9

9,2

11,0

7,0

7,0

64,2

Lichtenberg

43,0

39,2

60,0

60,0

48,0

111,6

Saidenbach

98,0

39,8

45,0

63,0

20,0

20,4

Neunzehnhain I

60,0

17,0

27,0

7,6

7,4

12,3

Malter

Neunzehnhain II

65,0

12,0

17,0

9,4

5,1

7,8

150,0

380,0

560,0

180,0

55,4

36,9

Stollberg

14,0

10,4

14,5

9,0

8,2

58,6

Carlsfeld

12,0

22,5

29,0

12,1

7,7

64,2

Eibenstock

Tabelle 5-6 Übersicht LTV-Stauanlagen mit HWE-Betrieb im August 2002 [174] Freibord

ParallelVorentlastung entlastung

Maximaler Beckenwasserstand ZH

Höchstes Stauziel ZH1

Höhe der

mNN

mNN

mNN

m

ja/nein

ja/nein

TS Eibenstock

540,31

541,75

543,00

2,69

ja

ja

TS Carlsfeld

904,24

904,15

905,55

1,31

ja

ja

TS Sosa

638,13

639,00

640,00

1,87

nein

nein

TS Stollberg

444,40

444,53

446,00

1,60

ja

ja

TS Koberbach

275,11

275,40

277,00

1,89

ja

ja

TS Pirk

384,29

384,50

386,22

1,93

ja

Stauanlage

während Absperrbei Bemes- bauwerks- Hochwasser über Grun- über GrunHochwasser sungshochAugust 2002 dab-lässe dab-lässe krone August 2002 wasser HQ1000

nein (schrittweise gedrosselt)

TS Falkenstein

562,24

562,70

564,50

2,26

nein

ja

TS Saidenbach

439,30

439,20

440,30

1,00

nein

nein

102

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002 ParallelVorentlastung entlastung

Maximaler Beckenwasserstand ZH

Höchstes Stauziel ZH1

Höhe der

mNN

mNN

mNN

m

ja/nein

ja/nein

TS 19hain 1

430,71

430,80

431,50

0,79

nein

nein

TS 19hain 2

525,25

525,32

526,31

1,06

nein

nein

TS Einsiedel

383,84

384,05

384,44

0,60

nein

nein

TS Lichtenberg

494,83

494,83

497,00

2,17

ja

nein

TS Lehnmühle

525,05

524,67

525,60

0,55

ja

ja

TS Klingenberg

393,94

392,62

394,00

0,06

ja

nein

TS Malter

334,34

334,00

335,00

0,66

ja

ja

TS Gottleuba

427,50

428,44

430,24

2,74

nein

nein

Sp. Altenberg

777,96

778,00

779,50

1,54

ja

ja

Sp. Großer Galgenteich

788,94

788,99

789,60

0,66

ja

ja

HRB Liebstadt

387,40

387,80

389,27

1,87

ja

ja

HRB Friedrichswalde-Ottendorf

260,94

261,70

263,00

2,06

ja

ja

HRB Buschbach

421,99

423,20

425,00

3,01

ja

ja

HRB Reinhardtsgrimma

378,46

378,49

380,00

1,54

ja

ja

Dittmannsdorfer Teich

570,44

569,90

571,60

1,16

ja

ja

Dörnthaler Teich

561,47

561,04

561,80

0,33

ja

ja

Obersaidaer Teich

549,65

549,30

550,20

0,55

nein

nein

Oberer Großhartmannsdorfer Teich

533,68

533,66

534,60

0,92

ja

ja

Mittlerer Großhartmannsdorfer Teich

503,36

503,60

504,70

1,34

ja

ja

Unterer Großhartmannsdorfer Teich

491,48

491,18

492,20

0,72

ja

ja

Erzengler Teich

495,00

495,00

496,10

1,10

nein

nein

Rothbächer Teich

482,36

481,90

482,80

0,44

ja

ja

Konstantin Teich

474,15

474,55

475,13

0,98

nein

nein

Hütten Teich

446,11

445,65

446,45

ca. 0,30

ja

ja

Stauanlage

Freibord

während Absperrbei Bemes- bauwerks- Hochwasser über Grun- über GrunHochwasser sungshochAugust 2002 dab-lässe dab-lässe krone August 2002 wasser HQ1000

5.4 Stauanlagen

103

Die Bilder 5-10 bis 5-12 sollen dies anhand der Talsperren Malter und Klingenberg veranschaulichen. Auch das Bild 15-10 und die Tabelle 5-5 zeigen recht deutlich, dass sehr viele Sächsische Talsperren, Speicher und Rückhaltebecken während des Augusthochwassers 2002 mit extrem erhöhten Zuflüssen betroffen waren. In der Tabelle 5-5 sind die Zu- und Abflüsse vom August 2002 an ausgewählten Sächsischen Talsperren dargestellt. Bei 15 Stauanlagen ist das "Höchste Stauziel" erreicht oder überschritten und bei weiteren vier Anlagen um weniger als 10 cm unterschritten worden. Aus Tabelle 5-6 und Bild 15-18 kann man entnehmen, dass an 32 LTV-Stauanlagen (18 TS, 10 Kunstteiche der RWA, 4 HRB) die HWE in Betrieb gegangen ist, wobei die projektierte HWE-Kapazität bei vier Stauanlagen erreicht oder bis zu 70 % überschritten worden ist. Da die 2002 aufgetretenen Zuflüsse zu den Stauanlagen teilweise deutlich über den projektierten Bemessungswerten lagen, stellte dieses Ereignis auch bezüglich der Standsicherheit und hier insbesondere der Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit ebenfalls eine außergewöhnliche Belastungssituation dar. Nähere Ausführungen dazu befinden sich im Abschnitt 8.4.3.

5.4.2 Wassergüte Neben der außergewöhnlichen Belastung der Stauanlagen selbst fanden durch das Extremereignis auch in den Einzugsgebieten Prozesse statt, die zu einer starken Beeinflussung der Wasserbeschaffenheit führten. Ein Teil dieser Stoffmobilisationen ist schon unter 5.3.2 bei den Fließgewässern beschrieben worden. Die Starkniederschläge und die damit verbundenen hohen Abflüsse verursachten in den Einzugsgebieten starke Erosionen (siehe Bild 5-13), Abschwemmungen von Acker- und Siedlungsflächen sowie Auswaschungen des Waldes, die wiederum erhöhte Stoffeinträge in die Wasserkörper der Stauanlagen bewirkten. Durch Sudbrack und Pütz [248] konnte festgestellt werden, dass bodenschonend bearbeitete und begrünte Flächen einer geringeren Erosion unterworfen waren.

Bild 5-13 Erosionen im Einzugsgebiet der TS Klingenberg im August 2002 (LTV)

104

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002

Welche Trübstofffrachten und damit Stoffe im Staukörper ankamen, war von der jeweiligen Flächennutzung und der Struktur des Einzugsgebietes abhängig. Die Tabelle 5-7 zeigt die Veränderungen der Wasserbeschaffenheit am Beispiel der im Einzugsgebiet der Zwickauer Mulde liegenden TS Muldenberg. Tabelle 5-7 Vergleich der Wasserbeschaffenheit 1995 und 2002 der Weißen Mulde (TS Muldenberg) bei Hochwasserereignissen [248] Parameter

01.08.1995

05.09.1995

02.07.2002

13.08.2002

pH-Wert

4,8

4,3

5,6

4,8

Leitfähigkeit in μS/cm

71 (86)

88

61

54

Ortho-Phosphat in mg/l

< 0,005

< 0,005

< 0,005

0,014

0,047 (0,027)

0,034

0,017

0,243

0,11

0,35

0,01

0,09

17,1 (12,6)

26,3

14,6

112

0,9 (0,5)

1,2

0,9

7,1

0,33

0,37

0,16

0,72

0,42 (0,36)

0,4

0,24

0,47

0,7

1,33

0,12

0,5

Gesamt-Phosphat in mg/l Ammonium in mg/l SAK254 nm in E/m Färbung in E/m Eisen, gelöst in mg/l Mangan, gelöst in mg/l Aluminium, gelöst in mg/l

Generell konnten in den güteüberwachten Talsperren folgende Veränderungen der Wasserbeschaffenheit festgestellt werden [248]: ¾ Anstieg der organischen Stoffe – Huminstoffe ¾ Anstieg Phosphor ¾ Rückgang bzw. Konstanz Nitrat ¾ Rückgang Salzgehalt (Leitfähigkeit) ¾ Anstieg Eisen und Mangan ¾ Veränderung des Lichtklimas als Folge der Huminstoffeinträge mit eventuellen Auswirkungen auf die Phytoplanktonentwicklung Da die mit Trübstoffen belasteten Wassermassen im August 2002 relativ hohe Temperaturen besaßen, schichteten sie sich an der Wasseroberfläche ein und verdrängten das Epilimnion. Dieses Verhalten war für die unter 6.4.3 beschriebene Wassergütebewirtschaftung während des Ereignisses eine wichtige Information.

5.5 Grundwasser

105

Schlussfolgerung 41: Extreme Hochwasserereignisse stellen auch für Stauanlagen eine außergewöhnliche Belastungssituation dar. Trotz vollständig zur Verfügung stehender Hochwasserrückhalteräume gehen bei größeren Hochwasserereignissen die Hochwasserentlastungsanlagen der Talsperren in Betrieb. Schlussfolgerung 42: Durch Hochwasserereignisse werden den Wasserkörpern von Talsperren in Abhängigkeit von der Struktur und Flächennutzung des Einzugsgebietes erhebliche Schmutz- und damit Stofffrachten zugeführt. Bei stabil geschichteten Wasserkörpern, wie z. B. im Sommer, werden diese mit Stofffrachten versehenen Wassermassen erst einmal entsprechend ihrer Temperatur im Wasserkörper eingeschichtet. Diese Trübstofffrachten erreichen relativ schnell das Absperrbauwerk und damit die Entnahmeeinrichtungen.

5.5 Grundwasser Das Hochwasserereignis vom August 2002 hatte ebenfalls beträchtliche Auswirkungen auf den Grundwasserhaushalt in Sachsen, die in einem ausführlichen Bericht des LfUG [88] zusammengefasst sind. Die weiteren Ausführungen zum Thema Grundwasser in diesem Abschnitt beziehen sich im Wesentlichen auf Ergebnisse dieses Berichtes. Es wurde festgestellt, dass aufgrund der Infiltration von Niederschlagswasser und Flusswasser in den überfluteten Talauen ungewöhnlich hohe Wassermengen in den Boden gelangt sind, die einen starken Anstieg (in Dresden bis zu 6 m) des Grundwasserstandes bewirkt haben. Diese teilweise extrem hohen Grundwasserstände führten zu folgenden Effekten: ¾ mögliche Auswirkungen infolge der hohen Grundwasserstände nach [88]: x ober- und unterirdische Grundwasseraustritte x Vernässung von tief- oder unter Geländeoberkante liegenden Bauteilen (z. B. Keller, Tiefgaragen, …) x Vernässung von Gebieten infolge Rückstau x Aufschwimmen von Bauwerken x Erosionen durch Grundwasseraustritte x Erhöhung des Fremdwasserzuflusses in Kläranlagen x Einschränkung der Funktionsfähigkeit von Kleinkläranlagen x Einschränkungen bei der Nutzbarkeit von landwirtschaftlichen Flächen Das Bild 5-14 veranschaulicht am Beispiel der Chemnitz in Chemnitz, dass normalerweise die Beeinflussung des Grundwasserstandes durch Wasserstandsschwankungen im Oberflächengewässer mit zunehmender Entfernung vom Fließgewässer abnimmt.

106

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002 2 Schwankungsamplitude Logarithmisch (Schwankungsamplitude)

Schwankungsamplitude des Grundwassers in m

1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

500

Entfernung der Grundwassermessstelle zur Chemnitz in m

Bild 5-14 Schwankungsamplitude des Grundwassers während des Hochwasserereignisses vom 12. -14.08.2002 [88]

Die Schwankungen des Grundwasserstandes sind neben der Entfernung zum hochwasserführenden Gewässer auch von der Durchlässigkeit des Bodens und dem Verlauf der Grundwasserleiter abhängig. So waren z. B. an der im Bild 5-15 dargestellten Grundwassermessstelle am Großen Zschand, die sich ca. 80 m unter Geländeoberkante im Festgestein befindet, keine außergewöhnliche Grundwasserstandsschwankungen registriert worden. 238,5 51516006_1 Großer Zschand

Grundwasserstand in mHN

238,0

237,5

237,0

236,5 01.07.02

22.07.02

12.08.02

02.09.02

23.09.02

14.10.02

04.11.02

25.11.02

16.12.02

06.01.03

Datum

Bild 5-15 Ganglinie der GW-Messstelle 51516006_1; Großer Zschand [88]

27.01.03

17.02.03

5.5 Grundwasser

107

Die dämpfende Wirkung auch eines durchlässigen Bodens wird aus Bild 5-16 gut ersichtlich. An der Grundwassermessstelle Dresdner Schloss, die sich nur 180 m von der Elbe entfernt befindet, trat der Grundhochwasserscheitel mit ungefähr zwei bis drei Tagen Verzögerung ein und war ca. 1,3 m niedriger als der der Elbe. 113

Elbe - Pegel Dresden

GWMSt Dresdener Schloss

112

Elb- und Grundwasserstand in mHN

111

110

109

108

107

106

105

104

103

Oktober 96

Oktober 97

Oktober 98

Oktober 99

Oktober 00

Oktober 01

Oktober 02

Bild 5-16 Wasserstandsganglinien von Elbe und Grundwassermessstelle Dresdner Schloss 49486523 (ca. 180 m Entfernung zur Elbe) [88]

Das Bild 5-17 verdeutlicht am Beispiel des Schwarzwassers im Erzgebirge, dass die Grundwasserstände in den Flusstälern der Mittelgebirge schnell angestiegen und auch schnell wieder abgesunken sind. Dadurch waren in diesem Gebiet die Gefährdungen durch erhöhte Grundwasserstände nur für kurze Zeit gegeben. 358 Grundwassermessstelle 27 Pegel Schwarzwasser

Grund- und Oberflächenwasserstand in mHN

357 356 355 354 353 352 351 350 349 348 01.08.02

04.08.02

07.08.02

10.08.02

13.08.02

16.08.02

19.08.02

22.08.02

25.08.02

28.08.02

Datum

Bild 5-17 Verlauf des Grund- und Oberflächenwasserstandes am Schwarzwasser [88]

31.08.02

108

5 Das Hochwasserereignis vom August 2002

113

0

112

20

111

40

110

60

109

80

108

100

107

120

106

140

105

160

104

24-Std. Niederschlagssumme in mm

Elb-und Grundwasserstand in mHN

Anders stellt sich die Situation in den Talauen der größeren Flüsse dar. Dort sind die Grundwasserstände auch schnell angestiegen, aber es kam durch den Rückstau des landseitig zufließenden Grundwassers nur zu langsamen Grundwasserabsenkungen (siehe Bild 5-18). Dieser Effekt kann sich, wie z. B. in Dresden geschehen, durch unterirdische Bauwerke verstärken.

180

Niederschlagshöhe Dresden/Flughafen

Hauptbahnhof

Elbe

200 103 01.07.02 22.07.02 12.08.02 02.09.02 23.09.02 14.10.02 04.11.02 25.11.02 16.12.02 06.01.03 27.01.03 17.02.03 10.03.03 31.03.03

Datum

113

0

112

20

111

40

110

60

109

80

108

100

107

120

106

140

105

160

104

24-Std. Niederschlagssumme in mm

Elb-und Grundwasserstand in mHN

Bild 5-18 Ganglinie der GW-Messstelle 49483595; Dresden, Hauptbahnhof (ca. 1.900 m Entfernung zur Elbe) [88]

180 Niederschlagshöhe Dresden/Flughafen

Grunaer Weg

Elbe

200 103 01.07.02 22.07.02 12.08.02 02.09.02 23.09.02 14.10.02 04.11.02 25.11.02 16.12.02 06.01.03 27.01.03 17.02.03 10.03.03 31.03.03

Datum

Bild 5-19 Ganglinie der GW-Messstelle 49480421; Dresden, Grunaer Weg (ca. 3500 m Entfernung zur Elbe) [88]

5.5 Grundwasser

109

In Dresden sanken die Grundwasserstände nicht nur sehr langsam ab, sondern stiegen infolge weiterer Niederschläge im November 2002 bis Januar 2003 auf Werte, die zum Teil über den im August 2002 registrierten Werten lagen (siehe Bild 5-19). Erst im März 2003 begannen die anhaltend hohen Grundwasserstände langsam zu sinken. Damit waren in diesen Gebieten die oben genannten negativen Auswirkungen infolge hoher Grundwasserstände für lange Zeit gegeben. Das Augusthochwasser von 2002 hat deutlich gemacht, dass von den oben genannten Auswirkungen durch Grundwasser auch Gebiete betroffen sein können, die weit von einem Gewässer entfernt liegen und somit nicht vom Oberflächenwasser direkt beeinflusst sind. Ähnlich wie bei den Oberflächenwasserpegeln sind auch beim Grundwasser an vielen Messstellen die höchsten bisher gemessenen Grundwasserstände (in Dresden 3 m über bisherigem Maximalwert) festgestellt worden. Die wenigen für die Grundwasserbeschaffenheit damals verfügbaren Daten ließen keine Gefährdungen für eine Verschmutzung des Grundwasserkörpers erkennen. Schlussfolgerung 43: Durch Hochwasserereignisse können in Abhängigkeit von deren Dauer und dem Infiltrationsvermögen des Bodens schnelle Grundwasseranstiege auftreten, die zu hohen Grundwasserständen und entsprechenden Gefahren und Schäden führen. Dieser Effekt kann auch in großen Entfernungen zum hochwasserführenden Oberflächengewässer auftreten. In besonders gefährdeten Gebieten, wie z. B. Bausubstanz in Talauen, sollten deshalb Grundwassermessstellen betrieben werden. Schlussfolgerung 44: Die Hochwasserstände im Grundwasser sind gegenüber dem Oberflächengewässer immer gedämpft, d. h. der Hochwasserscheitel ist niedriger als im Oberflächengewässer und tritt mit Verzögerung auf. Die Dämpfung nimmt normalerweise mit zunehmender Entfernung zum Oberflächengewässer oder zunehmender Bodendichtigkeit zu. Das Absinken der hochwasserbedingten hohen Grundwasserstände kann insbesondere in Flussauen einen längeren Zeitraum in Anspruch nehmen.

6

Risikomanagement während des Ereignisses

6.1 Allgemeines In diesem Kapitel werden Sachverhalte und Maßnahmen zur Begrenzung des Ausmaßes und der Dauer einer Hochwasserkatastrophe am Beispiel des Ereignisses von 2002 in Sachsen beschrieben. Bezug nehmend auf den unter 2 erläuterten Kreislauf des Hochwasserrisikomanagements fallen diese Dinge in die Phase der Hochwasserbewältigung. Da eine umfassende Beschreibung aller Gegebenheiten und Aktivitäten den Rahmen dieser Arbeit sprengen würde, konzentrieren sich die weiteren Ausführungen auf ausgewählte, vorrangig wasserwirtschaftliche Aspekte.

6.2 Einsatzstrukturen, Aufgaben und Informationswege 6.2.1 Katastrophenschutzbehörden Während des Hochwasserereignisses von 2002 sind zahlreiche Einsatzstrukturen tätig gewesen. In diesem Abschnitt sollen die aus wasserwirtschaftlicher Sicht wichtigsten Akteure benannt werden. Gemäß dem 2002 geltendem Sächsischen Katastrophenschutzgesetz (SächsKatSG) [102] waren in erster Linie die Katastrophenschutzbehörden für die unter 2.3 benannten Aktivitäten zur Hochwasserbewältigung zuständig und auch tätig. Auf Grund des unter 5 beschriebenen Ausmaßes der Hochwasserkatastrophe vom August 2002 waren beginnend von den unteren Katastrophenschutzbehörden in Sachsen letztendlich alle drei Ebenen der Katastrophenschutzbehörden aktiv. Dabei waren die Strukturen der Katastrophenschutzstäbe gemäß der bis 1997 geltenden Katastrophenschutz Dienstvorschrift (KatS-DV 100) und später durch die Dienstvorschrift der ständigen Konferenz für Katastrophenvorsorge und Katastrophenschutz [245] bundesweit einheitlich festgelegt. Die in diesen Vorschriften empfohlenen Einsatzstrukturen sind in Sachsen entsprechend der für den Katastrophenschutz maßgebenden Richtlinien des Sächsischen Staatsministerium des Innern [100] umgesetzt gewesen. Die Hauptaufgaben der Katastrophenschutzbehörden lassen sich wie folgt zusammenfassen: ¾ Hauptaufgaben der Katastrophenschutzbehörden nach [245]: x Bereitstellung der Einsatzkräfte x Führung des inneren Stabsdienstes x Lagefeststellung

112

6 Risikomanagement während des Ereignisses

x Lagedarstellung x Einsatz x Einsatzdokumentation x Versorgung x Presse- und Medienarbeit x Information und Kommunikation x Psychologische Nachbetreuung Im Folgenden wird kurz auf die einzelnen Ebenen der Katastrophenschutzbehörden eingegangen.

6.2.1.1

Oberste Katastrophenschutzbehörde – Sächsisches Staatsministerium des Innern (SMI)

Bild 6-1 Einsatzstruktur der obersten Katastrophenschutzbehörde [96]

6.2 Einsatzstrukturen, Aufgaben und Informationswege

113

Die oberste Katastrophenschutzbehörde im SMI hat laut [96] folgende Aufgaben wahr genommen: ¾ Unterstützung des landkreis- bzw. regierungsbezirksübergreifenden Einsatzes von Kräften und Mitteln ¾ Entgegennahme von Hilfsanforderungen aus den Regierungsbezirken ¾ Vermittlung der bereitstehenden Kräfte und Mittel gemeinsam mit den Fachberatern von Bundeswehr, Technischem Hilfswerk und den privaten Hilfsorganisationen ¾ regelmäßige Abfrage des Bedarfs an Kräften und Mitteln bei den Landkreisen und Kreisfreien Städten über die Regierungspräsidien ¾ Entsendung von Verbindungsbeamten, zur Verbesserung des Informationsflusses zwischen den Krisenstäben der verschiedenen Ebenen ¾ Vermittlung von Hilfsangeboten mittels einer IT-gestützten Disposition aller Hilfsangebote ¾ Heranführung von Kräften aus anderen Bundesländern sowie dem benachbarten Ausland ¾ Erstellung von Lageberichten für die regelmäßigen Beratungen unter Leitung des Ministerpräsidenten und Berichte des Leiters des Krisenstabes in Pressekonferenzen und bei Besuchen von Bundesministern ¾ Vorbereitung der Besuche von Vertretern der Bundesregierung und anderer Bundesländer ¾ Beantwortung zahlreicher Hilfsangebote aus dem In- und Ausland Während der Einsatzzeit sind im Krisenstab des SMI ca. 1.200 Hilfsangebote von Hilfsorganisationen, Rettungsdiensten, Verwaltungen, Vereinen und Privatpersonen erfasst und an die unteren Katastrophenschutzstäbe der betroffenen Landkreise/Kreisfreien Städte vermittelt worden. Dabei handelte es sich vorrangig um Sandsäcke, Vlies, Hubschrauber, Rettungsboote, Pumpen, Stromaggregate, Liegen und Decken. Weiter Ausführungen zu den Maßnahmen aller Ressorts sind im sogenannten Kirchbachbericht [163] und im Bericht der Sächsischen Staatsregierung [96] enthalten.

6.2.1.2 Obere Katastrophenschutzbehörde – Regierungspräsidium Die oberen Katastrophenschutzbehörden in den Regierungspräsidien haben laut [96] folgende Aufgaben wahr genommen: ¾ Unterstützung des landkreiskreisübergreifenden Einsatzes von Kräften und Mitteln ¾ Zuführung von Kräften und Mitteln aus nicht betroffenen Gebieten ¾ Bearbeitung der sich häufenden Amtshilfeersuchen der betroffenen Landkreise ¾ Fachaufsicht über die Errichtung und angemessene Tätigkeit der unteren Katastrophenschutzstäbe

114

6 Risikomanagement während des Ereignisses

¾ Koordinierung aller Hilfsmaßnahmen zur Schadensbekämpfung mit Umweltbehörden (z. B. Staatliche Umweltfachämter und LTV) ¾ Koordinierung aller Hilfsmaßnahmen zur Schadensbekämpfung von Polizei, Bundeswehr, BGS, THW und den privaten Hilfsorganisationen ¾ logistische und fachliche Unterstützung in den Bereichen Soziales (Evakuierung von Alten- und Behinderteneinrichtungen und Sicherung der Versorgung), Krankenhauswesen (regierungsbezirksübergreifende Bereitstellung von Krankenhauskapazitäten), Öffentlicher Gesundheitsdienst (Impfung und Seuchenvorbeugung), Veterinärwesen (Tierkörperbeseitigung und Seuchenvorbeugung), Pharmazie (regierungsbezirksweise Sicherung der Arzneimittelversorgung der Bevölkerung), Abfallbeseitigung und Straßenverkehr

Bild 6-2 Einsatzstruktur einer oberen Katastrophenschutzbehörde [226]

„Hier zeigte sich der Vorteil der „Bündelungsbehörde“ Regierungspräsidium, in der Sachund Fachverstand einschließlich personeller Ressourcen zur Unterstützung der Landkreise sofort bei Bedarf verfügbar war. Neben zahlreichen Hinweisen und Handlungsempfehlungen wurden den Kreisen in besonderen Fällen Weisungen erteilt.“ [96]

6.2 Einsatzstrukturen, Aufgaben und Informationswege

115

6.2.1.3 Untere Katastrophenschutzbehörde – Landkreis oder kreisfreie Stadt

Bild 6-3 Einsatzstruktur einer unteren Katastrophenschutzbehörde [187]

Die Tätigkeiten der unteren Katastrophenschutzbehörden waren situationsbedingt äußerst vielfältig und orientierten sich an den Handlungsgrundsätzen der Richtlinie des Sächsischen Staatsministeriums des Innern über die Führung im Katastrophenschutz [100]. Hier galt es, die bei der obersten und oberen Katastrophenschutzbehörde schon erwähnten Handlungen vor Ort umzusetzen. Eine ausführliche Aufzählung der Aktivitäten würde den Rahmen dieser Arbeit sprengen. Grundsätzlich kann man festhalten, dass alle Tätigkeiten der unteren Katastrophenschutzbehörden zur Begrenzung des Ausmaßes und der Dauer der Hochwasserkatastrophe dienten. Entsprechend den Ausführungen in 2 kann man den Hochwassereinsatz in die Bestandteile Alarmierung, Rettung, Schadensabwehr durch Sofortmaßnahmen (z. B. Evakuierung, Sandsacksperren, ...) und Opferbetreuung (z. B. Notunterkünfte, Verpflegung, ärztliche Versorgung…) aufgliedern. In der Tabelle 6-1 sollen am Beispiel der im Landkreis Sächsische Schweiz vorgenommenen Evakuierungen die logistisch anspruchsvollen Leistungen, die durch die Katastrophenschutzbehörden zu bewältigen waren, dokumentiert werden. Die Katastrophenschutzbehörden konnten zur Erfüllung ihrer Aufgaben auf zahlreiche Ressourcen des Bundes, der Länder, von Hilfsorganisationen und freiwilligen Helfern zurück greifen. So waren z. B. ca. 20.000 Soldaten der Bundeswehr, 5.000 Polizeibeamte, 4.000 Einsatzkräfte des Bundesgrenzschutzes, 8.000 Helfer des Technischen Hilfswerkes und Tausende weitere Hilfskräfte im Einsatz. Stellvertretend für den umfangreichen Einsatz von Technik soll hier nur der Lufteinsatz (50 Tornadoflüge, 1 Airbus A 300, 14 Transall Flugzeuge, 14 CH-53 Transporthubschrauber, ca. 29 weitere Hubschrauber) zur Rettung und Evakuierung erwähnt werden.

116

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Tabelle 6-1 Evakuierungen im Landkreis Sächsische Schweiz, August 2002 Ortslage

Evakuierte Personen

Bad Gottleuba – Berggießhübel Bad Schandau Dohna Heidenau

140 2.300 800 2.850

Königstein

500

Liebstadt

120

Müglitztal Pirna Porschendorf

252 12.500 300

Rathen

60

Rathmannsdorf

50

Stadt Wehlen Struppen Gesamt

563 24 20.459

In Anlehnung an [96] lassen sich die Aktivitäten der die Katastrophenschutzbehörden unterstützenden Hilfsaktionen in die drei Phasen ¾ Reaktion auf das Hochwasser - Retten und Bergen von Menschen aus Notlagen ¾ Prävention und Schutz vor dem Hochwasser - Verhinderung von Deichbrüchen und Minderung von Wasserschäden ¾ Nachsorge durch lebensnotwendige Maßnahmen zur Bewältigung der Flutfolgen – Unterstützungsleistungen für umfassende Schadensfeststellungen sowie erforderliche und zeitkritische Aufräumarbeiten aufteilen. Genauere Angaben zu den Aktivitäten im Rahmen des Katastrophenschutzes sind im Bericht der Sächsischen Staatsregierung [96] enthalten.

6.2.2 Wasserbehörden und Hochwassermeldezentralen Das Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft (SMUL) als oberste Wasserbehörde hatte ein Lagezentrum Wasser mit der Wahrnehmung folgender Aufgaben eingerichtet [96]: ¾ Erstellung und Verteilung von täglichen Hochwasserinformationen mit aktuellen Wasserständen und Vorhersagen ¾ Darstellung und Interpretation der hydrologischen Situation sowie der Situationen an den Gewässern und Talsperren in den täglichen Lagebesprechungen beim SMI und in den täglichen Pressekonferenzen

6.2 Einsatzstrukturen, Aufgaben und Informationswege

117

¾ Messungen und Beurteilungen der Wasserqualität der Elbe und der Schlammqualität ¾ Unterstützung der Katastrophenschutzstäbe durch Fachkräfte aus der Umweltverwaltung, vornehmlich aus der Landestalsperrenverwaltung und den Staatlichen Umweltfachämtern z. B. bei der Deichverteidigung ¾ Veröffentlichung der aktuellen Wasserstände in Sachsen und der Hochwasserinformationen für die Elbe und Nebenflüsse der Oberen Elbe im Internet durch die Landeshochwasserzentrale im Landesamt für Umwelt und Geologie (LfUG) Die oberen und unteren Wasserbehörden sind in die unter 6.2.1 beschriebenen Katastrophenschutzstäbe als Fachberater mit integriert worden. Der Hochwassernachrichtendienst lag entsprechend der 2002 geltenden Hochwassermeldeordnung [108] nicht in alleiniger Verantwortung der Landeshochwasserzentrale sondern war regional wie folgt aufgeteilt: ¾ Hochwassernachrichtendienst durch Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie für folgende Flussgebiete: x Elbestrom von deutsch-tschechischer Grenze bis einschließlich Pegel Torgau x festgelegte Nebenflüsse der oberen Elbe x Schwarze Elster bis einschließlich Pegel Neuwiese x Spree bis einschließlich Pegel Spremberg x Lausitzer Neiße bis Pegel Görlitz ¾ Hochwassernachrichtendienst durch Staatliches Umweltfachamt Leipzig für folgende Flussgebiete: x Vereinigte Mulde unterhalb Golzern bis zur Mündung in die Elbe x Weiße Elster unterhalb Pegel Gera-Langenberg bis zur Mündung in die Saale ¾ Hochwassernachrichtendienst durch Staatliches Umweltfachamt Chemnitz für folgende Flussgebiete: x Zwickauer und Freiberger Mulde bis einschließlich Pegel Golzern x obere Weiße Elster bis einschließlich Pegel Greiz

118

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Bild 6-4 Meldeschema Hochwassernachrichtendienst Sachsen bis 2002 (LfULG)

6.2 Einsatzstrukturen, Aufgaben und Informationswege

119

Die Empfänger der Hochwasserberichte waren nachstehende im Flussgebiet agierende Institutionen: ¾ Empfänger der Hochwasserberichte im jeweiligen Flussgebiet: x Deutscher Wetterdienst, Regionalzentrale Leipzig x Lagezentrum des Sächsischen Staatsministerium des Innern x Landesumweltämter betroffener Nachbarbundesländer x Landestalperrenverwaltung einschließlich der betroffenen Betriebe x zuständiges Regierungspräsidium x Sächsisches Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft x Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft x ggf. weitere betroffene Staatliche Umweltfachämter x ggf. Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie x Wasser- und Schifffahrtsamt Die Regierungspräsidien als obere Katastrophenschutzbehörde mussten die Hochwasserberichte an die unteren Katastrophenschutzbehörden und diese dann an die betroffenen Gemeinden und diese wiederum an die direkt Betroffenen weiterleiten. Damit sind die Akteure vor Ort, z. B. die unteren Katastrophenschutzbehörden und die Betroffenen, nicht direkt informiert worden, was letztendlich auch durch die Störanfälligkeit der Informationskette zu unnötigen Informationsdefiziten oder langen Übermittlungszeiten geführt hat. Das sehr komplizierte Hochwassermeldeschema ist im Bild 6-4 dargestellt. Schlussfolgerung 45: Der Hochwassernachrichtendienst muss von einer zentralen Stelle koordiniert und sicher gestellt werden. Die Informationswege müssen möglichst direkt, also ohne Umwege sein, nur so ist eine schnelle und sichere Informationsbereitstellung möglich.

6.2.3 Gewässer- und Stauanlagenbetreiber Im Freistaat Sachsen sind die Zuständigkeiten für die Gewässer und Stauanlagen im Sächsischen Wassergesetz [103] geregelt. Für die Gewässer II. Ordnung und die Hälfte der Sächsischen Stauanlagen, in der Regel mit nicht überörtlicher Wirkung, sind die Kommunen auch im Hochwasserfall zuständig. Hier erfolgte der Hochwasserbetrieb in engster Abstimmung mit den Wasserbehörden und der unteren Katastrophenschutzbehörde. Die Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen (LTV) als Staatsbetrieb des SMUL war 2002 einerseits für den Betrieb und die Unterhaltung von 92 landeseigenen Stauanlagen (ohne Wehre) als auch für ca. 3.000 km Fließgewässer I. Ordnung, über 650 km Deiche und zahlreiche andere Wasserbauten sowie für die Errichtung und Unterhaltung öffentlicher

120

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Hochwasserschutzanlagen im Freistaat Sachsen zuständig. In einigen Fällen war die LTV auch als Dienstleister oder Fachberater für die Kommunen beim Betrieb von Stauanlagen tätig. Um diese umfangreichen Aufgaben bewältigen zu können besaß die LTV im August 2002 die im Bild 6-5 und im Bild 6-6 dargestellte Standardstruktur. Geschäftsführer

Justiziariat

Beirat

Innenrevision

Fachbereich 1

Fachbereich 2

Fachbereich 3

Verwaltung / Finanzen

Betrieb

Überwachung

Conrolling

Referat Verwaltung, Personal

Referat Bau- u. Betriebsmanagement

Referat Wassermengenbewirtschaftung

TSM (Betrieb) 1

Referat Wassergütebewirtschaftung

Gottleuba/Weißeritz

Referat

TSM (Betrieb) 2

Finanzen

Freiberger Mulde/ Zschopau

Referat Information u. Kommunikation

TSM (Betrieb) 3 Zwickauer Mulde/ Weiße Elster

TSM (Betrieb) 4 Untere Pleiße

TSM (Betrieb) 5 Spree

Bild 6-5 Standardstruktur der LTV im August 2002 (Übersicht)

Referat Bauwerksüberwachung

Referat Bautechnik/ Standsicherheit

6.2 Einsatzstrukturen, Aufgaben und Informationswege

121

Betriebsleiter TSM

Verwaltung Finanzen Liegenschaften Bewirtschaftung

Staumeisterei 1

Betriebsteil

Betriebsteil

Sachgebiet

Stauanlagen

Fließgewässer

Vorbereitung Bau

Staumeisterei 2

Staumeisterei n

Flussmeisterei 1

Flussmeisterei 2

Flussmeisterei x

Bild 6-6 Standardstruktur der LTV im August 2002 (TSM-Betrieb)

Wie sich später herausstellte, hatte diese Kombination aus zentralen und dezentralen Struktureinheiten Vorteile bei der Hochwasserbewältigung. Einerseits konnten z. B. das Personal und die anderen Ressourcen sachsenweit optimal zum Einsatz gebracht werden, andererseits waren vor Ort Entscheidungsträger mit den entsprechenden Ortskenntnissen verfügbar. So war auch in der Krisensituation eine schnelle und fachlich fundierte Entscheidungsfindung möglich. Aufgrund der vorhandenen Personaldecke und der Vielzahl der durch die Staumeistereien zu betreibenden Stauanlagen und der großen, durch die Flussmeistereien zu betreuenden Gebiete waren allerdings Grenzen der Leistungsfähigkeit gesetzt. Schlussfolgerung 46: Für den Betrieb von Stauanlagen und die Unterhaltung von Gewässern muss genügend Fachpersonal vorgehalten werden, dass in Katastrophensituationen in der Fläche tätig werden kann. Neben der eben erläuterten Standardstruktur existiert in der LTV ein ständiges Bereitschaftssystem, welches sich ebenfalls in der Krisensituation von 2002 bewährt hat. Das Bereitschaftssystem war wie im Bild 6-7 dargestellt aufgebaut.

122

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Chef vom Dienst (CvD) Ständige zentrale Rufbereitschaft der LTV (Geschäftsleitungsebene)

Bereitschaftsdienst in TSM 1 (Betrieb)

Bereitschaftsdienst in TSM 2 (Betrieb)

Bereitschaftsdienst in TSM 3 (Betrieb)

Bereitschaftsdienst in TSM 4 (Betrieb)

Bereitschaftsdienst in TSM 5 (Betrieb)

Ereignisabhängige oder ständige zentrale Bereitschaft der TSM (Betriebsleitungsebene)

Ereignisabhängige oder ständige zentrale Bereitschaft der TSM (Betriebsleitungsebene)

Ereignisabhängige oder ständige zentrale Bereitschaft der TSM (Betriebsleitungsebene)

Ereignisabhängige oder ständige zentrale Bereitschaft der TSM (Betriebsleitungsebene)

Ereignisabhängige oder ständige zentrale Bereitschaft der TSM (Betriebsleitungsebene)

Bereitschaft Stauanlagen

Bereitschaft Fließgewässer

Bereitschaft Stauanlagen

Bereitschaft Fließgewässer

Bereitschaft Stauanlagen

Bereitschaft Fließgewässer

Bereitschaft Stauanlagen

Bereitschaft Fließgewässer

Bereitschaft Stauanlagen

Bereitschaft Fließgewässer

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Anlagen, ereignisabhängige Ausrufung einer Bereitschaft für alle übrigen Stauanlagen

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Flussmeistereien, ereignisabhängige wasserlauf/anlagenbezog ene Bereitschaft

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Anlagen, ereignisabhängige Ausrufung einer Bereitschaft für alle übrigen Stauanlagen

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Flussmeistereien, ereignisabhängige wasserlauf/anlagenbezog ene Bereitschaft

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Anlagen, ereignisabhängige Ausrufung einer Bereitschaft für alle übrigen Stauanlagen

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Flussmeistereien, ereignisabhängige wasserlauf/anlagenbezog ene Bereitschaft

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Anlagen, ereignisabhängige Ausrufung einer Bereitschaft für alle übrigen Stauanlagen

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Flussmeistereien, ereignisabhängige wasserlauf/anlagenbezog ene Bereitschaft

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Anlagen, ereignisabhängige Ausrufung einer Bereitschaft für alle übrigen Stauanlagen

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Flussmeistereien, ereignisabhängige wasserlauf/anlagenbezog ene Bereitschaft

Chef vom Dienst (CvD) Ständige zentrale Rufbereitschaft der LTV (Geschäftsleitungsebene)

Bereitschaftsdienst in TSM (Betrieb) Ereignisabhängige oder ständige zentrale Bereitschaft der TSM (Betriebsleitungsebene)

Bereitschaft Stauanlagen

Bereitschaft Fließgewässer

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Anlagen, ereignisabhängige Ausrufung einer Bereitschaft für alle übrigen Stauan-

Ständige Bereitschaft für ausgewählte Flussmeistereien, ereignisabhängige wasserlauf/anlagenbezogene Bereitschaft

Bild 6-7 Bereitschaftssystem der LTV bis August 2002

6.2 Einsatzstrukturen, Aufgaben und Informationswege

123

In entsprechenden Dienstanweisungen der LTV [175], [176] sind alle Zuständigkeiten, Verfahrensregeln, Meldewege und erforderlichen Handlungen beschrieben und geregelt. Damit besaß die LTV organisatorisch und methodisch gute Voraussetzungen für die schnelle und sachgerechte Reaktion in Krisensituationen. Schlussfolgerung 47: Für die schnelle, sach- und fachgerechte Reaktion in Krisen- und Notsituationen muss man für den Betrieb von Stauanlagen und die Unterhaltung von Gewässern ein ständiges Bereitschaftssystem vorhalten. Da das Hochwasserereignis von 2002 eine ungeahnte Dimension annahm und die Kommunikationswege im Dienstgebäude der LTV-Zentrale in Pirna ab 11.08.2002, ca. 18:00 Uhr nicht mehr funktionierten, stellte das SMUL ab 12.08.2002 dem LTV-Krisenstab Räume zur Verfügung, die in das Lagezentrum Wasser integriert worden sind und sich in unmittelbarer Nähe zum Sitz der obersten Katastrophenschutzbehörde befanden. Der Krisenstab der LTV hatte aufbauend auf das bereits erläuterte Bereitschaftssystem die im Bild 6-8 dargestellte Struktur. Leiter Krisenstab der LTV und Stellvertreter (Geschäftsleitungsebene)

Öffentlichkeitsarbeit, Kommunikation, Grundsatzfragen, Recht

Wassermengenbewirtschaftung, Talsperrenmeldezentrale

Organisation, Koordination, Personaleinsatz, Logistik, Lage, Einsatz

Wassergütebewirtschaftung

Leiter Krisenstab in TSM 1

Leiter Krisenstab in TSM 2

Leiter Krisenstab in TSM 3

Leiter Krisenstab in TSM 4

Normalbetrieb in TSM 5

und Stellvertreter (Betriebsleitungsebene)

und Stellvertreter (Betriebsleitungsebene)

und Stellvertreter (Betriebsleitungsebene)

und Stellvertreter (Betriebsleitungsebene)

nicht im Katastrophengebiet

Betriebsteil Stauanlagen

Betriebsteil Fließgewässer

Betriebsteil Stauanlagen

Betriebsteil Fließgewässer

Betriebsteil Stauanlagen

Betriebsteil Fließgewässer

Betriebsteil Stauanlagen

Betriebsteil Fließgewässer

Betriebsteil Stauanlagen

Betriebsteil Fließgewässer

Staumeistereien

Flussmeistereien, Hochwasserschutzlager

Staumeistereien

Flussmeistereien, Hochwaserschutzlager

Staumeistereien

Flussmeistereien, Hochwaserschutzlager

Staumeistereien

Flussmeistereien

nicht betroffen

nur Hochwasserschutzlager betroffen

Bild 6-8 Krisenstab der LTV im August 2002 (Übersicht)

124

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Leiter Krisenstab der LTV und Stellvertreter (Geschäftsleitungsebene)

Leiter Krisenstab in TSM X und Stellvertreter (Betriebsleitungsebene)

Betriebsteil Stauanlagen

Betriebsteil Fließgewässer

Staumeistereien

Flussmeistereien und Hochwasserschutzlager

Bild 6-9 Krisenstab der LTV im August 2002 (TSM-Betrieb)

Vom Krisenstab der LTV-Zentrale sind in engster Zusammenarbeit mit den Krisenstäben der vier betroffenen Talsperrenmeistereien (Betriebe) alle Handlungen koordiniert worden. Dabei sind insbesondere folgende Aufgaben wahr genommen worden: ¾ Koordination des gesamten Geschäftsbetriebes der LTV ¾ Koordination des sachsenweiten Personaleinsatzes ¾ Koordination des sachsenweiten Einsatzes von Fach- und Hilfskräften ¾ Koordination des sachsenweiten Ressourceneinsatzes (z. B. Hochwasserschutzlager) ¾ Koordination der Talsperren- und sonstigen Stauanlagensteuerung ¾ Koordination der Handlungen an den Gewässern I. Ordnung ¾ Erstellung von Lagebeurteilungen- und Meldungen ¾ Information und Kommunikation insbesondere mit den Katastrophenschutzbehörden ¾ Beschaffung von Informationen ¾ Beschaffung von Ressourcen ¾ Beratung der Katastrophenschutzstäbe und Dritter Bei der Koordination des gesamten Geschäftsbetriebes der LTV mussten fünf Schwerpunktaufgaben gelöst werden: ¾ Sicherstellung des Talsperren- und sonstigen Stauanlagenbetriebes einschließlich Gefahrenabwehr ¾ Sicherstellung des freien Abflusses in den Fließgewässern einschließlich Gefahrenabwehr

6.2 Einsatzstrukturen, Aufgaben und Informationswege

125

¾ Sicherung des Betriebes von Hochwasserschutzanlagen (z. B. Deiche) einschließlich Gefahrenabwehr ¾ Sicherstellung des Betriebes der eigenen Betriebs- und Funktionsgebäude einschließlich Gefahrenabwehr ¾ Sicherstellung des Betriebes der vier Hochwasserschutzlager mit der Landesreserve Alle anderen Tätigkeiten des „normalen“ Geschäftsbetriebes sind zugunsten der Schwerpunktaufgaben reduziert oder eingestellt worden. Auch der Einsatz des eigenen Personales oder externer Fach- und Hilfskräfte orientierte sich an der Erfüllung der Schwerpunktaufgaben. So sind z. B. alle verfügbaren Fachkräfte von nicht betroffenen Struktureinheiten der LTV oder externer Organisationen an den Brennpunkten des Geschehens zum Einsatz gebracht worden. Zur Entlastung des extrem beanspruchten technischen Personals sind z. B. auch Bürokräfte und anderes Personal kurzfristig eingewiesen und zu einfachen Überwachungsaufgaben eingesetzt worden. Ähnlich wie beim Personaleinsatz sind auch alle anderen Ressourcen der LTV (z. B. Fahrzeuge, technisches Gerät, Hilfsmittel, …) sachsenweit koordiniert und an den bedürftigsten Stellen zum Einsatz gebracht worden. Besonders zu erwähnen sind die vier Hochwasserschutzlager, deren Inhalte (Sandsäcke, Pumpen, Geotextil, Vlies, Beleuchtung, Boote, …) rund um die Uhr auf Anforderung zur Verfügung gestellt worden sind. Die Beschaffung oder Nachbeschaffung von Ressourcen (z. B. Sandsäcke, Geotextilien, Karten, Filme, …) war ebenfalls eine wichtige Aufgabe. Die Aktivitäten zur Koordination der Talsperren- und sonstigen Stauanlagensteuerung sowie der Handlungen an den Gewässern I. Ordnung dienten ebenfalls zur Erfüllung der Schwerpunktaufgaben. Die Resultate dieser Handlungen sind in den nachfolgenden Abschnitten dieses Kapitels näher erläutert. Neben den bisher geschilderten Koordinierungstätigkeiten, die einen mehr technischen und praktischen Handlungshintergrund haben, hatten die Informationsbeschaffung, die Information durch die LTV, die Kommunikation sowie die Erstellung von Lagebeurteilungen und Lagemeldungen eine enorme Bedeutung und bildeten einen wichtigen Bestandteil der Arbeit des Krisenstabes der LTV. Nur durch die Beschaffung sachlicher Informationen, die Erstellung fachlich fundierter Lagebeurteilungen und die entsprechenden Schlussfolgerungen und Informationsweitergaben an die Katastrophenschutzstäbe und Dritte war die LTV in der Lage, ihre Schwerpunktaufgaben sachgerecht zu erfüllen und das Schadensausmaß zu begrenzen. Der LTV-Krisenstab hatte ständige Kontakte mit allen drei Ebenen der Katastrophenschutz- und Wasserbehörden. Die Krisenstäbe in den TSM (Betrieben) hatten die intensivsten Kontakte mit den unteren und auch oberen Katastrophenschutz- und Wasserbehörden. Im Bild 6-10 sind die Kommunikationswege des Krisenstabes in einer TSM (Betrieb) der LTV dargestellt.

126

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Leiter Krisenstab in TSM

Information

Informationen Betriebsteil Stauanlagen Staumeistereien

Leiter Katastrophenschutzstab

Stab der Fachberater

Anweisungen Sammeln und verdichten der Information, Anweisungen

Betriebsteil Fließgewässer Flussmeistereien und Hochwasserschutzlager

Fachberater 1

Fachberater 2

Fachberater n

vor Ort

vor Ort

vor Ort

Bild 6-10 Kommunikationswege eines TSM-Krisenstabes der LTV

Die Details der einzelnen Tätigkeiten des Krisenstabes zur Erfüllung der eben genannten Aufgaben sind sehr stark von den jeweiligen Randbedingungen und den einzelnen Situationen abhängig und damit schwer verallgemeinerbar. Der Krisenstab der LTV war im August 2002 ca. zwei Wochen rund um die Uhr besetzt. Nach dieser Einsatzzeit sind die Aufgaben des Krisenstabes in den in 7.3.3 und 8.2 erläuterten Sonderstrukturen bis zum späteren Übergang in die Standardstruktur weitergeführt worden.

6.3 Fließgewässer Während der Hochwasserbewältigung bestanden die zwei wichtigsten Schwerpunktaufgaben in der Sicherstellung des freien Abflusses in den Fließgewässern und in der Sicherung des Betriebes von Hochwasserschutzanlagen einschließlich der jeweiligen Gefahrenabwehr. An den Gewässern I. Ordnung sind durch die Flussmeistereien der LTV in Abstimmung mit den Katastrophenstäben und mit Unterstützung durch Feuerwehr, Polizei, Technisches Hilfswerk (THW) und Bundeswehr schwerpunktmäßig folgende Handlungen durchgeführt worden: ¾ Kontrollen in den Einzugsgebieten (Erosionen, Schwemmgut, …) ¾ Gewässerkontrollen mit Schwerpunkt Knicke, Brücken, Querbauwerke, Einengungen ¾ Betrieb, Steuerung und Überwachung von wasserwirtschaftlichen Anlagen (z. B. Wehre, Siele, Schöpfwerke, …)

6.3 Fließgewässer

127

¾ Beseitigung von Abflusshindernissen (z. B. Treibgut, Bäume wegen Verklausungsgefahr, …) ¾ Ablesung, Messung oder Einschätzung von Wasserständen (wegen Ausfall von Pegeln) ¾ Betriebs-, Kontroll- und Wachtätigkeiten an Hochwasserschutzanlagen (z. B. Schließen von Deichscharten, Wachdienst an Deichen, …) ¾ Füllen und Transport von Sandsäcken ¾ Fachberatung der Wasserwehren

Bild 6-11 Natzschung, Beseitigung von Abflusshindernissen, August 2002 (LTV)

Bild 6-12 Elbe, Deichsicherung bei Torgau, Luft- u. Wasserseite, August 2002 (LTV)

Eine weitere Aufgabe, die von vier Flussmeistereien abgedeckt werden musste, war die Bereitstellung von Hochwasserbekämpfungsmitteln für die Katastrophenschutzbehörden aus den vier Lagern der Landesreserve. Der Freistaat Sachsen hatte in Auswertung des Oderhochwassers von 1997 vier zentrale Hochwasserschutzlager in Chemnitz, Nauenhof, Lohsa und Radeburg errichtet. Der Bestand dieser Lager wird durch die LTV verwaltet und im Katastrophenfall kostenfrei an die Kommunen ausgeliehen. Der Gesamtbestand dieser Lager beinhal-

128

6 Risikomanagement während des Ereignisses

tete vor dem Ereignis von 2002 die in Tabelle 6-2 aufgelisteten Hochwasserbekämpfungsmittel. Tabelle 6-2 Lagerbestand Landeshochwasserreserve Sachsen, August 2002, (LTV) Mobilsystem Quickdamm (15m bis 24m)

8

Stück

160

Stück

573.000

Stück

3.000.000

Stück

18

Stück

Beleuchtungssätze

6

Stück

Notstromaggregate

6

Stück

Schlauchboote

6

Stück

Bootsmotoren

6

Stück

Kompressoren mit Schlauchzubehör

3

Stück

34

Stück

Mobilsystem Aqua-Barrier (128 m) Sandsäcke, Jute Sandsäcke, PP-Bändchengewebe Sandsackbefüllgeräte

Sicherungsleinen (8m bis 30m) Tauchpumpen („C“)

9

Stück

Schläuche „C“ (20m)

90

Stück

Kunststoffplanen

60

Stück

Benzinmotorkettensägen

6

Stück

Freischneider

6

Stück

Handlampen

5

Stück

Teichfolie

6.000

m²

Vlies

6.000

m²

Schüttsteine

1.050

t

Während des Ereignisses sind die Lagerbestände nahezu aufgebraucht worden. Viele Hochwasserbekämpfungsmittel, wie z. B. Sandsäcke, Beleuchtungssätze, Vlies u.s.w waren nicht ausreichend vorhanden und mussten während der Hochwasserbekämpfung nachbeschafft werden. So sind z. B. Millionen von Sandsäcken, auch aus dem Ausland, per Hubschrauber eingeflogen worden. Schlussfolgerung 48: Von einer Institution verwaltete und über das Land verteilte Lager mit Hochwasserbekämpfungsmitteln sind sehr wichtig für deren schnelle Verfügbarkeit. Die Zusammensetzung der Lagerbestände muss den Gegebenheiten des Gebietes entsprechen.

6.4 Stauanlagen

129

6.4 Stauanlagen 6.4.1 Allgemeines Entsprechend 6.2.3 bestand eine weitere Aufgabe in der Phase der Hochwasserbewältigung in der Sicherstellung des Talsperren- und sonstigen Stauanlagenbetriebes einschließlich der Gefahrenabwehr. Da es sich bei den Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken um komplexere technische Anlagen handelt sollen die Betriebs-, Steuerungs- und Überwachungshandlungen getrennt nach den Schwerpunkten Wassermengenbewirtschaftung, Wassergütebewirtschaftung und Bauwerksüberwachung erläutert werden. Die Bewirtschaftung und der Betrieb der Sächsischen Stauanlagen erfolgte entsprechend den Ausführungen in Abschnitt 4.7 nach Bewirtschaftungs- und Betriebsplänen. Die Bewirtschaftungspläne regeln im Teil A den Normalbetrieb einer Stauanlage und im Teil B u. a. die Hochwassersteuerung und müssen durch die oberen Wasserbehörde genehmigt sein. Im Bild 6-13 ist die Struktur eines typischen Hochwassersteuerplanes an einer Sächsischen Talsperre dargestellt. In den Betriebsvorschriften zu den Stauanlagen sind auch die Handlungen zur Sicherstellung der gesetzlichen Vorgaben laut Hochwassernachrichtenverordnung (HWNDV) [106] und Hochwassermeldeordnung (HWMO) [108] geregelt. In den Betriebsplänen sind die Vorgaben der Bewirtschaftungspläne in die einzelnen Betriebshandlungen umgesetzt. Damit existierten zum Hochwasser anlagenkonkrete und im Vorfeld berechnete Steuerungsund Handlungsvorgaben zum sachgerechten Betrieb während eines Hochwasserereignisses.

Bild 6-13 Struktur eines Hochwassersteuerplanes an Sächsischen Talsperren [240]

130

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Schlussfolgerung 49: Die Existenz von Hochwassersteuerplänen ist für den sicheren Betrieb von Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken unabdingbar.

6.4.2 Wassermengenbewirtschaftung Zu Beginn des Hochwasserereignisses vom August 2002 stand der vollständige gewöhnliche Hochwasserrückhalteraum von 122,5 Mio. m³ in den Stauanlagen der LTV zur Verfügung. Im Folgenden soll anhand von drei Beispielen, stellvertretend für alle betroffenen Sächsischen Talsperren (TS), gezeigt werden, wie durch die sachgerechte Bewirtschaftung der Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken (HRB) die Hochwasserscheitel und -abflüsse verzögert und teilweise deutlich reduziert werden konnten. Im ersten Beispiel soll die gemeinsame Wirkung der TS Gottleuba mit den HRB Friedrichswalde-Ottendorf, Liebstadt, Buschbach und Mordgrundbach auf die Stadt Pirna dargestellt werden. Die Lage der TS und HRB sowie die dazugehörigen Einzugsgebiete sind im Bild 6-14 ersichtlich.

Bild 6-14 Einzugsgebiet der TS Gottleuba und von 4 Hochwasserrückhaltebecken

6.4 Stauanlagen

131

Die TS Gottleuba selbst besitzt ein oberirdisches Einzugsgebiet von 35,2 km². Am 11. August 2002 stand in der Talsperre ein gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum von ca. 2,4 Mio. m³ und in den vier Hochwasserrückhaltebecken von 6 Mio. m³ zur Verfügung. Der Gebietsniederschlag betrug am 12.08.2002 = 180 mm, im Zeitraum vom 11. bis 13.08.2002 = 230 mm. Auf Grund der sehr hohen Abflussfüllen konnte ein Überlauf der TS Gottleuba über die Hochwasserentlastungsanlage (HWE) nicht verhindert werden. An der im Unterlauf gelegenen Stadt Pirna trat, bedingt durch das in Betrieb gehen der HWE, ein zweiter Hochwasserscheitel auf, der die Höhe des ersten unbeeinflussten, natürlichen Scheitels aus dem Gottleubagebiet jedoch nicht erreichte. Insgesamt konnte durch die Stauanlagenwirkung der Hochwasserscheitel für Pirna von 405 m³/s auf 270 m³/s, d. h. um ca. 33 % reduziert werden (siehe Bild 6-15 und Bild 6-16). Talsperre Gottleuba Bewirtschaftung in der Zeit des Augusthochwassers 2002 50 45

Zufluss, Abgabe in m³/s

40 35 30 25 20 15 10 5 0 12.08.02 / 00:00

12.08.02 / 12:00

13.08.02 / 00:00

Zufluss zur Talsperre Gottleuba

13.08.02 / 12:00

14.08.02 / 00:00

14.08.02 / 12:00

Abfluss am Unterpegel der Talsperre Gottleuba

Bild 6-15 Bewirtschaftung der TS Gottleuba während Augusthochwasser 2002 (LTV)

Bild 6-16 Hochwasserabfluss der Gottleuba in Pirna während Augusthochwasser 2002 (LTV)

132

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Aus dem Bild 6-14 kann man sehr deutlich erkennen, dass durch die TS Gottleuba und die weiteren vier HRB nur für ca. die Hälfte des Einzugsgebietes der die Stadt Pirna betreffenden Elbzuflüsse eine Hochwasserrückhaltewirkung erzielt werden kann. Die Abflüsse im sogenannten Zwischeneinzugsgebiet (hellgraue Fläche zwischen TS und Ortslage) sind für das Hochwassergeschehen der jeweiligen Ortslage ebenfalls entscheidend. Am Beispiel der TS Eibenstock kann man sehr gut die Retentionswirkung von Stauanlagen veranschaulichen. Die Lage der TS und des Einzugsgebietes sind im Bild 6-17 dargestellt. Das oberirdische Einzugsgebiet der TS Eibenstock beträgt 199,8 km². Am 11. August 2002 stand ein gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum von 6,93 Mio. m³ zur Verfügung. Der Gebietsniederschlag betrug am 12.08.2002 = 119,2 mm, im Zeitraum vom 11. bis 13.08.2002 = 191,7 mm. Auch hier sprang aufgrund der sehr hohen Abflussfüllen die HWE an. Durch die Stauanlagenwirkung konnte der Hochwasserscheitel am Abflusspegel unterhalb der TS Eibenstock von 180,0 m³/s auf 55,4 m³/s, d. h. um ca. 69,2 % reduziert und um 13 Stunden verzögert werden (siehe Bild 6-18).

Bild 6-17 Einzugsgebiet der TS Eibenstock

6.4 Stauanlagen

133

180 170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

Zufluss des Augusthochwassers 2002

16.08.2002 00:00

15.08.2002 18:00

15.08.2002 12:00

15.08.2002 06:00

15.08.2002 00:00

14.08.2002 18:00

14.08.2002 12:00

14.08.2002 06:00

14.08.2002 00:00

13.08.2002 18:00

13.08.2002 12:00

13.08.2002 06:00

13.08.2002 00:00

12.08.2002 18:00

12.08.2002 12:00

12.08.2002 06:00

12.08.2002 00:00

11.08.2002 18:00

Abgabe im Zeitraum des Augusthochwassers 2002 11.08.2002 12:00

Zufluss und Abgabe in m³/s

Bewirtschaftung der Talsperre Eibenstock, mit 74,65 Mio. m³ Stauraum größte Talsperre in Sachsen, in der Zeit des Augusthochwassers 2002

Bild 6-18 Bewirtschaftung der TS Eibenstock während Augusthochwasser 2002 (LTV)

Das dritte Beispiel der Talsperren Malter, Lehnmühle und Klingenberg verdeutlicht, dass auch Stauanlagen mit relativ kleinen Hochwasserrückhalteräumen eine positive Retentionswirkung entfalten. Gleichzeitig wird aber auch deutlich, dass die hochwasserreduzierende und -verzögernde Wirkung von Talsperren begrenzt ist und mit zunehmender Zwischeneinzugsgebietsgröße abnimmt. Die Einzugsgebiete und die Lage der Talsperren sind im Bild 6-19 zu sehen. Die TS Malter an der Roten Weißeritz hat ein oberirdisches Einzugsgebiet von 104,6 km². Die Talsperren Lehnmühle und Klingenberg liegen kurz hintereinander an der Wilden Weißeritz und werden im Verbund bewirtschaftet. Deren gemeinsames Einzugsgebiet beträgt 149,4 km². Am 11. August 2002 standen in der TS Malter ein gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum von ca. 2,4 Mio. m³ und im Talsperrensystem Lehnmühle/Klingenberg 6,08 Mio. m³ zur Verfügung. Der Gebietsniederschlag betrug am 12.08.2002 = 218,0 mm an der TS Malter und 280,6 mm an der TS Klingenberg, im Zeitraum vom 11. bis 13.08.2002 = 249,9 mm an der TS Malter und 313,6 mm an der TS Klingenberg. Bei allen drei Stauanlagen gingen die HWE in Betrieb, weil die Zuflussmenge ein Vielfaches der Hochwasserschutzräume und sogar der Stauräume betrug. Durch die Stauanlagenwirkung konnte die Überlagerung der Hochwasserscheitel der Roten und der Wilden Weißeritz in Freital verhindert werden. Die Scheitel konnten unterhalb der TS Klingenberg um 3 % reduziert und um 2,5 Stunden verzögert werden. Für Dresden war damit immerhin noch eine Reduzierung des Hochwasserscheitels von 500 m³/s auf 370 m³/s, d. h. um ca. 26 % und eine Verzögerung um ca. 12 Stunden möglich (siehe Bild 6-20).

134

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Bild 6-19 Einzugsgebiet der TS Malter, TS Lehnmühle und TS Klingenberg

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch die sachgerechte Wassermengenbewirtschaftung der Talsperren und HRB die Hochwasserscheitel reduziert und verzögert werden konnten, was zu geringeren Beanspruchungen und Schäden unterhalb der Stauanlagen und zu längeren Reaktionszeiten für den Katastrophenschutz geführt hat. Durch die Sächsischen Stauanlagen konnten während des Hochwassers über 80 Millionen m³ Wasser zurück gehalten werden. Schlussfolgerung 50: Auch Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken können nur bis zu einem definierten Schutzziel vor Hochwasser schützen. Es verbleibt immer ein Hochwasserrisiko gegenüber Ereignissen, die größer als das Bemessungsereignis sind.

6.4 Stauanlagen

135

Bild 6-20 Hochwasserrückhaltewirkung der Weißeritztalsperren während Augusthochwasser 2002 in Freital (LTV)

Schlussfolgerung 51: Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken bewirken durch ihre immer vorhandene Retentionswirkung eine Reduzierung und Verzögerung von Hochwasserdurchflüssen und -scheiteln unterhalb der Sperrstelle. Die Größe der Retentionswirkung ist vom Niederschlagsereignis, der Einzugsgebietsgröße und dem Hochwasserrückhalteraum abhängig. Die Retentionswirkung verhält sich gegenläufig zur Ereignisgröße und kann demzufolge bei Extremereignissen sehr klein sein. Die Schutzwirkung auf unterhalb der Stauanlage liegende Ortschaften ist neben den eben genannten Randbedingungen stark von der Größe des Zwischeneinzugsgebietes abhängig.

6.4.3 Wassergütebewirtschaftung Die Bewirtschaftung einer TS, insbesondere auch aus Wassergütesicht, ist von deren Nutzungen, wie z. B. Hochwasserschutz, Rohwasserbereitstellung für Trinkwasser, Brauchwasserbereitstellung, Niedrigwasseraufhöhung, Energie, abhängig. Viele Sächsische Talsperren wer-

136

6 Risikomanagement während des Ereignisses

den multifunktional genutzt. Es werden über 40 % der Sächsischen Bevölkerung mit Trinkwasser aus Talsperren versorgt. Im Abschnitt 4.7 wurde schon dargestellt, dass der Hochwasserrückhalt und die Rohwasserbereitstellung für Trinkwasser konkurrierende Nutzungen darstellen. Dennoch müssen beide Aufgaben, gerade in einer Extremsituation wie im August 2002, sichergestellt werden. Durch das Hochwasserereignis sind immense Trübstofffrachten in die Wasserkörper eingetragen worden, die auf Grund ihrer relativ hohen Temperaturen das Epilimnion verdrängten und sich dort eingeschichtet hatten. Bei der Steuerung der Talsperren, z. B. bei der Entlastung der Hochwasserschutzräume über die Grundablässe, musste darauf geachtet werden, dass keine zu große Gütebeeinträchtigung der bis dahin unbeeinflussten Tiefenwasserschichten auftrat, damit diese zur weiteren Trinkwasserversorgung genutzt werden konnten. Die folgenden zwei teilweise aus [248] entnommenen Beispiele sollen stellvertretend für alle weiteren 10 betroffenen Sächsischen Trinkwassertalsperren zeigen, mit welcher Sorgfalt und Sensibilität die Stauanlagen auch aus Wassergütesicht gesteuert werden mussten, damit die Trinkwasserversorgung für einen großen Teil der Sächsischen Bevölkerung sicher gestellt werden konnte. Zuerst soll am Beispiel der im Verbund bewirtschafteten TS Lehnmühle und TS Klingenberg deren Bedeutung für die Wasserversorgung der Landeshauptstadt Dresden gezeigt werden. Normalerweise wird die Dresdner Bevölkerung (ca. 500.000 Einwohner) mit Trinkwasser aus drei Wasserwerken versorgt. Die Wasserwerke Hosterwitz und Tolkewitz liegen im Überschwemmungsgebiet der Elbe und mussten durch den unter 5.2 geschilderten historischen Höchststand der Elbe vom 15. August 2002 bis 11.09.2002 (Tolkewitz) bzw. bis 23.01.2003 (Hosterwitz) außer Betrieb genommen werden. Nun blieb für die Versorgung nur noch das Wasserwerk Coschütz übrig, welches sein Rohwasser über einen Überleitungsstollen aus der TS Klingenberg bezieht. Dort hatten die Schmutzstofffrachten sich als obere, ca. 10 m mächtige Schicht im Wasserkörper eingeschichtet und begannen sich langsam in tiefere Schichten auszubreiten (siehe Bild 6-21). Um an den unteren Entnahmehorizonten ein für das Wasserwerk Coschütz verarbeitbares Rohwasser bereitstellen zu können, ist die Abgabe aus der TS Lehnmühle in die TS Klingenberg mehrfach verändert worden. Dabei wurde kaltes Tiefenwasser abgegeben, was sich in der TS Klingenberg im Tiefenbereich einschichtete und die Trübungseinbrüche quasi verdünnte. Letztendlich sind beide Talsperren so gesteuert worden, dass immer das Wasser mit der besten im Stauraum der TS Klingenberg verfügbaren Qualität an das Wasserwerk Coschütz geliefert werden konnte. Die Sicherstellung der Trinkwasserversorgung nach den hohen Anforderungen der in Deutschland geltenden Trinkwasserverordnung [37] von über einer halben Million Menschen im Raum Dresden während und nach der Phase des Katastrophenalarms war nur durch die ständige Abstimmung zwischen dem Wasserwerks- und Talsperrenbetreiber im Hinblick auf eine optimale Gütesteuerung möglich. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass ca. zwei Wochen lang über eine Leitung eine zusätzliche Wassermenge aus einem anderen Versorgungsgebiet aus dem Wasserwerk Gottleuba (Rohwasser aus TS Gottleuba) in das Dresdner Trinkwassernetz eingespeist worden ist.

6.4 Stauanlagen

137

Bild 6-21 Tiefenprofil Trübung TS Klingenberg im August 2002 (LTV)

Beim zweiten Beispiel handelt es sich um die Rohwasserversorgung aus der TS Eibenstock, mit der die Trinkwasserversorgung von ca. 700.000 Einwohnern sichergestellt wird. Auch hier hatte es enorme Trübstofffrachten gegeben, die sich entsprechend ihrer Temperatur im Stauraum der TS Eibenstock eingeschichtet hatten. Hier musste durch den Stauanlagenbetreiber LTV eine Risikoentscheidung getroffen werden. Die zwei Alternativen waren entweder eine sofortige Entlastung des voll eingestauten Hochwasserrückhalteraumes über die Grundablässe als Vorbeugung gegenüber einer zweiten Hochwasserwelle oder das Schließen der Grundablässe, um eine Vermischung des stark trübstoffbelasteten Wassers mit dem für die Trinkwasserversorgung wichtigen Rohwassers im Hypolimnion zu verhindern. Die Entscheidung ist zu Gunsten der Trinkwasserversorgung getroffen worden. Es ist noch versucht worden mit Schläuchen aus dem Epilimnion eine Entlastung des Hochwasserrückhalteraumes herbeizuführen, was aber aufgrund der geringen Durchflussmengen keinen nennenswerten Effekt hatte. Die getroffene Risikoentscheidung zugunsten der Trinkwasserversorgung war richtig, weil ein Wasserwerk der Stadt Zwickau, das Uferfiltrat der Zwickauer Mulde fördert, auch auf Grund des Hochwassers vom August 2002 außer Betrieb genommen werden musste. Für diese Zeit konnte die Trinkwasserversorgung durch zusätzliche Abgaben aus der TS Eibenstock sichergestellt werden. Um die Wassergütebewirtschaftung und -steuerung der Stauanlagen optimal und situationsgerecht durchführen zu können, muss das Messprogramm zur Überwachung der Rohwasserqualität in enger Abstimmung mit dem Wasserwerksbetreiber an die aktuellen Gegebenheiten (Verdichtung, Modifizierung) angepasst werden.

138

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Schlussfolgerung 52: Die güte- und mengenmäßige Absicherung der Rohwasserbereitstellung aus Trinkwassertalsperren ist gerade in Krisensituationen, wie z. B. bei Hochwasserereignissen, für die Trinkwasserversorgung der Bevölkerung enorm wichtig, weil z. B. Uferfiltrat verarbeitende Wasserwerke durch ihre gewässernahe Lage längerfristig ausfallen können und damit ein höherer Bedarf an Talsperrenwasser bestehen kann. Dazu bedarf es einer sehr sorgfältigen und sensiblen Wassermengen- und Wassergütebewirtschaftung der Talsperren, damit die durch das Hochwasser zugeführten Trüb- und Schmutzstofffrachten die Rohwasserqualität nicht zu stark beeinträchtigen. Schlussfolgerung 53: Zur Verbesserung der Wassergütesteuerung an Trinkwassertalsperren bei Hochwasserereignissen sind neben den Grundablässen weitere Entlastungsanlagen sehr vorteilhaft. Ohne zusätzliche Entlastungsanlagen muss der Stauanlagenbetreiber eine Risikoentscheidung zwischen schneller Entlastung des eingestauten Hochwasserrückhalteraumes über die Grundablässe oder langsamer Entlastung zur Sicherung der Rohwassergüte und damit Trinkwasserversorgung treffen.

6.4.4 Betriebs- und Bauwerksüberwachung Wichtige Bestandteile der Betriebs- und Sicherheitsüberwachung von Stauanlagen sind die visuellen Kontrollen und die messtechnischen Überwachungen. Diese Kontrollen und Messungen werden nach entsprechend festgelegten Programmen durchgeführt und dokumentiert. Im Hochwasserfall sind entweder zusätzliche Kontrollen und Messungen oder eine höhere Messdichte erforderlich, um die Anlage einerseits richtig steuern und andererseits eventuell entstehende Gefährdungen rechtzeitig erkennen zu können. Während des Ereignisses waren insbesondere folgende Mess-, Kontroll- und Meldedienste abzusichern: ¾ ausgewählte Betriebs- und Überwachungshandlungen während Hochwasser 2002: x Beobachtung und Messung der Zu- und Abflüsse x Kontrolle des unmittelbaren Einzugsgebietes x visuelle Bauwerkskontrollen x verstärkte messtechnische Überwachung (z. B. Sickerwasser, Deformationen, Trübungen, …) x Wassermengenbewirtschaftung und -steuerung x Wassergütebewirtschaftung und -steuerung x umfangreiche Meldungen an die Talsperrenmeldezentrale und Andere x Alarmierung und Information der Unterlieger x weitere Betriebs- und Steuerungshandlungen entsprechend Hochwassersteuerplan x Gefahrenabwehr

6.4 Stauanlagen

139

Aus der Aufzählung der vorzunehmenden auch zusätzlichen Handlungen des Staupersonales wird deutlich, dass im Hochwasserfall der Arbeitsaufwand sprunghaft ansteigt und damit das vorhandene Personal gegebenenfalls nicht ausreicht. Am Beispiel der TS Malter soll die Situation veranschaulicht werden. Die TS Malter, die Vorsperre Malter und das HRB Reinhardtsgrimma werden von einem Staumeister und zwei Stauwarten betreut, die im jährlichen Normalbetrieb ausgelastet sind. An arbeitsfreien Tagen ist täglich mindestens für eine Stunde eine Arbeitskraft für Überwachungshandlungen vor Ort. Außerhalb der Dienstzeiten besteht Rufbereitschaft. Während des Augusthochwassers 2002 musste ein Stauwart zum HRB Reinhardtsgrimma zu verstärkten Kontrolltätigkeiten abgestellt werden, weil am rechten Dammfuß Durchnässungen festgestellt worden waren. Damit war eine Arbeitskraft dort gebunden. Von den anderen beiden Arbeitskräften musste eine Person für den Melde-, Alarm- und Notdienst die Stauanlage besetzt halten und die andere Person musste die Mess- und Kontrollhandlungen an der Haupt- und Vorsperre und im unmittelbaren Einzugsgebiet durchführen. Damit waren alle drei Arbeitskräfte rund um die Uhr gebunden. Da dieser Zustand auf Dauer nicht tragbar war, ist nach 24 Stunden eine Innendienstarbeitskraft zur Sicherstellung des nächtlichen Telefondienstes eingesetzt worden. Weiterhin sind zwei technische Mitarbeiter der LTV-Zentrale zur Absicherung der dauerhaften Kontrolle und zur Koordinierung der Sicherung des Dammfusses mit Vlies und ca. 1.000 Sandsäcken des HRB Reinhardtsgrimma zum Einsatz gebracht worden. Der sprunghafte Anstieg des Arbeitsaufwandes soll an den in Tabelle 6-3 dargestellten Tätigkeiten verdeutlicht werden. Tabelle 6-3 Beispiele für erhöhten Arbeitsaufwand bei Hochwasserbetrieb an TS Malter Tätigkeit

Normalbetrieb

Augusthochwasser 2002

Meldung von Bewirtschaftungsdaten

1 x täglich

stündlich

hydrolog. u. meteorolog. Messungen

1 x täglich

stündlich

Kontrollbegehung Absperrbauwerk

1 x täglich

mehrmals täglich

Kontrolle der Zu- und Ablaufpegel

1 x wöchentlich

mehrmals täglich

Kontrolle des Einzugsgebietes

1 x monatlich

mehrmals täglich

Bürger- und Presseanfragen

sporadisch

sehr viele

Die Kommunikation des Staupersonals und der zusätzlichen Arbeitskräfte untereinander sowie mit den Einsatzzentralen war aufgrund des Stromausfalles wesentlich erschwert. Die sicherste Telefonverbindung stellte das an der TS Malter verfügbare analoge Telefon dar. Mobilfunkverbindungen waren wegen Netzüberlastung und teilweisen Stromausfällen an den Verteilerzentralen ebenfalls nur zeitweise verfügbar. Schlussfolgerung 54: Der Arbeitsaufwand für Mess-, Kontroll- und Meldedienste im Rahmen des Hochwasserbetriebes von Talsperren steigt bei Extremereignissen sprunghaft an und kann oft nur durch Zuführung von geschultem Personal abgedeckt werden.

140

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Schlussfolgerung 55: Sichere Kommunikationswege sind insbesondere im Hochwasserfall sehr wichtig. Analoge Telefonie oder sichere Notstromversorgung sind erprobte Alternativen.

6.5 Öffentlichkeits- und Pressearbeit In allen drei Ebenen der Katastrophenschutzbehörden und auch in den anderen in 6.2 erwähnten Institutionen war eine aktive Öffentlichkeits- und Pressearbeit erforderlich. So hatte z. B. der Stabsbereich 5 (siehe Bild 6-1) der obersten Katastrophenschutzbehörde ein Bürgertelefon eingerichtet. Hier waren 35 Mitarbeiter vom 14.08.2002 bis 22.08.2002 rund um die Uhr und später mit etwas kürzeren Servicezeiten im Einsatz und haben über 8.000 Telefonate entgegengenommen. Der Krisenstab der obersten Katastrophenschutzbehörde hatte zudem den Journalisten die Teilnahme an den mehrmals täglich stattfindenden Krisenstabssitzungen eingeräumt. Zusätzlich fanden mindestens einmal täglich Pressekonferenzen statt, an denen u. a. auch ein Vertreter des Lagezentrums Wasser des SMUL sowie die Leiter der Krisenstäbe der LTV und des LfUG teilnahmen. Des Weiteren erstellte der Krisenstab während der Hochwasserkatastrophe regelmäßig „Eilmeldungen“, die an alle Hörfunk- und Fernsehsender im Großraum Dresden mit der Aufforderung der schnellstmöglichen Sendung weitergegeben worden sind. Ferner sind durch Mitarbeiter aller Krisenstäbe viele Interviews gegeben worden. Trotz dieser vielen Öffentlichkeits- und Presseaktivitäten der Katastrophenschutz- und Wasserbehörden sowie der LTV und des LfUG, in denen objektive Sachinformationen übermittelt worden sind, war bei der Medienberichterstattung und insbesondere bei den Fernsehsendern der Hang zum Sensationsjournalismus zu verzeichnen. Eine Medien-Tenor Untersuchung [192] ergab, dass z. B. am 16.08.2002 in Fernsehnachrichtensendungen noch Bilder über die aus dem Dresdner Hauptbahnhof herauslaufende Weißeritz gesendet worden sind, obwohl bereits am Abend des 13.08.2002 die Hochwasserwelle der Weißeritz den Hauptbahnhof passiert hatte und dort „nur“ noch die Nachwirkungen, wie z. B. Schlammablagerungen, Wasserschäden usw., vorhanden waren. Eine vom LfUG beauftragte Studie [66] hat ergeben, dass die Unterschiede zwischen der Wirklichkeit und der Medienberichterstattung es den Betroffenen schwer machte, die momentane Lage richtig einzuschätzen. In der Studie sind u. a. die Inhalte der Flutberichterstattung analysiert worden. Da das Medium Radio in der Katastrophensituation am besten verfügbar war (Printmedien nicht verteilbar, Fernsehen gebietsweise nicht möglich) sind in der oben genannten Studie vom stärksten regionalen Radiosender MDR1 Radio Sachsen 821 Berichterstattungen ausgewertet worden. Aus dem Bild 6-22 kann man entnehmen, dass sich über zwei Drittel der Sendungen inhaltlich mit der Situationsberichterstattung beschäftigten und die Übermittlung von Sachinformationen wie Pegelständen und Warnungen einen wesentlich geringeren Raum einnahmen.

6.5 Öffentlichkeits- und Pressearbeit

141

Die folgenden Abbildungen sollen einen kleinen Eindruck über die Medienberichte vermitteln.

Bild 6-22 Blickwinkel der Medienberichterstattung [66]

Die Medienberichte zu den oben genannten Inhalten waren nur bei einem Drittel neutral und damit wertungsfrei. Zwei Dritteln der Inhalte sind mit den im Bild 6-23 gezeigten Tenoren behaftet gewesen und waren damit für den Nachrichtenempfänger schwerer wert- und damit auch verwendbar.

Bild 6-23 Tenor der Medienberichterstattung [66]

Ein deutliches Zeichen in Richtung Sensationsberichterstattung war, dass über ein Drittel aller Beiträge (siehe Bild 6-24) dramatisiert war und es damit für den Nachrichtenempfänger äußerst schwierig war, sich ein realistisches Bild von der aktuellen Situation zu machen.

142

6 Risikomanagement während des Ereignisses

Bild 6-24 Dramatisierung der Medienberichterstattung [66]

Aus ingenieurmäßiger Betrachtung völlig unverständlich ist, dass nur ein Fünftel aller Berichtsinhalte sich auf eigene regionale Recherchen und nur 2 % auf Angaben der zuständigen Behörden stützten (siehe Bild 6-25). Damit basierte der größte Teil der verbreiteten Informationen aus externen Quellen, deren Aktualität und Gehalt in der Regel keiner Prüfung unterzogen worden sind.

Bild 6-25 Grundlagen der Medienberichterstattung [66]

Wozu eine solche aus den verschiedensten zufälligen Quellen stammende Berichterstattung führen kann, verdeutlicht am Beispiel der aktuellen Pegelmeldungen das Bild 6-26. Nur 7 % der vom MDR gemeldeten Pegelwerte der Elbe stimmten mit den amtlichen Angaben des LfUG überein.

6.5 Öffentlichkeits- und Pressearbeit

143

Bild 6-26 Übereinstimmung der Pegelangaben von LfUG und MDR1 Radio Sachsen [66]

Noch dramatischer für den Informationsempfänger sind Falschmeldungen. So vermeldeten z. B. im Laufe des 14.08.2002 die regionalen Radiosender, dass die TS Malter gebrochen sei. Der Krisenstab der LTV erfuhr diese Nachricht aus den Medien und konnte binnen 15 Minuten klären, dass dies eine Falschmeldung war. Aus den hier aufgeführten Beispielen wird deutlich, dass der Freistaat Sachsen sein im § 14 des Staatsvertrages über den Mitteldeutschen Rundfunk verbrieftes Recht [105] auf eigene Sendezeiten im Katastrophenfall wahr nehmen sollte und die Informationsübermittlung nicht nur den Medien überlassen kann. Offensichtlich kann nur über eigene Sendezeiten im Katastrophenfall durch geschulte Mitarbeiter eine versachlichte Informationsbereitstellung für die Betroffenen sicher gestellt werden. Schlussfolgerung 56: Eigene Sendezeiten durch geschulte Mitarbeiter der zuständigen Katastrophenschutzbehörden stellen im Katastrophenfall eine versachlichte, objektive Informationsbereitstellung für die Betroffenen sicher. Die alleinige Berichterstattung durch die Medien führt zu Dramatisierungen, zu Informationswertungen, zu ungenauen Situationsbeschreibungen und gegebenenfalls zu Falschmeldungen, so dass die Informationsempfänger sich kein genaues Lagebild machen können. Schlussfolgerung 57: Für ausgewählte Informationsinhalte, wie z. B. Warnungen, sollte das „Single Voice“ – Prinzip angewendet werden. Nur so kann sichergestellt werden, dass die bestverfügbare Information schnellstmöglich den Empfänger erreicht.

7

Schäden und Sofortmaßnahmen

7.1 Allgemeines In diesem Kapitel werden ausgewählte Sachverhalte zu den im August 2002 aufgetretenen Schäden beschrieben. Dabei wird insbesondere am Beispiel des Freistaates Sachsen auf die Erfassung der Schäden an den wasserwirtschaftlichen Anlagen und auf die Sofortmaßnahmen an den Fließgewässern, Deichen und Stauanlagen eingegangen. Entsprechend dem unter 2 erläuterten Kreislauf des Hochwasserrisikomanagements fallen die Inhalte dieser Ausführungen in die Phase der Hochwasserbewältigung.

7.2 Schäden Das Ereignis vom August 2002 war eine der schlimmsten Hochwasserkatastrophen in Mitteleuropa mit Schäden von ca. 18,5 Milliarden Euro [15]. Mit rund 9,2 Milliarden Euro entfiel fast die Hälfte der Hochwasserschäden auf Deutschland und hier wiederum befand sich der größte Teil der Schäden in Sachsen. Die Tabelle 7-1 und das Bild 7-1 zeigen die Verteilung der Schäden auf die Bundesländer und die Strukturbereiche innerhalb der Bundesrepublik Deutschland. Tabelle 7-1 Verteilung der Hochwasserschäden vom August 2002 in Deutschland [92] Verteilung der Schäden innerhalb der Bundesrepublik Deutschland Sachsen

6.196,0 Mio. €

Sachsen-Anhalt

1.029,3 Mio. €

Bayern

197,4 Mio. €

Niedersachsen

174,3 Mio. €

Brandenburg

144,7 Mio. €

Thüringen

49,0 Mio. €

Mecklenburg-Vorpommern

32,9 Mio. €

Schleswig-Holstein

4,2 Mio. €

Bund

1.352,7 Mio. €

Summe

9.180,5 Mio. €

146

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Bild 7-1 Verteilung der Hochwasserschäden der BR Deutschland von 2002 auf Strukturbereiche

Im Freistaat Sachsen waren im August 2002 ca. 2/3 der Sächsischen Gemeinden vom Hochwasser betroffen. Im Bild 7-2 ist das Schadensgebiet dargestellt. Die dort entstandenen Schäden von über 6 Milliarden Euro waren, wie im Bild 7-3 dargestellt, auf einzelne Strukturbereiche verteilt. So waren mit 36 % (Wohngebäude und Haushalte) privates Eigentum, mit 22,9 % die gewerblichen Unternehmen und mit 37,6 % die Infrastrukturen betroffen. In diesen Bilanzen sind verdeckte Schäden sowie Ertrags- und Umsatzeinbußen nicht enthalten, so dass man von noch höheren Schäden ausgehen muss. Beispielhaft soll die folgende Aufzählung das Schadensmaß verdeutlichen [93]: ¾ ca. 25.000 beschädigte Häuser (inklusive 400 Totalschäden) ¾ ca. 20.000 Schäden an den Gewässern und wasserwirtschaftlichen Anlagen ¾ ca. 740 km beschädigte oder zerstörte Straßen ¾ ca. 20 % des Sächsischen Schienennetzes beschädigt oder zerstört ¾ ca. 470 beschädigte oder zerstörte Brücken ¾ ca. 280 beschädigte soziale Einrichtungen ¾ ca. 10 % der Sächsischen Krankenhäuser evakuiert ¾ ca. 11,2 % der Sächsischen Schulen beschädigt ¾ über 115 Baudenkmäler beschädigt ¾ ca. 115 Mio. € Schaden an Sächsischen Kultureinrichtungen und Kulturstätten

7.2 Schäden

147

Bild 7-2 Schadensgebiet (dunkelgrau) Augusthochwasser 2002 im Freistaat Sachsen (LTV)

Bild 7-3 Verteilung der Hochwasserschäden in Sachsen von 2002 auf Strukturbereiche

148

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Die nachfolgenden in Bild 7-4 bis Bild 7-6 dargestellten Schäden sollen beispielhaft das katastrophale Schadensausmaß zeigen.

Bild 7-4 Rote Weißeritz, Gebäudeschaden in Schmiedeberg, Augusthochwasser 2002 (LTV)

Bild 7-5 Müglitz, Schaden an Bahnanlage in Bärenstein, Augusthochwasser 2002 (LTV)

7.2 Schäden

149

Bild 7-6 Müglitz, Schaden an Staatsstraße S 178, Augusthochwasser 2002 (LTV)

Bei der Verteilung der Hochwasserschäden kann man feststellen, dass in Übereinstimmung mit den Betrachtungen in Abschnitt 4.9 die gravierendsten Schäden in den Teileinzugsgebieten der Elbe und der Mulden lagen, in denen sich fast 75 % der hochwassergefährdeten Flächen von Sachsen befinden. Auch die Tatsache, dass die Schäden an den Gebäuden und bei den gewerblichen Unternehmen ca. 50 % der gesamten Hochwasserschäden in Sachsen ausmachen, entspricht den in 4.9 erläuterten Aufteilungen der Flächennutzungen in diesen Gebieten. Eine ausführliche Darstellung zu den nichtwasserwirtschaftlichen Schäden ist in [92] enthalten. Am Beispiel der weiter unten folgenden Aufzählung von Schäden an den Anlagen der Deutschen Bahn soll verdeutlicht werden, wie empfindlich auch die lebensnotwendigen Verkehrsinfrastrukturen betroffen sein können. Nur dem Hochwasserrisikomanagement der Bahn war es zu verdanken, dass trotz der enormen Schäden noch zeitweise das große Tanklager in Rhäsa bei Meißen beliefert werden konnte. Von diesem Tanklager wurde die gesamte Region um Dresden mit Treibstoffen versorgt. Schadensmaß der Bahnanlagen in Sachsen-Anhalt und vorrangig in Sachsen [50]: ¾ Gesamtschaden ca. 1,025 Milliarden Euro ¾ ca. 400 km Gleise ¾ ca. 130 km Bahndamm ¾ ca. 94 Bahnbrücken ¾ ca. 200 Bahnhöfe und Haltepunkte

150

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

¾ ca. 240 Weichen ¾ ca. 25 Stellwerke ¾ 12 Bahnfahrzeuge und 4 ICE Die Schadensangaben zu abgelaufenen Hochwasserereignissen lassen erkennen, dass schwerpunktmäßig über Gebäudeschäden sowie Schäden beim Gewerbe und den Verkehrsinfrastrukturen berichtet wird. Die Erhebung dieser Schadensinformationen ist von den verschiedensten Institutionen, wie z. B. den Infrastrukturträgern, den Versicherungen, der Sächsischen Aufbaubank und den Spenden verwaltenden Stellen unabhängig voneinander veranlasst worden. Durch ein vorbereitetes modular aufgebautes ressortübergreifendes Schadenserfassungssystem ließen sich alle Schadensinformationen effizienter und genauer bestimmen. Um im Nachgang bei der Auswertung von Hochwasserereignissen die Schadensinformationen zur Aufstellung von Schadensfunktionen und wissenschaftlichen Untersuchungen nutzen zu können, muss bei der Erhebung das Einverständnis der Betroffenen für diese wichtigen Aspekte mit eingeholt werden. Die Schäden an den Gewässern und wasserwirtschaftlichen Anlagen werden meist nicht extra ausgewiesen. Da im August 2002 an der wasserwirtschaftlichen Infrastruktur des Freistaates Sachsen Schäden in einer Höhe von weit über einer Milliarde Euro aufgetreten sind, wird dieser bedeutende Teil, der immerhin ca. 1/6 der Hochwasserschäden ausmacht, in den folgenden Abschnitten einer separaten Betrachtung unterzogen. Schlussfolgerung 58: Die Verteilung der Hochwasserschäden von 2002 auf die Regionen und Infrastrukturbereiche in Sachsen entspricht den Schadenspotenzialen der verschiedenen Nutzungen in den identifizierten hochwassergefährdeten Gebieten. Schlussfolgerung 59: Ein ressortübergreifendes modular aufgebautes Schadenserfassungssystem führt wesentlich effizienter zu genaueren Schadensinformationen. Für spätere wissenschaftliche Auswertungen oder die Bestimmung von Schadensfunktionen muss bei der Datenerhebung das Einverständnis der Betroffenen dafür mit eingeholt werden. Schlussfolgerung 60: Die bisher unterrepräsentierte Erfassung und Ausweisung von Hochwasserschäden an Gewässern und wasserwirtschaftlichen Anlagen muss verbessert werden, da an dieser Infrastruktur bedeutende Schäden auftreten können.

7.3 Schadenserfassung an Fließgewässern und Stauanlagen

151

7.3 Schadenserfassung an Fließgewässern und Stauanlagen 7.3.1 Ersterfassung Die Erfassung der enormen Schäden an den Gewässern und Stauanlagen in Sachsen stellte eine große Herausforderung für die LTV dar. Bereits einen Tag nach dem Hochwasserereignis hatten Ingenieure der LTV mit der Schadenserfassung begonnen. Mit Hilfe von topographischen Karten (TK 10, siehe Bild 7-8) und den in Bild 7-7 dargestellten einheitlich vorbereiteten Erfassungsbögen sind folgende Angaben erhoben worden: ¾ Lage der Schäden ¾ Art der Schäden ¾ Ausmaß der Schäden ¾ Fotodokumentation der Schäden

Bild 7-7 Schadenserhebung 2002 - Ersterfassungbogen (LTV)

152

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Bild 7-8 Kartenausschnitt Ersterhebung (Gewässer – Müglitz), (LTV)

Auch die Erstschadenserfassung an den großen Stauanlagen der LTV erfolgte durch eigenes erfahrenes Ingenieurpersonal und ist analog den Gewässerschäden dokumentiert worden.

7.3.2 Zweiterfassung mittels Datenbank Nach wenigen Tagen der Ersterfassung war das riesige Ausmaß der Schäden einigermaßen abschätzbar. Dabei wurde sehr schnell deutlich, dass die Schadenserfassung mit den Ersterfassungsbögen und das händische Eintragen in die topographischen Karten (TK 10) nicht ausreichend sind. Um parallel zu den in 7.5 und 7.7 beschriebenen Sofortmaßnahmen die Erfassung der rund 23.000 Schäden an den Gewässern und Stauanlagen durchführen zu können, ist die im Abschnitt 7.3.3 beschriebene Organisationsstruktur geschaffen worden. Aus Effizienz- und Kapazitätsgründen sind über 200 externe Ingenieure zum Einsatz gebracht worden. Grundlage für eine effektive Schadenserfassung war eine eigens dafür kurzfristig erstellte Web-basierte Datenbank. Diese Oracle-Datenbank besitzt ein Webinterface, das auf einem Microsoft Internet Information Server läuft (siehe Bild 7-9). Zur besseren Visualisierung wurde eine GIS-Anwendung per ArcIMS 9.2 bereitgestellt (siehe Bild 15-19). Über die Datenbank erfolgte eine Grundstrukturierung der Schadenserfassung. Passend zur Datenbank wurden die in Anlage 1 dargestellten Erfassungsbögen definiert, die als Feldformulare zum

7.3 Schadenserfassung an Fließgewässern und Stauanlagen

153

Einsatz kamen. Über entsprechende Vorgaben, wie z. B. maximal 100 m Schadenslänge innerorts oder maximal 500 m Schadenslänge außerorts, war sichergestellt, dass sachsenweit eine annähernd vergleichbare Erfassung der Schäden stattfinden konnte. Die Vorort-Aufnahme erfolgte GPS-gestützt, so dass alle Schäden für eine spätere Auswertung georeferenziert zur Verfügung standen. Nach jedem Erhebungstag sind die Daten der Erfassungsbögen per Internet in die Datenbank eingetragen worden. Bereits nach einer Woche Erfassung waren in der Datenbank über 8.000 von 22.973 Schäden in Lage, Art und Ausmaß erfasst und bewertet worden. Von den in der Schadensdatenbank der LTV erfassten Schäden befinden sich 11.617 Schäden an Fließgewässern I. Ordnung und 11.356 an den Gewässern II. Ordnung.

Bild 7-9 Hauptmenü Schadensdatenbank der LTV von 2002

Schlussfolgerung 61: Bei größeren Hochwasserereignissen mit vielen Schäden kann eine sinnvolle Schadenserfassung nur mittels einer Datenbank erfolgen, die dann auch von allen Schadenserfassern benutzt werden muss. Ein späteres Zusammenführen von Schadensinformationen aus mehreren Quellen führt zu Informationsverlusten und erheblichem Aufwand in der Weiterverarbeitung.

154

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

7.3.3 Einsatzstruktur Um die rund 23.000 Schäden an den Fließgewässern und Stauanlagen zeitnah erfassen zu können, bedurfte es einer effektiven Einsatzstruktur. Da zeitgleich mit der Schadenserfassung auch die unter 7.5 und 7.7 erläuterten Sofortmaßnahmen und anschließend die planmäßige Schadensbeseitigung durchzuführen waren, bildete die LTV noch während des Bestehens des unter 6.2.3 vorgestellten Krisenstabes die in Bild 7-10 dargestellten Wiederaufbaustäbe.

Wiederaufbaustab der LTV (Geschäftsleitungsebene)

Wiederaufbaustab

Wiederaufbaustab

Wiederaufbaustab

Wiederaufbaustab

Betrieb 1

Betrieb 2

Betrieb 3

Betrieb 4

(Betriebsleitungsebene)

(Betriebsleitungsebene)

(Betriebsleitungsebene)

(Betriebsleitungsebene)

Gesamtprojektsteuerer (Ingenieurbüro)

Gesamtprojektsteuerer

Gesamtprojektsteuerer

(Ingenieurbüro)

(Ingenieurbüro)

…

Gewässerverantwortlicher der LTV

…

…

Gewässerverantwortlicher der LTV

…

…

Gewässerverantwortlicher der LTV

Teilprojektsteuerer

Teilprojektsteuerer

Teilprojektsteuerer

(Ingenieurbüro)

(Ingenieurbüro)

(Ingenieurbüro)

…

…

Gewässerverantwortlicher der LTV

…

…

Ingenieurbüro

…

…

Ingenieurbüro

…

…

Ingenieurbüro

…

…

Ingenieurbüro

…

…

Baufirma

…

…

Baufirma

…

…

Baufirma

…

…

Baufirma

…

Bild 7-10 Einsatzstruktur der LTV nach Augusthochwasser 2002

7.3 Schadenserfassung an Fließgewässern und Stauanlagen

155

Der Wiederaufbaustab der gesamten LTV ist vom Geschäftsführer geleitet worden, dem die oberste und obere Wasserbehörde, ein Naturschutzbeirat und verschiedenste Fachleute aus dem eigenen Haus beratend zur Seite standen. Der Vorteil dieser Einsatzstruktur war, dass es in der Regel pro Fließgewässer einen festen Gewässerverantwortlichen gab, der für alle Belange an dem jeweiligen Gewässer der zentrale Ansprechpartner sowohl für Externe als auch in der LTV war. Bei längeren Gewässern wurden die Fließgewässer in mehrere Abschnitte mit je einem Gewässerverantwortlichen unterteilt, wobei hier die Verantwortlichkeitsgrenzen in der Regel identisch mit den Landkreisgrenzen waren. Damit die Gewässerverantwortlichen in den drei am meisten betroffenen Betrieben die umfangreichen Tätigkeiten koordinieren konnten, wurden sogenannte Teilprojektsteuerer (Ingenieurbüros) gebunden. Diese Teilprojektsteuerer koordinierten unter Anleitung der jeweiligen Gewässerverantwortlichen die Ingenieur- und Bauleistungen beim Schadenserfassungsprozess und dem Wiederaufbau des betreffenden Gewässers. Damit einerseits die Schadenserfassung und der Wiederaufbauprozess sinnvoll und nach einheitlichen Grundsätzen erfolgen und andererseits die umfangreichen Informationen und Fragestellungen der Gewässerverantwortlichen an die Leitungsebenen und auch in umgekehrter Richtung effektiv übermittelt werden konnten, wurde in jedem der drei am stärksten betroffenen Betriebe ein Gesamtprojektsteuerer gebunden, der den Wiederaufbaustab des jeweiligen Betriebes unterstützte und auch die Tätigkeiten der Teilprojektsteuerer kontrollierte. Über diese Strukturen war die LTV trotz des enormen Aufgabenzuwachses in der Lage, ihre Bauherrenfunktion wahr zu nehmen und die erforderlichen Prozesse zu steuern.

7.3.4 Systematik der erfassten Schäden In der Datenbank kann man die Schäden prinzipiell folgenden Objektkategorien zuordnen: ¾ Flusslauf ¾ Stauanlage ¾ Sonstige Bauwerke Die in Bild 7-11 dargestellte Auswertung der Datensätze zeigt, dass über 80 % der Schäden an den Fließgewässern selbst entstanden sind. 18 % der Schäden betreffen vorrangig Wasserbauwerke, wobei hier z. B. auch Betriebsbrücken und andere betroffene Bauwerke mit erfasst sind. Sehr positiv ist, dass an den Stauanlagen nur 0,7 % der Schäden aufgetreten sind. Die geringen Schäden an den Stauanlagen zeigen, dass die dort übliche Bauwerksüberwachung zu einem höheren Sicherheitsniveau beiträgt und somit auch in Extremsituationen weniger Schäden auftreten.

156

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Bild 7-11 Anzahl wasserwirtschaftlicher Schäden nach Objektkategorien, Sachsen 2002

Unter den eben genannten Objektkategorien sind folgende Schadensdaten in der Datenbank abgelegt: ¾ Details des aktuellen Datensatzes x Schadensereignis (hier Hochwasser August 2002) x Schadensnummer (Gewässerabschnittsnummer + Erfassungsbogennummer) x Betrieb der LTV x Spezieller Name (nähere Ortsbeschreibung) x Kartenblatt 1:10.000 (TK 10-Blatt-Nummer) x Landkreis x Gemeinde (laut Gemeindeschlüsselnummer) x Nummer WASA-Liste (nachträgl. Zusatzinformation zum Abgleich mit anderen Schadenserhebungen) ¾ Schadensposition x Hochwert x Rechtswert x Schaden in Fließrichtung (beidseitig, mittig, linksseitig, rechtsseitig) x Objektart (z. B. Böschung, Rückhaltebecken, Ufermauer, …)

7.3 Schadenserfassung an Fließgewässern und Stauanlagen

157

x Bauart (z. B. Naturstein, Beton, Holz, …) x Schädigungsgrad (leicht, mittel, schwer, total) x akute Gefahr (ja, nein) ¾ Rohbaumaße des Schadensbereiches x Länge in m x Höhe in m x Tiefe in m x Fläche in m² x Volumen in m³ x Kostenannahme (netto) in Euro ¾ Beschreibung/technischer Instandsetzungsvorschlag (verbale Beschreibung des Schadens mit Instandsetzungsvorschlag) ¾ Erfasser (Kontaktdaten des Schadenserfassers) ¾ Erfassungszeit (Datum und Uhrzeit der Ersterfassung) ¾ Änderung (Kontaktdaten, Datum und Uhrzeit von Änderungen) Der weitere Umgang mit der Datenbank hat gezeigt, dass zur besseren Auswertung der Schadensdaten und zur Nachverfolgung der Schadensbeseitigung Verbesserungen, wie z. B. weitere oder präzisere Informationen, notwendig sind. Ein Teil der Erkenntnisse war sofort umsetzbar, andere Nachbesserung hätten einen zu großen Aufwand bedeutet und sind dem im Nachgang geschaffenen Folgesystem vorbehalten geblieben. Siehe dazu auch die Ausführungen in 9.5.4. An der im Bild 15-20 dargestellten Beispielsdatensatzmaske kann man erkennen, dass als eine Verbesserung im Nachgang noch folgende Daten zur Nachverfolgung der Schadensabwicklung erfasst und genutzt worden sind: ¾ Schadensabwicklung x Behebung erforderlich (ja, nein) x Planung erforderlich (ja, nein) x zuständig für Schadensabwicklung (LTV, Kommune, Bahn, …) x Kostenkategorie (Kriterium für mögliche Finanzierungen) x Vorgangsbearbeitung begonnen durch (Ingenieurbüro, …) x Vorgangsbearbeitung begonnen am (Datum) x beauftragt mit Behebung (Baufirma, …) x Behebung beauftragt am (Datum) x beauftragt mit Baubegleitung (Ingenieurbüro, …) x Behebung abgeschlossen am (Datum)

158

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

x Kosten nach Fertigstellung (netto) in Euro x Vorgangsbearbeitung abgeschlossen am (Datum) ¾ Schadensdaten nach Behebung x Objektart (z. B. Böschung, Rückhaltebecken, Ufermauer, …) x Bauart (z. B. Naturstein, Beton, Spundwand, …) x Sofortmaßnahme erfolgt (ja, nein) ¾ neue Rohbaumaße des Schadensbereiches x Länge in m x Höhe in m x Tiefe in m x Fläche in m² x Volumen in m³ x Bemerkungen zur Schadensbeseitigung

7.3.5 Auswertungen zu den Schadensdaten Im Rahmen der Aufarbeitung des Hochwassers durch die LTV sind die Schadeninformationen einer ausführlichen Auswertung [247] unterzogen worden. In dem daraus entnommenen Bild 7-12 kann man erkennen, dass die meisten Schäden an Böschungen, Ufermauern und durch Fließhindernisse im Gewässer aufgetreten sind. Die Zahlen zeigen ebenso deutlich, dass die Umlagerungsprozesse (Erosion, Bodenabtrag, Sedimentation) von Boden eine entscheidende Rolle gespielt haben. Diese Angaben machen deutlich, dass man wie in Sachsen ebenfalls im Mittelgebirge bei Hochwasserereignissen neben den reinen Wasserabflüssen auch an andere entscheidende Prozesse, wie eben Verklausungen (Fließhindernisse) und Geschiebetransporte denken muss. Auch die mit Bild 7-11 schon getroffene Aussage, dass an den Stauanlagen (ohne Wehre) aufgrund der guten Bauwerksüberwachung sehr wenige Schäden aufgetreten sind, kann mit Bild 7-12 nochmals bestätigt werden.

Schlussfolgerung 62: Bei Hochwasserereignissen müssen neben den Abflussprozessen des Wassers alle maßgebenden Prozesse, wie z. B. Geschiebetransport, Verklausungen und andere berücksichtigt werden.

7.3 Schadenserfassung an Fließgewässern und Stauanlagen

Bild 7-12 Anzahl Schäden nach Objektarten, Augusthochwasser 2002 [247]

159

160

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Bild 7-13 Anzahl Schäden Gewässer I. Ordnung, Augusthochwasser 2002 [247]

7.3 Schadenserfassung an Fließgewässern und Stauanlagen

161

Bild 7-14 Anzahl Schäden in den Landkreisen, Augusthochwasser 2002 [247]

Aus Bild 7-13 und Bild 7-14 kann man im Zusammenhang mit Bild 15-16 mehrere Dinge feststellen: Die meisten Schäden bezogen auf die betroffene Gewässerlänge befinden sich in den Landkreisen und an den Gewässern, wo die höchsten Niederschläge zu verzeichnen waren, d. h. die Schadensanzahl korreliert mit der Niederschlagsintensität. Die Schäden an den Erzgebirgsflüssen sind wesentlich kleinteiliger als die Schäden an der Elbe oder der Mulde, d. h. die Schadensbilder durch dynamische Prozesse in den Mittelgebirgslagen unterscheiden sich von den Schadensbildern an den größeren Flüssen in den Tieflagen. Man erkennt an den Zahlen aber auch, dass die Vorgaben zur Schadenserfassung noch zu viel Spielraum der Interpretation für den Schadensaufnehmer ließen. So sind in vergleichbar betroffenen Gewässerabschnitten durch verschiedene Schadensaufnehmer unterschiedliche

162

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Schadensintensitäten subjektiv eingeschätzt worden. Deshalb ist das Schadenserfassungssystem der LTV im Sinne einer Objektivierung zu einem späteren Zeitpunkt verändert worden (siehe auch 9.5.4). Aus dem Bild 7-15 kann man entnehmen, dass sich ca. zwei Drittel der wasserwirtschaftlichen Schäden im ländlichen Raum und ca. ein Drittel im Verdichtungsraum befanden. Als Verdichtungsraum werden Gemeindeabschnitte mit mehr als 2.000 Einwohnern pro Quadratkilometer bezeichnet. Wenn man den im Bild 4-17 für Sachsen angegebenen Durchschnitt von 6,6 % Siedlungsfläche (ohne Verkehrsflächen) berücksichtigt, kann man erkennen, dass die Schadensdichte im Verdichtungsraum über 6-mal höher als im ländlichen Raum war. Hiermit sieht man deutlich, dass sich auch die wasserwirtschaftlichen Infrastrukturen in den dicht bebauten Gebieten konzentrieren und dort das Schadenspotenzial erhöhen.

Bild 7-15 Lage der wasserwirtschaftlichen Schäden, Augusthochwasser 2002

Der Schädigungsgrad der wasserwirtschaftlichen Anlagen ist entsprechend der erfassten Kriterien im Bild 7-16 dargestellt. Die wasserwirtschaftlichen Anlagen waren zu ca. je einem Drittel leicht, mittel oder schwer bis total geschädigt. Die Zuordnung der Schädigungsgrade geschah wie folgt: ¾ Zuordnung der Schädigungsgrade: x leicht

Æ

0 % bis 49 % Schädigung

x mittel

Æ

50 % bis 74 % Schädigung

x schwer Æ

75 % bis 89 % Schädigung

x total

90 % bis 100 % Schädigung = Totalschaden

Æ

7.3 Schadenserfassung an Fließgewässern und Stauanlagen

163

Die Bewertung der Schadenserfasser hatte ergeben, dass von ca. 16 % der Schäden eine akute Gefahr ausging, die sofort beseitigt werden musste.

Bild 7-16 Schädigungsgrad der wasserwirtschaftlichen Anlagen, August 2002

Die Auswertung der durch die LTV erfassten Schäden hat außerdem ergeben, dass es auch für erfahrene Wasserbauingenieure äußerst schwierig war, bei der Schadensaufnahme eine möglichst genaue monetäre Bewertung des Schadens abzugeben. Direkte Vergleiche von Schadensschätzungen mit tatsächlichen Instandsetzungskosten haben Abweichungen in beide Richtungen ergeben, wobei tendenziell eine Unterschätzung der Schäden zu verzeichnen war. Hier muss man fairerweise berücksichtigen, dass der Schadensaufnehmer aufgrund der wenig verfügbaren Zeit keine Möglichkeit für umfangreiche Untersuchungen hatte, sondern die Schadensaufnahme in teilweise schwer zugänglichem Gelände mit einfachen Mitteln erfolgen musste. Außerdem führten die in allen Bereichen eingetretenen Schäden zu einer Verknappung von Ressourcen und damit zu einem Anstieg der Baupreise. Da im Gelände die Zuständigkeiten für die Schäden nicht immer ersichtlich waren, sind durch die LTV auch Schäden Dritter mit erfasst worden. Von den 11.617 erfassten Schäden an den Gewässern I. Ordnung befanden sich 78,6 % in der Zuständigkeit der LTV. Die anderen erfassten Schäden kann man den im Bild 7-17 dargestellten Baulastträgern zuordnen.

164

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Bild 7-17 Schadenszuständigkeit an Gewässern I. Ordnung, August 2002

Schlussfolgerung 63: Für eine effektive Schadenserfassung mit einer guten Auswertemöglichkeit muss ein im Vorfeld gut überlegtes Erfassungssystem existieren, dass eindeutige Datenerhebungen mit wenig Interpretationsspielraum ermöglicht.

7.4 Schäden an den Fließgewässern und Deichen Für die Schäden an den Gewässern und Deichen sind unterschiedliche Prozesse verantwortlich. Für die Sächsischen Mittelgebirgsflüsse im Süden sind durch ihre meist engen und steilen Täler im Ober- und Unterlauf mit teilweise Wildbachcharakter die dynamischen Hochwasserprozesse (Sturzfluten) entscheidend. Für die Elbe und die untere Mulde sowie die Fließgewässer in den nördlichen Tiefländern sind die länger anhaltenden hohen Wasserstände und großflächigen Überschwemmungen maßgebend. Im Folgenden werden die wesentlichsten im August 2002 stattgefundenen schadensverursachenden Prozesse an den Fließgewässern und Deichen aufgezählt: ¾ schadensverursachende Prozesse oder Erscheinungen: x Ablagerungen im Gewässerbett x Ablagerungen neben Gewässerbett (Abfall, Gehölze, …) x Auskolkungen

7.4 Schäden an den Fließgewässern und Deichen

165

x Bodenabtrag neben dem Gewässer x Bodenverunreinigung x Böschungsabbrüche x Böschungsrutschungen x Dammbrüche x Deichbrüche x Durchbruch von Mäandern x Erosionen an Gewässersohle (Tiefenerosion) x Erosionen an Gewässerufern (Seitenerosion) x Erosionen neben dem Gewässer x Erosionen und Suffusionen an den Deichen x Geschiebetransporte und -ablagerungen x Gewässerbettverbreiterungen x Hangrutschungen x Materialausträge x Risse x Sedimentationen x Setzungen x Überströmungen x Verklausungen x Verwerfungen x wirksame Fließhindernisse x Zerstörungen (z. B. von Querbauwerken) Durch diese Prozesse traten in den unter 7.3 erwähnten Schädigungsgraden (leicht, mittel, schwer und total geschädigt) an den nachfolgend genannten vorrangig wasserwirtschaftlichen Infrastrukturen (ohne Stauanlagen) Schäden auf. ¾ leichte Beschädigung bis totale Zerstörung von: x Ausrüstungen

x Brückenpfeilern

x Bahnanlagen

x Brunnen

x Betriebseinrichtungen

x Deichen

x Betriebsgebäuden

x Deichscharten

x Böschungen

x Dükern

x Böschungssicherungen

x Durchlässen

166

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

x Faschinen und Gabionen

x Sohlgleiten und -rampen

x Fischaufstiegsanlagen

x Sohlschwellen

x Flutern

x Sohlsicherungen

x Gebäuden

x Stollen

x Gerinnen

x Straßen und Brücken

x Geschiebe- und Treibgutsperren

x Stützmauern

x Kanälen

x Überleitungen

x Kläranlagen

x Ufermauern

x Messeinrichtungen

x Ufern

x Mönchsbauwerken

x Verrohrungen

x Pegeln

x Wassergewinnungsanlagen

x Pump- und Schöpfwerken

x Wasserkraftanlagen

x Rechen

x Wasserwerken

x Röschen

x Wehren

x Sielen

x …

x Sohlabstürzen Von den ca. 650 km Deichen an den Gewässern I. Ordnung waren ungefähr 300 km direkt vom Augusthochwasser 2002 betroffen. Durch die extrem hohen Wasserstände sind insbesondere an der Mulde die Deiche überströmt worden. Allein an der Vereinigten Mulde kam es auf ca. 70 km zu Überströmungen der Deiche, die im Sächsischen Teil zu 95 Deichbrüchen führten [183]. Insgesamt mussten an den Gewässern I. Ordnung 134 Deichbrüche registriert werden, deren Lage im Bild 15-21 als Totalschaden ersichtlich ist. Untersuchungen an der Mulde [135], [183] haben gezeigt, dass die örtlichen Deichbrüche fast ausnahmslos in Deichabschnitten lagen, die einerseits die geringsten Sicherheiten gegenüber den Versagensmechanismen luftseitiger Aufbruch des Deckstauers, rückwärts schreitende Erosion und Erosionsgrundbruch hatten. Andererseits traten die Deichbrüche vor allem dort auf, wo durch Gewässerverengungen oder ihre Lage an Prallhängen zusätzliche hydrodynamische Kräfte wirkten, bei Querungen von Altarmen hydraulische Verbindungen zu Unterströmungen des Deiches führten oder Bewuchs zu Schwächungen und bevorzugten Sickerwegen im Deichkörper geführt hatten. In einem weiteren ausführlichen Bericht der TU Dresden [133] sind die 2002 aufgetretenen Deichbrüche an Elbe und Mulde nach mehreren Aspekten analysiert worden. Hier sollen die darin beschriebenen Hauptversagensursachen benannt werden:

7.4 Schäden an den Fließgewässern und Deichen

167

¾ Hauptversagensursachen an Sächsischen Deichen im August 2002 (nach [133]): x

70,0 %

äußere Erosion

x

3,5 %

innere Erosion

x

16,5 %

Stabilitätsversagen

x

10,0 %

Untergrundversagen

Auch diese Analyse bestätigt, dass mit ca. 70 % die Mehrheit der Deichbrüche auf die Erosionsprozesse infolge der Überströmungen zurückzuführen ist. Ein weiterer Teil der Untersuchung belegt, dass bei ca. zwei Drittel der versagten Deiche ein Totalbruch mit Kolk vorlag und dass bei dem restlichen Drittel die Hälfte der Deiche einen Totalbruch und die andere Hälfte einen Teilbruch erlitten hatte. An den wasserwirtschaftlichen Anlagen und hier insbesondere an den Deichen sind auch äußerlich nicht sichtbare (verdeckte, innere) Schäden aufgetreten, die bei nachfolgenden Hochwasserereignissen als Vorschädigung zu Tage traten und mit Notsicherungsmaßnahmen (siehe auch 7.5.3) bekämpft werden mussten. Um diese inneren Schädigungen zu erkennen, sind im Nachgang die in [16] erläuterten umfangreichen Deichzustandsanalysen durchgeführt worden. Schlussfolgerung 64: Deichbrüche traten bevorzugt an Deichabschnitten auf, die die geringsten Sicherheiten gegenüber luftseitigen Aufbruch des Deckstauers, rückwärts schreitende Erosion und Erosionsgrundbruch hatten und andererseits durch Gewässerverengungen oder ihrer Lage an Prallhängen zusätzlichen hydrodynamischen Kräften ausgesetzt waren, bei Querungen von Altarmen durch hydraulische Verbindungen unterströmt wurden oder durch Bewuchs im Querschnitt geschwächt und mit bevorzugten Sickerwegen belastet waren. Schlussfolgerung 65: Nach Hochwasserereignissen müssen die wasserwirtschaftlichen Anlagen und insbesondere die Deiche auch auf äußerlich nicht sichtbare (innere) Schäden untersucht und diese beseitigt werden. Unerkannte Schäden können bei nachfolgenden Ereignissen zu unerwarteten Problemen und Folgeschäden führen.

Die nachfolgenden Bilder (Bild 7-18 bis Bild 7-22) sollen eine Auswahl der verschiedenen Schadensarten illustrieren.

168

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Bild 7-18 Müglitz, Gewässerbettverbreiterung, Erosionen und Ablagerungen, Ortslage Weesenstein, August 2002 (LTV)

Bild 7-19 Müglitz, Verklausung an Brücke in Schlottwitz, August 2002 (LTV)

Bild 7-20 Müglitz, Geschiebeablagerung an Brücke oberhalb Schlottwitz, August 2002 (LTV)

7.4 Schäden an den Fließgewässern und Deichen

169

Bild 7-21 Mulde, Deichbruch bei Schmölen, August 2002 (LTV)

Bild 7-22 Mulde, Deichbruch infolge Durchwurzelung, August 2002 (LTV)

Die Überlastung und das Versagen der wasserwirtschaftlichen Anlagen selbst führte dann zu den unter 7.1 geschilderten Schäden z. B. an Gebäuden, Gewerbebetrieben, Landwirtschaftsbetrieben und anderen Infrastrukturen.

170

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

7.5 Sofortmaßnahmen an den Fließgewässern und Deichen 7.5.1 Allgemeines Die bisher gemachten Aussagen zu den Schäden an den Gewässern und Deichen zeigen deutlich, dass zum Teil akuter Handlungsbedarf bestand. Entsprechend den Ausführungen in 6.2.3 bestand eine Schwerpunktaufgabe während der Hochwasserbewältigung in der Sicherstellung des freien Abflusses in den Fließgewässern. Die dazu schwerpunktmäßig erforderlichen Handlungen sind bereits im Abschnitt 6.3 beschrieben worden. Hier sollen die parallel zu oder unmittelbar nach den Katastrophenschutzmaßnahmen durchgeführten Sofortmaßnahmen der Flussmeistereien der LTV kurz benannt werden.

7.5.2 Fließgewässer Die wesentlichste Aufgabe der Gefahrenabwehr bestand in der Schaffung einer entsprechenden Vorflut insbesondere bei den Fließgewässern des Erzgebirges. Dazu war es erforderlich, die Abflussquerschnitte der Gewässer wieder herzustellen und Abflusshindernisse zu beseitigen (siehe Bild 7-23 bis Bild 7-27). ¾ Schaffung der Vorflut durch: x Wiederherstellung von Abflussquerschnitten x Beseitigung von Abflusshindernissen ¾ Erforderliche Tätigkeiten: x Schaffung von provisorischen Zufahrten zum Gewässer x Beräumung von Geschiebe und Geröll aus dem Gewässerbett x Beräumung von Schwemmgut und Gehölzen aus dem Gewässerbett x bauliche Sicherung von beschädigten Ufer- und Sohlsicherungen oder anderer am Gewässer befindlichen Bauwerken

Bild 7-23 Müglitzabschnitt, vor Sofortberäumung, August 2002 (LTV)

7.5 Sofortmaßnahmen an den Fließgewässern und Deichen

171

Bild 7-24 Müglitzabschnitt, während (li.) und nach (re.) Sofortberäumung, August 2002 (LTV)

Um überhaupt an die geschädigten Gewässer zu gelangen, war es an vielen Stellen erforderlich, wie z. B. im Bild 7-24 dargestellt, provisorische Zufahrten herzustellen. Erst dann konnte durch schweres Gerät mit der Beräumung von Geschiebe, Geröll, Schwemmgut und Gehölzen begonnen werden. Während des Katastrophenalarms sind die Beräumungen vorrangig durch die Bundeswehr und das THW vorgenommen worden. Teilweise kamen sogar Räumpanzer zum Einsatz. Nach Beendigung des Katastrophenalarms sind diese Arbeiten sukzessive durch Baufirmen übernommen worden. Um das Ausmaß der Schäden zu vermindern, sind die Beräumungen erst in Ortslagen und an Gefahren auslösenden Stellen, wie z. B. Brücken und Wehren, und dann nach den Priorisierungen in der Schadensdatenbank durchgeführt worden. Die Verklausungen waren teilweise bis zu 15 Meter lang und mehrere Meter dick (siehe Bild 7-26 und Bild 7-27). Das beräumte Material ist erst einmal zu Sammelplätzen gebracht und in einem weiteren Schritt sachgerecht entsorgt worden.

Bild 7-25 Müglitz, Versetzung einer Brücke vor und nach Beräumung, August 2002 (LTV)

172

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Bild 7-26 Müglitz, Verklausung oberhalb Glashütte, August 2002 (LTV)

Bild 7-27 Müglitz, Verklausung eines Wehres vor und nach Beräumung, August 2002 (LTV)

Bei der Umsetzung dieser Tätigkeiten waren der Fachverstand und die wasserwirtschaftlichen Ortskenntnisse der Flussmeistereien sehr wichtig. Nur mit diesem Wissen war es möglich, die Einsatz- und Hilfskräfte sachgerecht einzuweisen und zu koordinieren und die Betroffenen auch fachlich beraten zu können. Um das wasserwirtschaftliche Wissen gepaart mit den Ortskenntnissen effektiv zur Anwendung zu bringen, hatte die LTV kurzfristig die unter 7.3.3 beschriebene Struktur geschaffen und Gewässerverantwortliche benannt. In dieser Phase zeigte sich sehr deutlich, dass der vor dem Hochwasser bestehende Trend der Personalreduzierung in den Flussmeistereien während und unmittelbar nach dem Hochwasser zu Engpässen von ortskundigem wasserwirtschaftlichen Fachpersonal führte. Entsprechend dieser Erkenntnis und in Auswertung des Kirchbachberichtes [163] sind neue Flussmeistereien gefordert und letztendlich auch installiert worden.

7.5 Sofortmaßnahmen an den Fließgewässern und Deichen

173

Für die später durchzuführende Ereignisanalyse war es schwierig, die Umlagerungsprozesse und Geschiebeablagerungen zu quantifizieren, weil die durch die Bundeswehr und das THW beräumten Kubaturen nicht so genau wie auf den Transportscheinen der im Einsatz befindlichen Baufirmen und Transportunternehmen dokumentiert waren. Die sofortige Beräumung der abflusswirksamen Gewässerbereiche, die aufgrund der während des Hochwassers statt gefundenen enormen Massenumlagerungen ca. drei Monate in Anspruch nahm, führte gerade in den Mittelgebirgen zu kargen sehr steinigen Uferbereichen (siehe auch Bild 7-24). Der LTV wurde in dieser Phase von den Medien vorgeworfen, sie würde völlig naturfremde „Flutautobahnen“ bauen. Wie wichtig und richtig die Sofortberäumung war, zeigte sich zum Jahreswechsel 2002/2003. Da gab es nämlich in vielen Bereichen des Schadensgebietes ein weiteres, kleineres Hochwasserereignis, welches nur infolge der freien Fließquerschnitte schadlos abfließen konnte und an den noch geschädigten Infrastrukturen zu keiner Schadensvergrößerung oder zu Folgeschäden führte. Im Zuge der planmäßigen nachhaltigen Schadensbeseitigung sind die Fließgewässer und deren Uferbereiche in einen optisch und naturschutzfachlich geeigneten Zustand versetzt worden. Schlussfolgerung 66: Bei vielen Tätigkeiten während und nach Hochwasserereignissen sind der Fachverstand und die wasserwirtschaftlichen Ortskenntnisse von ausreichend Personal in Flussmeistereien sehr wichtig. Nur mit diesem Wissen ist es möglich Einsatz- und Hilfskräfte sachgerecht einzuweisen und zu koordinieren und die Betroffenen auch fachlich beraten zu können. Schlussfolgerung 67: Bei der Gewässerunterhaltung ist darauf zu achten, dass genügend Zufahrten zu und in die Gewässer insbesondere in der Nähe von Querbauwerken wie z. B. Brücken und Wehren vorhanden sind. Diese Zufahrten müssen auch in Extremsituationen befahrbar bleiben und für das Benutzen mit schwerer Technik sowie für das Aufstellen von größeren Hebezeugen (z. B. Autokranen) geeignet sein.

7.5.3 Deiche Auch an den Deichen bestand akuter Handlungsbedarf. Die wesentlichsten Sofortmaßnahmen waren: ¾ Sofortmaßnahmen an den Deichen: x Sicherung von Schadstellen x Provisorische Schließung von Deichbrüchen x Untersuchung auf und ggf. Sicherung von verdeckten Schäden Diese Maßnahmen waren wichtig, um bei eventuellen nachlaufenden Ereignissen wieder über einen gewissen Grundschutz zu verfügen.

174

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Welch enormer Personal- und Ressourceneinsatz für diese Deichsicherungsmaßnahmen erforderlich war, soll am Beispiel der Vereinigten Mulde verdeutlicht werden. Für die Mulde gab es für Ende August 2002 eine erneute Hochwasserwarnung, so dass eine große Gefahr für die nun nicht mehr geschützten Gebiete bestand. Deshalb sind innerhalb von fünf Tagen (23.08. bis 27.08.2002) alle 95 Deichbruchstellen an der Mulde provisorisch geschlossen und weitere Schadstellen gesichert worden. ¾ Ressourceneinsatz zum provisorischen Schließen von 95 Deichbrüchen an der Mulde: x 40 Ingenieure aus 7 Ingenieurbüros x 27 Baubetriebe x 297 schwere LKW x 71 Bagger x 45 Raupen x 43 Walzen x 210.000 m³ Erdstoffe Der logistische Aufwand, um innerhalb von fünf Tagen mit diesen 210.000 m³ Erdstoffen die 95 Deichbruchstellen zu schließen, war gewaltig. Hier zeigte sich sehr deutlich, dass nur die mittelständigen Bauunternehmen flexibel waren und über die entsprechenden Ressourcen verfügten. Die großen Baukonzerne hatten weder das Personal noch die Gerätetechnik verfügbar. Im Nachgang sind die provisorisch verschlossenen Deichbrüche hinsichtlich ihrer Stand- und Funktionssicherheit untersucht worden. Durch weitere bauliche Maßnahmen, wie z. B. Dichtung des Deichkörpers und des Untergrundes, sind die Standsicherheit und der Erosionsschutz erhöht worden. Mit diesen Maßnahmen sollten die provisorischen Deichschließungen für einen längeren Zeitraum gesichert werden, um bis zur nachhaltigen Instandsetzung den Hochwasserschutz sicher stellen zu können.

Bild 7-28 Mulde, Schließung Deichbrüche bei Eilenburg, August 2002, (LTV)

7.5 Sofortmaßnahmen an den Fließgewässern und Deichen

175

Bild 7-29 Elbe, Schließung Deichbruch bei Großtreben, August 2002, (LTV)

Wie wichtig dann auch eine nachhaltige Sicherung der Deichbrüche ist, soll an den zwei folgenden Sachverhalten verdeutlicht werden. Im Frühjahr 2005 gab es an der Mulde und der Elbe ein sogenanntes Frühjahrshochwasser. Da durch inzwischen vorliegende Ergebnisse der Deichzustandsanalysen der bauliche Zustand und die innere Schädigung der Deiche bekannt waren, sind vor dem Hochwasserscheitel in kürzester Zeit ca. 44,5 km Deiche durch einen Auflastfilter gesichert worden (siehe Bild 7-30). Dabei sind ca. 341.000 m³ Material verbaut worden.

Bild 7-30 Elbe, Auflastfilter am Deich Brottewitz bei Torgau, (LTV)

Eine ähnliche Konstellation gab es noch mal im Frühjahr 2006, wo die Elbe über eine lange Zeit eine sehr hohe Wasserführung hatte. Auch hier sind noch weitere 17 km Elbdeiche mit einem Auflastfilter gesichert worden, wobei ca. 120.000 m³ Filtermaterial verbaut worden sind. Bei beiden Aktionen war wieder eine logistische Herausforderung zu bewältigen, was sehr gut gelungen ist.

176

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Schlussfolgerung 68: Zur zügigen Wiederherstellung des Hochwasserschutzes müssen Deichbrüche unter Umständen sehr schnell provisorisch geschlossen werden. Der dabei entstehende logistische Aufwand zum Einbau großer Erdstoffmassen in kürzester Zeit ist i. d. R. nur von ortsansässigen mittelständigen Unternehmen leistbar. Provisorische Deichbruchschließungen müssen schnellstmöglich nachhaltig gesichert werden und im Fortgang einer DIN-gerechten Ausführung unterzogen werden. Nur so ist eine dauerhafte Sicherheit der Deiche erreichbar.

7.6 Schäden an den Stauanlagen Auch für die an den Stauanlagen registrierten Schäden waren unterschiedliche Prozesse verantwortlich, die in Abhängigkeit von den Prozessen an den Fließgewässern standen. Im Folgenden werden die wesentlichsten im August 2002 statt gefundenen schadensverursachenden Prozesse an den Talsperren und Rückhaltebecken aufgezählt: ¾ schadensverursachende Prozesse oder Erscheinungen: x Ablagerungen im Stauraum

x Hangrutschungen

x Ablagerungen im Zu- oder Ablauf

x Materialausträge

x Auskolkungen

x Rutschungen

x Ausspülungen x Bodenabträge x Bodenverunreinigung x Böschungsabbrüche x Böschungsrutschungen,

x Risse x Sedimentationen x Setzungen x Überschwemmungen x Überströmungen

x Breschenbildungen

x Verklausungen (Schwemmgutversetzungen)

x Dammbrüche

x wirksame Fließhindernisse

x Erosionen

x Zerstörungen (z. B. von Pegeln)

x Geschiebetransporte und ablagerungen

Im Gegensatz zu den Gewässern und Deichen und den dort befindlichen wasserwirtschaftlichen Anlagen sind, wie im Abschnitt 4.7 schon erläutert, die Talsperren und Rückhaltebecken als große Ingenieurbauwerke schon von der Bemessung her mit größeren Sicherheiten ausgestattet und demzufolge auch bei Extremereignissen weniger schadensanfällig. Deshalb führte die außergewöhnliche Belastung des Hochwassers vom August 2002 vorrangig zu Schäden, die die teilweise Einschränkung der Gebrauchstauglichkeit der Stauanlagen zur Folge hatten. Die Tragsicherheit (Standsicherheit) der Stauanlagen war bis auf zwei Ausnah-

7.6 Schäden an den Stauanlagen

177

men nicht gefährdet. An den Absperrbauwerken selbst entstanden außer am HRB Glashütte und an der Vorsperre Klingenberg nur geringe oder unbedeutende Schäden. Die meisten und schwersten Schäden waren an den Hochwasserentlastungsanlagen (siehe Bild 7-31) und in den Zu- und Ablaufbereichen der Stauanlagen zu verzeichnen. Durch die eben aufgeführten Prozesse traten an den Talsperren und Rückhaltebecken folgende typische Schäden auf: ¾ leichte Beschädigung bis totale Zerstörung von: x Armaturen

x Messeinrichtungen

x Ausrüstungen

x Mönchsbauwerken

x Betriebsbrücken

x Pegeln

x Betriebseinrichtungen

x Rechen

x Betriebsgebäuden

x Röschen

x Bootsstegen

x Schieberhäusern

x Böschungen

x Stollen

x Böschungssicherungen

x Stützmauern

x Durchlässen

x Überleitungen

x Elt / MSR - Anlagen

x Ufermauern

x Gerinnen

x Ufern

x Geschiebe- und Treibgutsperren

x Wasserkraftanlagen

x Grundablässen

x Zu- und Ablaufgerinnen

x Hochwasserentlastungsanlagen

x …

Die nachfolgenden Abbildungen sollen einige der Schadensarten an den Sächsischen Stauanlagen illustrieren.

Bild 7-31 TS Klingenberg, beschädigte HWE, August 2002, (LTV)

178

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Bild 7-32 TS Klingenberg, versetztes Tosbecken und beschädigte Betriebsbrücke, August 2002, (LTV)

Bild 7-33 HRB Buschbach, Böschungsrutschung, August 2002, (LTV)

Bild 7-34 TS Klingenberg, zerstörte Laubrechenanlage, August 2002, (LTV)

7.6 Schäden an den Stauanlagen

179

Bild 7-35 TS Klingenberg, zerstörter Pegel Ammelsdorf, August 2002, (LTV)

Die beiden einzigen nennenswerten Schäden an den Absperrbauwerken selbst betreffen die Dammbauwerke der Vorsperre zur TS Klingenberg und des HRB Glashütte. In beiden Fällen waren die Zuflüsse so groß, dass die Hochwasserentlastungsanlagen die Wassermassen nicht mehr abführen konnten und somit die Dämme überströmt worden sind. Bei der Vorsperre Klingenberg, einem 5,5 m hohen Erdschüttdamm mit geneigter Lehmdichtung und einem Gesamtstauraum von 51.000 m³ führte die Überströmung zur Ausbildung einer Bresche linksseitig der HWE und zu massiven Ausspülungen auf der Luftseite (siehe Bild 7-36). Durch diesen Dammbruch sind keine weiteren Schäden verursacht worden, weil der Wasserstandsunterschied zwischen Vor- und Hauptsperre nicht mehr groß war und sehr schnell eine Ausspiegelung statt gefunden hat. Das im Verhältnis zum Gesamtstauraum der TS Klingenberg (ca. 17,5 Mio. m³) geringe Wasservolumen der Vorsperre führte nur zu einer marginalen Erhöhung des Wasserstandes in der Hauptsperre.

Bild 7-36 VS Klingenberg, zerstörter Damm, August 2002, (LTV)

180

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

Am HRB Glashütte hatte die Überströmung des 9,0 m hohen homogenen Erdschüttdammes mit einem Gesamtstauraum von ca. 50.000 m³ wesentlich dramatischere Folgen. Das leere Rückhaltebecken ist am 12. August 2002 ab ca. 09:10 Uhr eingestaut worden und war bereits gegen 13:00 Uhr bis zur Oberkannte der Hochwasserentlastungsanlage gefüllt. In der Zeit zwischen 14:45 Uhr und 15:45 Uhr sind dann die Überströmung des Dammes und starke Erosionen am luftseitigen Dammfuß beobachtet worden. Gegen 16:00 Uhr begann der Bruchprozess durch rückschreitende Erosion. Schon 10 Minuten später (16:10 Uhr) war der Ausfluss durch die Dammscharte so groß, dass der Rest des Dammes nicht mehr überströmt worden ist. Gegen 16:20 Uhr reichte die Dammscharte schon bis zur Gründung und circa 16:40 Uhr war das Becken leer gelaufen (siehe auch Bild 7-37 und Bild 7-38).

Bild 7-37 HRB Glashütte, Bruchprozess, links 16:10 Uhr, rechts 16:20 Uhr, 12. August 2002, (LTV)

Bild 7-38 HRB Glashütte, Bresche nach Bruchprozess, links 12.08.02; 16:45 Uhr, rechts nach Hochwasser, (LTV)

Die endgültige Bresche war am Fuß ca. 5 m und in Höhe der Dammkrone ca. 21 m breit und besaß eine Tiefe von 8,70 m. Durch Bornschein und Pohl [22] ist der maximal aufgetretene Abfluss zu ca. 100 m³/s ermittelt worden.

7.7 Sofortmaßnahmen an den Stauanlagen

181

Die Flutwelle und die mit ihr transportierten Gegenstände (Baucontainer, Autos, …) verursachte starke Schäden am Gewässerbett der Brießnitz selbst als auch an Gebäuden, Straßen und anderen Bauwerken. Sie führte zu keiner Erhöhung der Abflussspitze in der als Vorflut dienenden Müglitz, weil dort der Hochwasserscheitel erst ca. 9 Stunden später auftrat. Da aus den jährlich zu erstellenden Sicherheitsberichten bekannt war, dass die HWE ein begrenztes Leistungsvermögen hat, ist der Damm des HRB durch den zuständigen Betreiber (Kommune) beobachtet worden. So ist bereits am Vormittag des 12.08.2002 nach Einstaubeginn ein telefonisches Hilfeersuchen an die Fachleute der LTV zur Begutachtung einer Durchnässung am luftseitigen Dammfuß ergangen. In Abstimmung mit der LTV ist durch die Katastrophenschutzbehörde rechtzeitig mit der Evakuierung begonnen worden, so dass ab ca. 15:00 Uhr alle betroffenen Personen aus der Gefahrenzone herausgebracht worden waren. Somit sind durch den Dammbruch keine Menschenleben in Mitleidenschaft gezogen worden. Schlussfolgerung 69: Normgerechte jährliche Betreiberkontrollbegehungen und Sicherheitsberichte an Stauanlagen liefern wichtige Informationen zur Sicherheitseinschätzung der Ingenieurbauwerke. Die ständige visuelle und messtechnische Überwachung von Stauanlagen stellt insbesondere in Hochwassersituationen ein wichtiges Instrument zur Risikominimierung dar.

7.7 Sofortmaßnahmen an den Stauanlagen Neben den bereits unter 6.4 genannten Betriebs-, Steuerungs- und Überwachungshandlungen zur Sicherstellung des Talsperren- und sonstigen Stauanlagenbetriebes mussten auch an den Talsperren und Rückhaltebecken aufgrund der eingetretenen Schäden Sofortmaßnahmen durchgeführt werden. Ähnlich wie bei den Fließgewässern war es erforderlich, Abflussquerschnitte wieder herzustellen und Abflusshindernisse zu beseitigen (siehe Bild 7-39 und Bild 7-40). Hinzu kam noch die Sicherstellung der Steuerbarkeit von beweglichen Verschlüssen, Klappen und Ähnlichem. ¾ Sicherstellung der Steuerbarkeit und des ungehinderten Abflusses durch: x Wiederherstellung der Abflussquerschnitte in den Zu- und Ablaufgerinnen x Wiederherstellung der vollen Funktionsfähigkeit von Hochwasserentlastungsanlagen x Wiederherstellung der vollen Funktionsfähigkeit von Grund- und Betriebsauslassanlagen x Beseitigung von Abflusshindernissen x Wiederherstellung der Steuerbarkeit von Armaturen, Verschlüssen, Klappen usw. einschließlich der Steuer- und Regeltechnik

182

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

¾ Erforderliche Tätigkeiten: x Schaffung von provisorischen Zufahrten zu den Gerinnen und Anlagenteilen x Beräumung von Geschiebe und Geröll aus den Zu- und Ablaufgerinnen x Beräumung von Geschiebe und Geröll aus den HWE insbesondere Tosbecken x Beräumung von Geschiebe und Geröll aus den Grund- und Betriebsauslässen insbesondere Rechenanlagen x Beräumung von Schwemmgut und Gehölzen aus den Stauräumen x Beräumung von Schwemmgut und Gehölzen aus den Zu- und Ablaufgerinnen x Beräumung von Schwemmgut und Gehölzen aus den HWE insbesondere Tosbecken x Beräumung von Schwemmgut und Gehölzen aus den Rechenanlagen x Beräumung und Säuberung von beweglichen Anlageteilen x bauliche Sicherung von beschädigten Anlageteilen Analog zu den geschädigten Gewässern war es auch bei den Stauanlagen an etlichen Stellen erforderlich, provisorische Zufahrten herzustellen. Erst dann konnte durch teilweise schweres Gerät mit der Beräumung von Geschiebe, Geröll, Schwemmgut und Gehölzen begonnen werden. Hier stellte sich bei Hochwasserentlastungsanlagen und insbesondere bei Tosbecken heraus, dass es teilweise sehr schwierig war, geeignete Aufstellplätze für größere Hebezeuge (z. B. Autokrane) zu finden. Genau wie bei der Gewässerberäumung ist das Räumgut erst einmal zu Sammelplätzen gebracht und in einem weiteren Schritt sachgerecht entsorgt worden.

Bild 7-39 TS Klingenberg, Beräumung Zulauf HWE, August 2002, (LTV)

7.8 Öffentlichkeits- und Pressearbeit

183

Bild 7-40 TS Klingenberg, Beräumung HWE und Tosbecken, August 2002, (LTV)

Schlussfolgerung 70: Beim Entwurf von Stauanlagen ist darauf zu achten, dass die Zufahrten zu Zu- und Ablaufgerinnen, Hochwasserentlastungsanlagen (insbesondere Tosbecken), Grund- und Betriebsauslässen, beweglichen Verschlussorganen und Rechenanlagen auch in Extremsituationen befahrbar bleiben und für das Benutzen mit schwerer Technik sowie für das Aufstellen von größeren Hebezeugen (z. B. Autokranen) geeignet sein müssen. Schlussfolgerung 71: Beim Entwurf von Stauanlagen ist darauf zu achten, dass Anlagenteile sowie die Steuer- und Regelungstechnik nach Möglichkeit hochwassersicher angeordnet werden.

7.8 Öffentlichkeits- und Pressearbeit Die Öffentlichkeits- und Pressearbeit der Akteure der Wasserwirtschaft war in der Phase der Schadenserhebung und Realisierung der Sofortmaßnahmen zu passiv. Da die Wasserwirtschaft in dieser Phase noch enorm mit der Hochwasserbewältigung beschäftigt war, blieb zu wenig Zeit für eine aktive Öffentlichkeits- und Pressearbeit. Dieser Umstand hatte allerdings zur Folge, dass insbesondere die Sofortmaßnahmen in den Medien teilweise stark kritisiert worden sind. Unter 7.5 ist schon als Beispiel erwähnt worden, dass man die von Abflusshindernissen befreiten Fließgewässer mit „Flutautobahnen“ verglichen hat. Verschärft wurde die Situation auch noch durch zahlreiche negative Presseberichte, die z. B. die LTV als Verursacher des Hochwassers bezeichneten und somit zu einer gewissen Antipathie in einem Teil der Bevölkerung führten. Diese negative Meinungsbildung

184

7 Schäden und Sofortmaßnahmen

ging teilweise so weit, dass Sachbeschädigungen und Drohungen gegenüber der LTV oder ihren Mitarbeitern vorgenommen worden sind. Klärende Gespräche mit der Bevölkerung und Journalisten zeigten, dass oft völlig falsche Vorstellungen von den Aufgaben, Handlungen und Hintergründen der Arbeit der Wasserwirtschaft existierten. Durch eine entsprechende Aufklärungsarbeit und mehr öffentlichkeitswirksame sowie Pressetermine konnte größtenteils ein Grundverständnis für die Fachbelange der Wasserwirtschaft vermittelt werden. Letzteres war wiederum enorm wichtig, um mit der nötigen Ruhe und Sachlichkeit die anstehenden Aufgaben zur Hochwasserbewältigung erfolgreich erledigen zu können. Schlussfolgerung 72: In der Phase der Hochwasserbewältigung ist durch die Akteure der Wasserwirtschaft eine aktive Öffentlichkeits- und Pressearbeit erforderlich, um bei den Betroffenen und den Journalisten das erforderliche Verständnis und damit die Akzeptanz für alle fachlich gebotenen Maßnahmen zu erreichen. Nur mit diesem Grundverständnis und der entsprechenden Akzeptanz sind die erforderlichen Maßnahmen schnell und auf einer sachlichen Basis erfolgreich umsetzbar.

8

Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

8.1 Allgemeines Nach einem Hochwasserereignis und der unmittelbaren Hochwasserbewältigung folgt Bezug nehmend auf den unter 2 erläuterten Kreislauf des Hochwasserrisikomanagements der allmähliche Übergang in die Phase der Regeneration. In der dort angesiedelten Hochwassernachsorge ist es neben dem planmäßigen und nachhaltigen Wiederaufbau unter Anderem erforderlich, für das im Untersuchungsgebiet abgelaufene Hochwasser, eine fundierte Ereignisanalyse durchzuführen, um die unter 1.2 erläuterten Zielstellungen erreichen zu können. Da in Deutschland der Hochwasserschutz in der Hoheit der Bundesländer liegt, hat hier leider keine umfassende bundesländerübergreifende Auswertung des extremen Ereignisses von 2002 statt gefunden. Für das Einzugsgebiet der Elbe hat die Internationale Kommission zum Schutz der Elbe eine Dokumentation des Hochwassers von 2002 [145] erstellt und in ihrem 2003 vorgelegten Aktionsplan Hochwasserschutz Elbe [146] bereits erste Schlussfolgerungen aus dem Ereignis von 2002 mit einfließen lassen. Die am stärksten betroffenen deutschen Bundesländer Sachsen, Sachsen-Anhalt und Bayern haben für ihr Hoheitsgebiet jeweils Dokumentationen in unterschiedlicher Tiefe und Ausrichtung angefertigt. Sachsen hat als das betroffendste Bundesland Mitte 2004 eine dem Stand der Wissenschaft entsprechende ausführliche Ereignisanalyse [7], [13] für das Augusthochwasser in den Osterzgebirgsflüssen angefertigt, wo die abgelaufenen Prozesse aufgearbeitet und bewertet worden sind. Des Weiteren hat die Sächsische Staatsregierung mit mehreren übergreifenden Ausarbeitungen, wie z. B. dem Kirchbachbericht [163], dem Bericht der Sächsischen Staatsregierung zur Hochwasserkatastrophe im August 2002, Teil 1 [96] und dem Bericht des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft zur Hochwasserkatastrophe im August 2002, Teil 2 [97] intensiv auf mehreren Handlungsebenen das Ereignis ausgewertet. Die Fachbehörden und anderen Akteure in Sachsen haben in zahlreichen Einzelberichten ihren Handlungsanteil dargestellt. In Sachsen-Anhalt ist durch den Landesbetrieb für Hochwasserschutz und Wasserwirtschaft (LHW) in einem hydrologischen Bericht und einer Fotodokumentation mit Erläuterungen zu den Maßnahmen zur Hochwasserschadensbeseitigung im Jahr 2003 [231] das abgelaufene Ereignis dokumentiert worden. In Bayern ist das Ereignis vom August 2002 in einem Bericht des gewässerkundlichen Dienstes [83] und im gewässerkundlichen Jahresbericht [84] vom Bayerischen Landesamt für Wasserwirtschaft beschrieben. Die Dokumentationen aus Sachsen-Anhalt und Bayern beinhalten keine umfassende Analyse des Ereignisses sondern konzentrieren sich mehr auf eine allgemeine meteorologische und hydrologische Beschreibung unter Einbeziehung von ausgewählten Einzelaspekten. Im Gegensatz dazu hat Österreich, trotz der auch hier für den Hochwasserschutz vorhandenen Zuständigkeit der Länder, das 2002er Augusthochwasser bereits 2003 mit einer Ereignisdokumentation [122] für sein gesamtes Hoheitsgebiet festgehalten und im Jahre 2004 mit

186

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

FloodRisk [5] einen umfassenden Synthesebericht erstellt, in dem als Ergebnis Empfehlungen für ein integriertes Hochwassermanagement formuliert sind. Schlussfolgerung 73: Ereignisdokumentationen und Ereignisanalysen müssen für das gesamte vom Ereignis betroffene Gebiet nach einheitlichen und damit vergleichbaren Kriterien erstellt werden und dürfen nicht an administrativen und Ressortgrenzen halt machen. Nur so ist eine fachlich sinnvolle und vollständige Bewertung möglich.

8.2 Einsatzstrukturen und Aufgaben Auch nach der Aufhebung des Katastrophenalarmes sind die in Kapitel 2 beschriebenen Maßnahmen der Hochwasserbewältigung fortzuführen und planmäßig zu beenden. Im Jahre 2002 dauerten diese Tätigkeiten in Sachsen von Mitte August bis zum Jahresende an. Um diesen Prozess effektiv steuern zu können sind in der Regel die sich auflösenden Krisenstäbe in Koordinierungsstellen überführt worden. So ist z. B. der Krisenstab der obersten Katastrophenschutzbehörde am 22.08.2002 in eine Koordinierungsstelle für die Weiterführung von Aufräumarbeiten und Maßnahmen zur Bewältigung der Katastrophe umgewandelt worden. Die Aufgabenschwerpunkte dieser obersten Koordinierungsstelle waren die Fortführung der Zusammenarbeit mit den noch im Einsatz befindlichen auswärtigen Hilfskräften, insbesondere der Bundeswehr und dem THW, die Koordinierung der noch in großer Zahl eingehenden Hilfsangebote, die Beratung von Bürgern zu den anlaufenden Fördermitteln, die Fortführung der Betreuung des Bürgertelefons und die Organisation der psychologischen Nachbetreuung [96]. Nach Abschluss der beschriebenen Aufgabenschwerpunkte sind die verbleibenden Aufgaben dieser Koordinierungsstelle im Januar 2003 in die Standardstrukturen übergeleitet worden. In den selben Zeitraum fällt auch der Übergang in die Phase der Regeneration, in der die Standardstrukturen für die Durchführung der Maßnahmen zur Schaffung aller Voraussetzungen für den normalen Alltagsbetrieb zuständig werden. Da die Dimension des Ereignisses vom August 2002 die normalen Strukturen im Freistaat Sachsen überfordert hätte, sind auf mehreren Ebenen Sonderstrukturen eingerichtet worden. Die Staatsregierung hatte für die anstehende Aufgabenerfüllung die im Bild 8-1 dargestellte dreistufige Projektorganisation gebildet und einen Lenkungsausschuss unter der Leitung des Chefs der Staatskanzlei und als Sonderstruktur die Leitstelle für den Wiederaufbau (LSWA) eingerichtet.

8.2 Einsatzstrukturen und Aufgaben

187

Bild 8-1 Sonderstrukturen für den Wiederaufbau, Augusthochwasser 2002 [92]

Der in der obersten Ebene angesiedelte Lenkungsausschuss, der aus den Staatssekretären bzw. Amtschefs aller Ministerien bestand, war das maßgebende Entscheidungsgremium, das im Innenverhältnis für die Organisation und die Strukturierung des Wiederaufbaus und im Außenverhältnis für die Vertretung der Sächsischen Interessen mit Beschlusskompetenz durch das Kabinett ausgestattet war. Das Kernstück der zweiten Projektebene war die im Bild 8-2 abgebildete Leitstelle für den Wiederaufbau, die aus Mitarbeitern verschiedener Ministeriumsbereiche, der Sächsischen Aufbaubank, des Sächsischen Rechnungshofes, des Sächsischen Landkreistages und des Sächsischen Städte- und Gemeindetages bestand. Sie hatte die Aufgabe, den gesamten Wiederaufbau im Freistaat Sachsen ressortübergreifend zu koordinieren und dessen Erfüllungsstand über den Lenkungsausschuss an die Staatsregierung zu berichten. Hauptziele für die Schaffung der LSWA waren die Beschleunigung des Wiederaufbaus, die fachübergreifende Bündelung aller für den Wiederaufbau erforderlichen Aktivitäten und die Konzentration der Verantwortlichkeiten an einer Stelle [92]. Die LSWA kommunizierte mit den verschiedenen Ressorts über eine eigens gebildete Lenkungsgruppe, die aus Vertretern der einzelnen Ministerien bestand und auf Veranlassung und unter Leitung der LSWA tagte. Zur Sicherstellung der optimalen Abstimmung zwischen Staats- und kommunaler Ebene gab es einen Wiederaufbaubeirat, in dem die kommunalen Spitzenverbände Sächsischer Landkreistag und Sächsischer Städte- und Gemeindetag vertreten waren.

188

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

Bild 8-2 Struktur der Leitstelle für den Wiederaufbau, Augusthochwasser 2002 [92]

In der dritten Ebene wurden nun noch Strukturen benötigt, die einerseits die von der LSWA erarbeiteten Grundsätze und Strategien in der Fläche umsetzten und andererseits die für die Steuerung und Berichterstattung notwendigen Informationen sammelten und die sachgerechte Mittelverwendung kontrollierten. Wie in Bild 8-1 dargestellt, waren für die Privathaushalte und die Unternehmen die Sächsische Aufbaubank (SAB), für die kommunale Infrastruktur die Wiederaufbaustäbe Augusthochwasser 2002 (WASA) und für die staatliche Infrastruktur die entsprechenden Ministerien mit ihren nachgeordneten Bereichen zuständig. Die SAB als Förderbank des Freistaates Sachsen war auch vor dem Hochwasser für die Betreuung von Förderprogrammen für Unternehmen und Private tätig. So sind durch die SAB z. B. im Jahr 2001 von 5.356 Förderanträgen von Unternehmen 3.969 bewilligt worden. Die Abwicklung der Aufbauhilfe für die Unternehmen und privaten Wohngebäudeeigentümer nach dem Hochwasser stellte aufgrund des enormen Umfanges eine besondere Herausforderung dar. Bedingt durch das Hochwasser vom August 2002 sind im Jahre 2002 36.114 Förderanträge von Unternehmen gestellt und 30.453 von der SAB bewilligt worden. Diese enorme Steigerung konnte innerhalb der SAB nur über die bevorzugte Bearbeitung von Hochwasserhilfen, Personalzuführungen und Personalumverteilungen sowie durch einen täglichen Drei-Schicht-Betrieb realisiert werden [92]. Für die Koordination des Wiederaufbaus bei den kommunalen Infrastrukturen wurden bei den drei Regierungspräsidien je ein Wiederaufbaustab Augusthochwasser 2002 (WASA) eingerichtet. Die prinzipielle Struktur dieser WASA-Stäbe ist in Bild 8-3 am Beispiel des WASA-Stabes Dresden dargestellt.

8.2 Einsatzstrukturen und Aufgaben

189

Bild 8-3 Struktur des WASA-Stabes im Regierungspräsidium Dresden [92]

Diese Sonderstrukturen waren wichtig, um pro Gemeinde und je Landkreis einen gesamtheitlichen Wiederaufbau umsetzen zu können. In Auswertung von [92] kann man den WASAProzess in folgende Schritte unterteilen: ¾ Prozessschritte zum Wiederaufbau der kommunalen Infrastruktur: x Schadenserhebung durch die Kommunen x Erstellung von Wiederaufbauplänen durch die Kommunen (Vorpriorisierung) x Einreichung der Wiederaufbaupläne bei WASA-Stab x Erfassung und Aggregierung der Wiederaufbaupläne durch WASA-Stab x Prüfung der Wiederaufbaupläne (Schadensvorpüfung, Schadenskausalität, Priorisierung) durch WASA-Stab x Begutachtung der in den Wiederaufbauplänen enthaltenen Schadensmeldungen durch Ingenieurbüros x Bewertung der Wiederaufbaupläne durch WASA-Stab mit Kommunen und Abgleich in Datenbank WASAX x Bestätigung der Wiederaufbaupläne durch WASA-Stab x Umsetzung der Wiederaufbaupläne durch die Kommunen Durch diese Prozessschritte konnte eine transparente Vorgehensweise gefunden werden, die einen gerechten und nach einheitlichen Maßstäben ablaufenden Wiederaufbauprozess nach einer Förderrichtlinie gewährleistete.

190

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

Für den nachhaltigen Wiederaufbau an den staatlichen Infrastrukturen waren, wie in Bild 8-1 dargestellt, die einzelnen Ministerien mit ihren nachgeordneten Bereichen und den dort vorhandenen Standard- oder gebildeten Sonderstrukturen zuständig. So hatte z. B. das Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft in Fortführung des unter 6.2.2 beschriebenen Lagezentrums Wasser eine Projektgruppe Präventiver Hochwasserschutz (PGHW) eingerichtet. Die PGHW (siehe Bild 8-4) setzte sich überwiegend aus Mitarbeitern des Ministeriums (SMUL) und je einem Vertreter des Landesamtes für Umwelt und Geologie (LfUG) und der Landestalsperrenverwaltung (LTV) zusammen. Damit war ein Gremium geschaffen worden, in dem die oberste Wasserbehörde, die oberste wissenschaftlich technische Fachbehörde und der Unterhaltungslastträger für die staatliche wasserwirtschaftliche Infrastruktur gemeinsam den nachhaltigen Wiederaufbau gestalten konnten. Das von der Staatsregierung vorgegebene Ziel der Projektgruppe war, den Hochwasserschutz im Freistaat Sachsen schnellstmöglich schrittweise zu verbessern [97]. Abteilungsleiter SMUL

Leiter der Projektgruppe Präventiver Hochwasserschutz (Stellvertreter)

Vertreter des LfUG

Leiter der Leitstelle Hochwasserschadensbeseitigung der LTV

Sachgebiet 1

Sachgebiet 2

Sachgebiet 3

Sachgebiet 4

Grundsatz, Finanzen, Recht

Wasserbau

Aktionsplan Hochwasser

Hochwasserfrühwarnsystem

Sekretariat, Schreibbüro

Bild 8-4 Struktur der Projektgruppe Präventiver Hochwasserschutz

Die Projektgruppe ist entsprechend der für die Zielerreichung notwendigen Haupthandlungsfelder in die vier Sachgebiete Grundsatzfragen/Finanzen/Recht, Wasserbau, Aktionsplan Hochwasser und Hochwasserfrühwarnsystem eingeteilt gewesen. Die Hauptaufgaben der PGHW waren: ¾ Hauptaufgaben der PGHW: x Schaffung der Rahmenbedingungen für die schnellstmögliche schrittweise Verbesserung des Hochwasserschutzes im Freistaat Sachsen x ressortübergreifende Abstimmungen

8.2 Einsatzstrukturen und Aufgaben

191

x Schaffung rechtlicher und finanzieller Randbedingungen für einen zügigen nachhaltigen Wiederaufbau an den wasserwirtschaftlichen Infrastrukturen x Klärung von Grundsatz- und Rechtsproblemen x Schaffung fachlicher und vollzugstechnischer Randbedingungen für einen zügigen nachhaltigen Wiederaufbau an den wasserwirtschaftlichen Infrastrukturen x Klärung wasserbaulicher Grundsatzprobleme beim Vollzug x Erarbeitung eines Hochwasserschutz-Aktionsplanes für Sachsen x Schaffung eines effizienten Hochwasserfrühwarnsystems Für die im Rahmen dieser Arbeit besonders interessierenden wasserwirtschaftlichen Infrastrukturen wären entsprechend der bisherigen Ausführungen unterschiedliche Zuständigkeiten maßgebend gewesen. Wie in 6.2.3 schon erläutert, ist laut Sächsischem Wassergesetz die LTV Baulastträger und Unterhaltungspflichtiger für die Gewässer I. Ordnung sowie die landeseigenen Stauanlagen. Damit war die LTV auch für den Wiederaufbau an diesen Infrastrukturen verantwortlich. Da der Wiederaufbau an den Gewässern II. Ordnung, der erst einmal in der Verantwortung der Kommunen lag, nachhaltig und konform zu den Maßnahmen an den Gewässern I. Ordnung erfolgen sollte, hatte der Freistaat Sachsen den Kommunen angeboten, dass die LTV die Schadensbeseitigung an den Gewässern II. Ordnung mit übernimmt. Dieses Angebot ist bis auf wenige Ausnahmen von den Kommunen angenommen worden. Somit lag der Wiederaufbau an den Gewässern und Stauanlagen in einer Hand. Um diese enorme Herausforderung bewältigen zu können, hatte die LTV nach Auflösung des im Bild 6-8 dargestellten Krisenstabes den in Bild 7-10 abgebildeten Wiederaufbaustab ergänzt und neben den Standardstrukturen die Leitstelle Hochwasserschadensbeseitigung gebildet (siehe Bild 8-5). Diese Sonderstruktur hatte die Aufgabe, die nachhaltige Schadensbeseitigung an den Sächsischen Gewässern und Stauanlagen zu koordinieren und zu organisieren. Der Leiter der Leitstelle Hochwasserschadensbeseitigung war direkt dem Geschäftsführer der LTV unterstellt und bezüglich der Schadensbeseitigung der zentrale Ansprechpartner der LTV gegenüber Dritten. Die Leiter der Leitstellen Hochwasserschadensbeseitigung in den Betrieben der LTV waren direkt dem jeweiligen Betriebsleiter unterstellt und stellten damit die Kommunikation zwischen Normalstrukturen und Sonderstruktur in der Fläche sicher. Die LTV sollte auch die Schadensbeseitigung an den Gewässern II. Ordnung mit durchführen. Um Doppelarbeiten und -förderungen zu vermeiden, sind durch die LTV und die WASAStäbe alle von den Kommunen gemeldeten Wiederherstellungsmaßnahmen an den Gewässern mit den Schadensdaten der LTV und den daraus gebildeten Wiederherstellungsprojekten abgeglichen und der LTV zur Bearbeitung übergeben worden. Im Sinne der wasserwirtschaftlichen Nachhaltigkeit beseitigte die LTV auch Schäden Dritter. Nachdem der Prozess der nachhaltigen Schadensbeseitigung an den Gewässern und Stauanlagen strukturiert, organisiert und angelaufen war und in zunehmenden Umfang auch die Maßnahmen des präventiven Hochwasserschutzes in den Focus rückten, ist die Leitstelle Hochwasserschadensbeseitigung der LTV leicht verändert und als Stabsstelle Hochwasserschutz weitergeführt worden. Nähere Ausführungen dazu befinden sich im Abschnitt 9.5.

192

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau Geschäftsführer

Vertreter SMWA, Vertreter pro RP, Vertreter LfL

Vertreter SMUL, Vertreter STUFA

Leiter der Leitstelle Hochwasserschadensbeseitigung (Stellvertreter)

3 Vertreter SMUL

Controlling/ Finanzen

Baumanagement

Projektmanagement

Team Projektmanagement

(Ingenieurbüro)

Recht

Verwaltung/ Organisation

Projektsteuerer Team IT-Leistungen

Leitstelle Betrieb 1

Leitstelle Betrieb 2

Leitstelle Betrieb 3

Leitstelle Betrieb 4

Leiter Stellvertreter Finanzen Verwaltung

Leiter Stellvertreter Finanzen Verwaltung

Leiter Stellvertreter Finanzen Verwaltung

Leiter Stellvertreter Finanzen Verwaltung

Gesamtprojektsteuerer (Ingenieurbüro)

Gesamtprojektsteuerer (Ingenieurbüro)

Gesamtprojektsteuerer (Ingenieurbüro)

…

Gewässerverantwortlicher der LTV

…

…

Gewässerverantwortlicher der LTV

…

…

Gewässerverantwortlicher der LTV

Teilprojektsteuerer

Teilprojektsteuerer

Teilprojektsteuerer

(Ingenieurbüro)

(Ingenieurbüro)

(Ingenieurbüro)

…

…

Gewässerverantwortlicher der LTV

…

…

Ingenieurbüro

…

…

Ingenieurbüro

…

…

Ingenieurbüro

…

…

Ingenieurbüro

…

…

Baufirma

…

…

Baufirma

…

…

Baufirma

…

…

Baufirma

…

Bild 8-5 Leitstelle Hochwasserschadensbeseitigung der LTV

8.3 Fließgewässer und Deiche

193

Schlussfolgerung 74: Nach Ereignissen größeren Ausmaßes werden zur Bewältigung der umfangreichen Aufgaben der Hochwassernachsorge und des nachhaltigen Wiederaufbaues während der Regenerationsphase effiziente möglichst ressortübergreifende Sonderstrukturen benötigt. Die Aufgaben dieser Sonderstrukturen können nach einer Übergangsphase in die ggf. anzupassenden Standardstrukturen überführt werden.

8.3 Fließgewässer und Deiche Schon parallel zu den im Abschnitt 7.5 beschriebenen Sofortmaßnahmen der Gefahrenabwehr ist mit der nachhaltigen Schadensbeseitigung an den Gewässern begonnen worden. Dazu sind aus den in der Datenbank (siehe Abschnitt 7.3) erfassten Schadensinformationen baulich und genehmigungstechnisch sinnvolle Projekte gebildet worden. Ein wichtiger zu berücksichtigender Gesichtspunkt bei der Projektbildung war, dass die Schadensbeseitigungsmaßnahmen nicht im Widerspruch zu Maßnahmen zur Umsetzung der noch zu erstellenden Hochwasserschutzkonzepte stehen durften. Deshalb sind bei der Projektbildung schon folgende Prinzipien beachtet worden: ¾ allgemeine Strategien der Fließgewässerinstandsetzung (Schadensbeseitigung): x nach Möglichkeit (i. d. R. nur außerorts gegeben) keine Schadensbeseitigung, weil Hochwasser ist ein natürlicher Prozess Æ natürliche Gewässerentwicklung x Einwirkung auf Land- und Forstwirtschaft im Hinblick auf eine abfluss- und erosionsmindernde Flächennutzung und -bearbeitung in den Einzugsgebieten Æ Verbesserung des Wasserrückhaltes in der Fläche x Wasserrückhaltung in wenig genutzten Talauen zwischen den Siedlungszentren x punktuelle oder abschnittsweise Verbesserung der hydraulischen Leistungsfähigkeit z. B. durch Aufweitung des Abflussprofils x Objektschutzmaßnahmen für Siedlungszentren, wichtige Linienbauwerke oder Einzelbauwerke x Suche nach unkonventionellen Lösungen zur Ableitung extremer Hochwasserabflüsse z. B. Nutzung von Straßen als "Abflussgerinne" ¾ Strategien der Fließgewässerinstandsetzung (Schadensbeseitigung) im Oberlauf: x Anerkennung des "landschaftsprägenden" Charakters des Augusthochwassers von 2002, Rückverlegung aus dem oder Einengung in dem vom Hochwasser freigelegten Abflussquerschnitt nicht ohne zwingenden Grund x Verzicht auf Ufermauern wo irgend möglich Æ Ersatz durch Uferböschungen (notfalls Flächenaufkauf durch Freistaat Sachsen /LTV) x Erschließung potenzieller Rückhalte- und Retentionsräume in den Hochwasserentstehungsgebieten

194

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

¾ Strategien der Fließgewässerinstandsetzung (Schadensbeseitigung) im Unterlauf: x Abfluss der Gewässer in ihren natürlichen Auen x Belassen der Gewässer in selbst gesuchten "neuen" Gewässerbetten (oftmals die ursprünglichen), Rückverlegung in "alte" Gewässerbetten nur in begründeten Fällen x Verbesserung der Durchgängigkeit der Gewässer, ggf. Beseitigung von Querbauwerken, Errichtung von Leitwerken x (Wieder)erschließung von Deichen x Anlegen von Poldern oder Deichrückverlegungen x Anlegen künstlicher Rückhalteräume x Prüfung der Aufgabe linienförmiger Hochwasserschutzsysteme zugunsten eines schwerpunktorientierten und letztlich risikoorientierten Hochwasserschutzkonzeptes (z. B. Ringdeiche, Teilschutzdeiche) Da es sich bei der Beseitigung von ca. 18.000 Schäden an den wasserwirtschaftlichen Infrastrukturen um eine längerfristige Aufgabe handelt, mussten die Projekte einer Priorisierung unterzogen werden, um zu einer sachgerechten Abarbeitungsreihenfolge zu kommen. Die Hauptkriterien der Priorisierung waren: ¾ Hauptkriterien für Priorisierung der Schadensbeseitigung in Sachsen: x Anteil Schadensbeseitigung x Gefahrenpotenzial x Hochwasserschutzwirkung oder Verbesserung des Fließquerschnittes x Umsetzung der EG-WRRL hinsichtlich Verbesserung der Gewässerstrukturgüte und der Durchgängigkeit Zu den Hauptkriterien sind die in Tabelle 8-1 angegebenen Bewertungsklassen gebildet worden, die dann zu einer entsprechenden Punktzahl geführt haben. Dieses Bewertungsschema ist auf alle Projekte der Schadensbeseitigung (ca. 3.500 Projekte) angewendet worden. Als Ergebnis lag pro Region (hier Betrieb der LTV) eine nach fachlichen und finanzierungstechnischen Gesichtspunkten bewertete Abarbeitungsreihenfolge vor. In dieser Reihenfolge sind dann auch die Projekte in ihrer Umsetzung begonnen worden. Die konkret vorliegenden Randbedingungen und die in 9.5.5 erläuterten genehmigungstechnischen Aspekte können dann im Zuge der Projektabwicklung zu Abweichungen von der vorgesehenen Reihenfolge geführt haben.

8.3 Fließgewässer und Deiche

195

Tabelle 8-1 Priorisierungsschema für Schadensbeseitigungsmaßnahmen, August 2002, (LTV) Kriterium

Schadensbeseitigung

Bewertungseinheit

Prozent

Ind.- oder Gewerbegebiete

zentrale Einrichtungen Gefahrenpotential Siedlungsgebiete

Verkehrsinfrastruktur

HWS-Wirkung oder Verbesserung des Fließquerschnittes Umsetzung der EU-Wasserrahmenrichtlinie, Verbesserung der Gewässerstrukturgüte und der Durchgängigkeit

Punkte

100-80

20

79-21

10

20-0

0

groß

10

klein

5

keine

0

groß

10

klein

5

keine

0

Verdichtungsraum

10

ländlicher Raum

5

außerorts

0

A+B+S-Straßen, Bahn

10

Kreisstraßen

5

komm. + private Straßen

0

überregional oder hoch

6

regional oder gleich

3

keine

0

Verbesserung

2

gleichbleibend

1

Verschlechterung

0

Schlussfolgerung 75: Zur sinnvollen und schnellen Schadensbeseitigung an den wasserwirtschaftlichen Infrastrukturen müssen Nachhaltigkeitsstrategien und Priorisierungsverfahren entwickelt und umgesetzt werden.

196

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

8.4 Stauanlagen 8.4.1 Wassermengenbewirtschaftung Im Abschnitt 6.4.2 ist gezeigt worden, dass durch die sachgerechte Wassermengenbewirtschaftung der Talsperren und HRB die Hochwasserscheitel reduziert und verzögert werden konnten und dass durch die Sächsischen Stauanlagen während des Hochwassers über 80 Millionen m³ Wasser zurück gehalten werden konnten. In der Phase der Regeneration, also unmittelbar nach Ablaufen der Hochwasserwelle, galt es, die Hochwasserrückhalteräume möglichst schnell wieder frei zu fahren, um für nachfolgende Hochwasserwellen genügend Speicherraum zur Verfügung zu haben. Bei der relativ schnellen Absenkung waren die in Abschnitt 8.4.2 beschriebenen Belange der Wassergütebewirtschaftung zu beachten. Ein weiterer Schwerpunkt in dieser Phase war die wassermengenwirtschaftliche Auswertung des Hochwasserereignisses und die Überprüfung der hydrologischen Eingangsdaten für die Bemessung und Bewirtschaftung der Stauanlagen. Im Ergebnis der Erstauswertung sind die gewöhnlichen Hochwasserrückhalteräume der durch die Landestalperrenverwaltung bewirtschafteten Stauanlagen neu bemessen und dort, wo erforderlich, deutlich erhöht worden. Der gesamte gewöhnliche Hochwasserrückhalteraum der LTV-Anlagen ist von 122,5 auf 148 Millionen Kubikmeter vergrößert worden. In der Tabelle 8-2 ist das Ergebnis dieser Neubemessung für ausgewählten Talsperren der LTV dokumentiert. Weitergehende Analysen und die Neuerstellung von Hochwassergutachten zur Bemessung der Stauanlagen erfolgten in der anschließenden Phase der Hochwasservorbeugung und sind im Abschnitt 9.7.5 erwähnt. Tabelle 8-2 Hochwasserrückhalteräume an ausgewählten Sächsischen Talsperren vor und nach dem Hochwasser 2002 [195]

Talsperre Eibenstock HW-Schutzsystem Gottleuba * Talsperre Gottleuba * 4 HRB HW-Schutzsystem Pleiße * Speicher Borna * HRB Regis-Serbitz * HRB Stöhna * Talsperre Schömbach * Speicher Witznitz TS-Sys. Klingenberg/Lehnmühle Talsperre Pöhl Talsperre Rauschenbach Talsperre Lichtenberg Talsperre Malter Summe:

I GHR in Mio. m³ Einzugsgebiet Fließgewässer vor Aug. 2002 nach Aug. 2002 in km² 5,8 10,0 200 Zwickauer Mulde 8,0 9,0 113 Gottleuba

73,1

73,1

1359

3,5 9,2 0,9 0,5 2,3 103,3

9,0 9,2 4,0 3,0 4,3 121,6

89 160 70 38 105

Pleiße

Naturraum Westerzgebirge Osterzgebirge

Leipziger Tiefland

Wilde Weißeritz Osterzgebirge Trieb Vogtland Flöha Mittleres Erzgebirge Gimmlitz Mittleres Erzgebirge Rote Weißeritz Osterzgebirge

8.4 Stauanlagen

197

Ein weiterer Gesichtspunkt der Wassermengenbewirtschaftung unmittelbar nach dem Ereignis war die Sicherstellung der Rohwasserbereitstellung insbesondere für die Trinkwasserversorgung. Im Abschnitt 6.4.3 ist bereits über den längerfristigen Ausfall von mehreren im Überschwemmungsbereich liegenden Wasserwerken berichtet worden. Diese ausgefallenen Versorgungskapazitäten mussten durch andere, in der Regel mit Talsperrenwasser beschickte, Wasserwerke übernommen werden. Dadurch war in dieser Phase eine erhöhte Bereitstellung von hochwertigem Rohwasser erforderlich.

8.4.2 Wassergütebewirtschaftung Im Abschnitt 6.4.3 ist die Wassergütebewirtschaftung während des Hochwasserereignisses anhand von zwei Beispielen beschrieben worden. Die dort genannten Steuerungshandlungen zur Sicherung der Rohwasserqualität und damit Trinkwasserversorgung treffen inhaltlich auch auf eine längere Phase nach dem Ereignis zu. Nach der Hochwasserwelle nimmt der Eintrag von unerwünschten Stoffen in die Stauräume zwar relativ schnell wieder ab, aber die entsprechend ihrer Temperatur eingeschichteten verschmutzten Wassermassen beginnen sich mit dem restlichen Wasserkörper zu vermischen, was es durch die in 6.4.3 beschriebenen Steuerhandlungen zu minimieren gilt. Das Beispiel von Dresden hat gezeigt, dass die Trinkwasserversorgung über eine längere Zeit nur mit Talsperrenwasser sichergestellt werden konnte, da die Wasserwerke an der Elbe erst nach 8 Monaten Totalausfall wieder in Betrieb genommen werden konnten. In den Beginn dieser Phase der Bewirtschaftung fällt, wie in 8.4.1 beschrieben, auch die möglichst schnelle Absenkung des Wasserstandes, um die Hochwasserrückhalteräume wieder zur Verfügung zu haben. Da diese Entlastung der Anlagen über die Grundablässe zu unerwünschten Gütebeeinträchtigungen der bis dahin unbeeinflussten Tiefenwasserschichten führen kann, muss die Steuerung sehr sorgfältig und sensibel erfolgen. Um für die Zukunft die Wassergütebewirtschaftung besser absichern zu können, sind die in 9.7.6 beschriebenen Optionen untersucht worden. Das Messprogramm zur Überwachung der Rohwasserqualität muss auch in dieser Bewirtschaftungsphase an die jeweilige Situation angepasst werden. Auswertungen der Messergebnisse haben die in Bild 8-6 und Bild 8-7 dargestellten Trends ergeben. Hier sieht man sehr deutlich, dass sich die Wassergüteparameter am stärksten nach dem Hochwasser verändert und i. d. R. langfristig wieder auf die Werte vor dem Hochwasser eingestellt haben. Am längsten dauert dieser Prozess bei den organischen Belastungen. Schlussfolgerung 76: Eine ausgewogene wassermengen- und wassergütemäßige Steuerung von Stauanlagen und die Überprüfung der Bewirtschaftungsdaten sind für die schnelle Wiedererreichung des Hochwasserschutzzieles und die Sicherstellung von Versorgungsaufgaben, z. B. Rohwasser für die Trinkwasserversorgung, wichtig.

198

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

Bild 8-6 Veränderungen ausgewählter Wassergüteparameter an der TS Eibenstock durch das Hochwasser vom August 2002 (LTV)

Bild 8-7 Veränderungen ausgewählter Wassergüteparameter an der TS Klingenberg durch das Hochwasser vom August 2002 (LTV)

8.4 Stauanlagen

199

Schlussfolgerung 77: Die durch Hochwasser veränderten Wassergüteparameter in Staukörpern erreichen i. d. R. mittel- oder langfristig wieder ihre Ausgangswerte. Bei organischen Belastungen dauert dieser Prozess mit am längsten.

8.4.3 Betriebs- und Bauwerksüberwachung Analog zu den Gewässern ist auch bei den Stauanlagen parallel zu den im Abschnitt 7.7 beschriebenen Sofortmaßnahmen der Gefahrenabwehr mit der Schadensbeseitigung begonnen worden. Da vor größeren Instandsetzungsarbeiten erst einmal die Dimensionierungen und Standsicherheitsberechnungen überprüft werden mussten, ist in einigen Fällen die Funktionssicherheit durch provisorische Reparaturen hergestellt worden. So sind z. B. die im Bild 7-31 dargestellten Auskolkungen an der HWE der TS Klingenberg vorläufig gesichert worden (siehe Bild 8-8), obwohl im Zuge der anstehenden Komplexsanierung für ca. 8 Jahre später ein kompletter Umbau der HWE vorgesehen war.

Bild 8-8 Provisorische Reparatur der HWE der TS Klingenberg 2003/2004 (LTV)

Die wichtigste Aufgabe in dieser Phase war die Wiederherstellung der kompletten Funktionssicherheit der geschädigten Stauanlagen. Bei den Instandsetzungsarbeiten ist durch konstruktive Verbesserungen darauf geachtet worden, dass die Schadensanfälligkeit bei zukünftigen Ereignissen möglichst gering ist. Schlussfolgerung 78: Bei Talsperren und Rückhaltebecken müssen funktions- und standsicherheitsrelevante Schäden schnellstmöglich, ggf. auch provisorisch, repariert werden, um zusätzliche Sicherheitsrisiken für die Unterlieger zu vermeiden.

200

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

Die Talsperrenfachleute der LTV haben die vom Hochwasser betroffenen Anlagen zügig einer ersten Standsicherheitsbetrachtung unterzogen. Dabei sind die visuellen Beobachtungen des Staupersonals während des Ereignisses, die visuellen Kontrollen der Talsperreningenieure nach dem Ereignis und die Daten der messtechnischen Bauwerksüberwachung mit den laut den Standsicherheitsuntersuchungen vorliegenden Berechnungswerten verglichen und bewertet worden. Die Ergebnisse dieser Analyse sind im Bericht über die Auswirkungen des Extremhochwassers vom August 2002 auf die Talsperren, Hochwasserrückhaltebecken und Wasserspeicher der LTV [174] dokumentiert worden. Die Einschätzung zeigte, dass bis auf die zwei gebrochenen Dämme der Vorsperre Klingenberg und des HRB Glashütte trotz der hohen Belastungen die Standsicherheit der Stauanlagen gewährleistet war. Die Stauanlagen haben auf die extreme Belastungssituation mit z. B. Sickerwasserzunahmen, Deformationen und Sohlwasserdruckerhöhungen reagiert. Alle lastabhängigen Bauwerksreaktionen konnten durch entsprechende Messwerte als reversibel und unschädlich eingestuft werden. Die wichtigsten Ergebnis aus [174] kann man wie folgt zusammenfassen: ¾ Ergebnisse der bautechnischen Erstbewertung der TS und HRB in Sachsen: x die Absperrbauwerke haben auf den hochwasserbedingten Belastungszuwachs logisch reagiert x die Zunahme des Sickerwasseranfalls, Deformationen zur Luftseite und Sohlwasserdruckerhöhungen waren die häufigsten Bauwerksreaktionen x häufig sind bisher gemessene Maximalwerte überschritten worden x die registrierten Messwertveränderungen entsprechen den aufgetretenen Belastungsgrößen x es sind keine atypischen Bauwerksreaktionen aufgetreten x die Bauwerksreaktionen waren i. d. R. reversibel x es waren keine Gefährdungen für die Stand- bzw. Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit erkennbar x eine nachträgliche Beeinträchtigung der Stand- bzw. Tragsicherheit war nicht erkennbar Mit den nun folgenden Beispielen der messtechnischen Überwachung sollen die eben getroffenen Aussagen belegt werden. Aus dem Bild 8-9 kann man zwei Sachverhalte sehr schön erkennen. Zum Einen hat sich vor dem Hochwasser die Krone des Absperrbauwerkes der Bruchsteinmauer der TS Lehnmühle aufgrund des fallenden Wasserstandes und der jahreszeitlichen Erwärmung Richtung Wasserseite bewegt. Zum Anderen hat sich mit dem plötzlichen Anstieg des Wasserspiegels von über vier Meter während des Hochwassers die Krone sofort Richtung Luftseite bewegt. Die absolute Auslenkung der Mauerkrone bewegte sich jedoch immer noch im Bereich der jahreszeitlichen Bauwerksbewegungen. Insofern stellten in diesem Beispiel nicht die Deformationsgrößen selbst sondern die Geschwindigkeit der Bauwerksbewegung die außergewöhnliche Belastung dar.

8.4 Stauanlagen

201

Bild 8-9 Pendellotmessung an TS Lehnmühle (LTV)

Bild 8-10 TS Lehnmühle, Sohlwasserdruckmessungen im rechten Grundablass, 1…5 von Wasserseite zu Luftseite (LTV)

Auch die in Bild 8-10 dargestellten Sohlwasserdruckmessungen verdeutlichen, dass sich das Bauwerk erwartungsgemäß verhält. Die Sohlwasserdrücke folgen dem Verlauf des Oberwasserstandes und nehmen mit zunehmender Entfernung von der Wasserseite ab. Auch hier

202

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

lassen sich keine Unregelmäßigkeiten erkennen, die auf ein atypisches Verhalten hinweisen könnten. Die in Bild 8-11 dargestellte Bewegung der Mauerkrone der Betongewichtsstaumauer der TS Rauschenbach ist besonders interessant, weil sie sehr schön ein für die meisten Betrachter eher ungewöhnliches, aber dennoch logisches physikalisches Bauwerksverhalten widerspiegelt. Hier bewegt sich die Mauerkrone trotz eines schnellen Anstieges des Wasserspiegels um ca. 17 m mehr als 3 mm Richtung Wasserseite. Dieses auf den ersten Blick unerwartete Verhalten lässt sich wie folgt erklären: Aufgrund von Bauarbeiten im Stauwurzelbereich der TS Rauschenbach ist der Wasserstand sehr weit abgesenkt gewesen. Durch ihre Ausrichtung ist die Wasserseite der sommerlichen Einstrahlung der Sonne ausgesetzt gewesen und hat sich dementsprechend erwärmt. Durch den plötzlichen Einstau von ca. 17 m hat sich auf einen Schlag die Wasserseite abgekühlt. Die sich durch den Einstau und die damit verbundene Erhöhung des Wasserdruckes ergebenden Kräfte, die eine Verformung Richtung Luftseite bewirken, waren geringer als die durch die Temperaturänderung des Betons aufgetretenen Kräfte, die eine Verformung Richtung Wasserseite bewirkt haben. Auch hier liegt demzufolge ein völlig normales Bauwerksverhalten vor.

Bild 8-11 TS Rauschenbach, horizontale Bewegung der Mauerkrone (LTV)

Ein dreiviertel Jahr später ist durch die LTV ein zweiter Bericht [182] zur Standsicherheit ausgewählter Talsperren, Hochwasserrückhaltebecken und Wasserspeicher während des Augusthochwassers 2002 vorgelegt worden. In diesem Bericht sind für die betroffenen Stauanlagen als Ergänzung zu der Erstbewertung auf Grundlage der Messergebnisse Standsicherheitseinschätzungen vorgenommen worden.

8.5 Ereignisanalyse

203

Die Einschätzung der Standsicherheit der einzelnen Stauanlagen konnte bei Vorliegen aktueller Nachweise, durch direkten Vergleich berechneter Lastfälle mit der beim Hochwasser aufgetretenen Belastung und bei älteren Nachweisen durch den Vergleich der tatsächlichen Belastungen mit ähnlichen Lastfällen erfolgen. Auch hier konnte eingeschätzt werden, dass trotz der hohen Belastungen die Standsicherheit der Stauanlagen gewährleistet war. Schlussfolgerung 79: Das Bauwerksverhalten von Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken ist bei auf dem Stand der Technik befindlichen Anlagen bei Hochwasserereignissen i. d. R. unkritisch für die Trag- und Gebrauchstauglichkeit. Dennoch sollten die infolge der Belastungsveränderungen aufgetretenen Bauwerksreaktionen für nachträgliche Bewertungen intensiv beobachtet und ausgewertet werden. Schlussfolgerung 80: Messdaten von Extremsituationen sind sehr wichtig für die Beurteilung der Tragsicherheit der Absperrbauwerke. Deshalb sind ausfallsichere automatische Messsysteme zur Bauwerksüberwachung von Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken im Hochwasserfall sehr wertvoll, weil das Staupersonal wegen des höheren sonstigen Arbeitsanfalles zur Hochwassersteuerung der Anlage zu wenig Zeit für Sondermessungen oder kürzere Messintervalle hat.

8.5 Ereignisanalyse In der Phase der Regeneration ist es wichtig, eine fundierte Ereignisanalyse durchzuführen, um bei der Planung von Maßnahmen zur Wiederherstellung und Verbesserung des Hochwasserschutzes die Risikoursachen zu kennen. Nur auf der Basis dieser Erkenntnisse kann Hochwasserschutz im Sinne des Hochwasserrisikomanagements nachhaltig gestaltet werden. Im Rahmen der unter 9.4 beschriebenen Erarbeitung der Sächsischen Hochwasserschutzkonzepte (HWSK) sind für alle Gewässer I. Ordnung Ereignisanalysen durchgeführt worden. Diese bildeten die Ausgangsbasis für die weiteren Überlegungen zur schrittweisen Verbesserung des Hochwasserrisikomanagements in Sachsen. Für das am stärksten betroffene Gebiet im Osterzgebirge ist unter Verwendung der Erkenntnisse aus den HWSK in einem umfassenden Bericht mit dem Titel „Ereignisanalyse – Hochwasser August 2002 in den Osterzgebirgsflüssen“ [7] das Hochwasserereignis von 2002 aufgearbeitet worden. Hierbei sind auch Aspekte, wie z. B. die Medienberichterstattung, mit betrachtet worden, die über die reinen wasserwirtschaftlichen Überlegungen hinaus gehen. Um den verschiedensten Entscheidungsträgern diese fachlichen Grundlagen und wichtigsten Ergebnisse der Ereignisanalyse näher bringen zu können, ist als Komprimat aus der Ereignisanalyse ein Managementreport [13] erstellt worden.

204

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

Die Ereignisanalyse selbst ist wie folgt aufgebaut: ¾ Aufbau der Ereignisanalyse: x Gebietsbeschreibung x Meteorologie x Hydrologie x Feststofftransport und Hydraulik x Schadensprozesse x Schadensbilanz x Hochwassermeldesystem x Fallbeispiele x Vergleich zu historischen Hochwassern x Reduzierung des Gefahren- und Schadenspotenzials x Konsequenzen für das Hochwassermeldesystem x Flutberichterstattung in den Medien x Fallbeispiele Gefahrenkarten x Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Inhaltlich ist die Ereignisanalyse in zwei Hauptteile gegliedert worden. Im ersten Teil wird der Ablauf des Hochwasserereignisses vom August 2002 im vorher beschriebenen Betrachtungsgebiet dargestellt. Dabei werden die abgelaufenen meteorologischen Prozesse und deren hydrologischen Auswirkungen geschildert. Da das Ereignis deutlich gezeigt hatte, dass gerade im Erzgebirge die Erosions- und Umlagerungsprozesse mit den daraus resultierenden Verklausungen eine nicht zu unterschätzende Rolle spielten, sind neben der normalen Hydromechanik auch die Feststofftransporte und das Treibgut untersucht worden. Mit diesen Untersuchungen waren die Voraussetzungen für die Betrachtung der Schadensprozesse und den daraus entstandenen Schäden bzw. der Schadensbilanz gegeben. Nach der Analyse dieser vorwiegend physikalischen Prozesse sind mit dem Hochwassermeldesystem die Informationswege und Informationsinhalte ausgewertet worden. Am Ende des ersten Teiles wird anhand von den vier Fallbeispielen Dammbruch von Glashütte, hydrologische Untersuchungen über die Möglichkeit von Hochwasserpräventionsmaßnahmen für den Schlosspark Weesenstein, Augusthochwasser am Lockwitzbach im Stadtgebiet von Dresden und dem Weißeritzhochwasser im Gebiet der Stadt Dresden die Auswirkung des Ereignisses demonstriert und bewertet. Im zweiten Teil der Ereignisanalyse werden schwerpunktmäßig Schlussfolgerungen für die Zukunft gezogen. Nach der vergleichenden Betrachtung zu historischen Hochwasserereignissen im Untersuchungsgebiet werden Überlegungen zur Reduzierung des Gefahren- und Schadenspotenzials angestellt. In den aufgezeigten Konsequenzen für das Hochwassermeldesystem werden die Ergebnisse aus dem ersten Teil und die Forderungen aus dem Kirchbachbericht [163] aufgegriffen und berücksichtigt. In einem gesonderten Kapitel wird die Flut-

8.6 Öffentlichkeits- und Pressearbeit

205

berichterstattung der Medien untersucht und bewertet. Auch der zweite Teil wird mit Fallbeispielen, hier zum Thema Gefahrenkarten, abgeschlossen. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Schlussfolgerungen aus der Ereignisanalyse des Osterzgebirges sich vollumfänglich auf den Mittelgebirgsraum in Sachsen übertragen lassen. Bei der Anwendung der Ergebnisse auf die weiter im Norden liegenden Flachländer gibt es zu einigen schadensverursachenden Prozessen Einschränkungen oder Veränderungen, die bei den daraus abzuleitenden Schlussfolgerungen entsprechend berücksichtigt werden müssen. An dieser Stelle soll explizit auch noch einmal die Wichtigkeit einer möglichst umfassenden Ereignisdokumentation als Bestandteil der Ereignisanalyse hervorgehoben werden. Nur durch eine zeitnahe, qualifizierte und umfassende Ereignisdokumentation kann die Datenbasis für spätere im Rahmen der eigentlichen Ereignisanalyse oder in der Phase der Hochwasservorbeugung durchzuführende Berechnungen und Simulationen geschaffen werden. So fehlen z. B. in der Regel Daten für die Wasserstands-Durchflussbeziehungen bei höheren Abflüssen oder genaue Angaben zu Überschwemmungsgebieten bei größeren Hochwasserereignissen. Wenn diese Daten während bzw. unmittelbar nach einem abgelaufenen Hochwasserereignis nicht qualifiziert erhoben werden, fehlen z. B. wertvolle Informationen zur Kalibrierung und auch Weiterentwicklung von hydrodynamisch numerischen Berechnungsmodellen. Diese am Beispiel der HN-Modelle getroffene Aussage trifft selbstverständlich auch auf alle anderen betroffenen Wissensgebiete zu. Dieser Aspekt wird leider oft nicht berücksichtigt, weil nach abgelaufenen Hochwasserereignissen die zuständigen Akteure mit anderen wichtigen Handlungen gebunden sind. Schlussfolgerung 81: Die Erkenntnisse aus der Ereignisanalyse des Osterzgebirges zum Augusthochwasser 2002 sind vollumfänglich auf den Sächsischen Mittelgebirgsraum übertragbar. Schlussfolgerung 82: Nach abgelaufenen Hochwasserereignissen muss eine zeitnahe, qualifizierte und umfassende Ereignisdokumentation durchgeführt werden, um u. a. die erforderliche Datenbasis für spätere im Rahmen der eigentlichen Ereignisanalyse oder in der Phase der Hochwasservorbeugung durchzuführende Analysen, Berechnungen und Simulationen zu schaffen. Ohne diese Datenbasis sind Kalibrierungen und Weiterentwicklungen von Analyse- und Berechnungsmodellen nur schwer oder teilweise nicht möglich.

8.6 Öffentlichkeits- und Pressearbeit Unter Berücksichtigung der in 7.8 beschriebenen Erfahrungen aus der eher passiven Öffentlichkeits- und Pressearbeit der Akteure der Wasserwirtschaft war diese in der Phase der Hochwassernachsorge und des nachhaltigen Wiederaufbaus schon wesentlich aktiver. Obwohl die Kapazitäten der Wasserwirtschaft noch enorm mit der Erledigung der Fachauf-

206

8 Hochwassernachsorge und Wiederaufbau

gaben gebunden waren, wurden Personalkapazitäten für eine aktive Öffentlichkeits- und Pressearbeit bereit gestellt. Damit konnte erreicht werden, dass die Bevölkerung und die Medien meist rechtzeitig vor der sichtbaren Umsetzung über Maßnahmen und Hintergründe der Wasserwirtschaft informiert waren. Durch diese Herangehensweise konnte in der Mehrheit der Bevölkerung die Akzeptanz für die Aufgabenerledigung und oft sogar eine positive Medienberichterstattung bewirkt werden. Schlussfolgerung 83: Auch in der Phase der Regeneration ist durch die Akteure der Wasserwirtschaft eine aktive Öffentlichkeits- und Pressearbeit erforderlich, um die Betroffenen und Medien rechtzeitig mit Informationen über anstehende Maßnahmen zu versorgen. Durch diese Transparenz entsteht die für eine erfolgreiche Aufgabenbewältigung erforderliche Akzeptanz.

9

Hochwasservorbeugung

9.1 Allgemeines Im integrierten Hochwasserrisikomanagement sind die bisher erläuterten Handlungen in den Phasen der Hochwasserbewältigung und der Regeneration stark vom vorher aufgetretenen Ereignis geprägt und stellen vorwiegend Reaktionen auf das gerade abgelaufene Hochwasserereignis dar. Je weiter man sich zeitlich vom Hochwasserereignis entfernt, desto mehr nimmt die Bedeutung von Aktionen im Sinne der Nachhaltigkeit und der Hochwasservorbeugung zu. Der Übergang von der Reaktion auf ein Ereignis zur Aktion mit dem Ziel der Hochwasservorbeugung findet allmählich statt. Die Handlungsfelder der Reaktion auf ein Ereignis werden in der Regel als unabweisbar akzeptiert und der damit zusammenhängende Aufwand wird demzufolge nicht in Frage gestellt. Die aufzuwendenden Handlungen (Aktionen) zur Hochwasservorbeugung bedürfen eines Hochwasserbewusstseins. Dazu ist es erforderlich, dass mit guten fachlichen Begründungen den Entscheidungsträgern und der Öffentlichkeit der Nutzen und die Notwendigkeit der Hochwasservorsorge plausibel dargestellt und die Konsequenzen der Einsparung von Vorsorgemaßnahmen veranschaulicht werden. Ansonsten besteht die Gefahr, dass mit zunehmendem zeitlichen Abstand von abgelaufenen Hochwasserereignissen die Bereitschaft für und die Akzeptanz von Hochwasservorbeugemaßnahmen abnimmt. Schlussfolgerung 84: Da die Bereitschaft für und die Akzeptanz von Hochwasservorbeugemaßnahmen mit zunehmendem zeitlichen Abstand zu abgelaufenen Hochwasserereignissen abnimmt, ist es äußerst wichtig, durch gute fachliche Begründungen und Informationen das Hochwasserbewusstsein auf einem hohen Niveau zu halten.

9.2 Ausgangslage Im Kapitel 4 ist die wasserwirtschaftliche Ausgangslage vor dem Augusthochwasser 2002 als Umsetzungsstatus der vorhandenen Hochwasservorbeugung beschrieben worden. Die dort beschriebenen Sachverhalte zur Topographie, zur Geologie, zu den klimatischen Bedingungen und zu den vorhandenen Gewässern haben sich durch das Hochwasser von 2002 prinzipiell nicht geändert. Verändert hat sich allerdings die Sicht auf die aufgezählten Sachverhalte. So sollte nach dem Hochwasser jedermann klar geworden sein, dass die Fließgewässer als bedeutende Bestandteile der Landschaft genügend Raum benötigen. Dieses nach dem Extremereignis besonders vorhandene Hochwasserbewusstsein ermöglichte Veränderungen in der Rechtslage, Verbesserungen bei der Bewirtschaftung der Fließgewässer und Stauanlagen, Veränderungen an den Flächennutzungen und vielfältige Maßnahmen zur Verminderung der Schadenspotenziale und der Vulnerabilität.

208

9 Hochwasservorbeugung

Eine bedeutende Auswahl dieser umfangreichen Aktivitäten zur Reduzierung der Hochwassergefährdung soll in den folgenden Abschnitten fokussiert auf den Freistaat Sachsen vorgestellt werden.

9.3 Rechtslage Die gesetzlichen Grundlagen zum Hochwasserschutz haben sich nach dem Hochwasserereignis von 2002 in vielen Bereichen geändert. In den folgenden Ausführungen sollen die wichtigsten Veränderungen in ihrer chronologischen Reihenfolge dargestellt werden. Das Wasserhaushaltsgesetz [32] befand sich vor dem Hochwasser von 2002 schon seit geraumer Zeit in der Überarbeitung, weil die Regelungen der EG-WRRL [74] in nationales Recht umzusetzen waren. Noch unter dem Eindruck des Oderhochwassers von 1997 war auch eine stärkere Berücksichtigung von Hochwasserschutzaspekten vorgesehen. Unmittelbar nach dem Ereignis, nämlich am 19.08.2002, trat dann das neue Wasserhaushaltsgesetz [33] in Kraft. Im § 32 des WHG von 2002 sind lediglich Überschwemmungsgebiete definiert worden und die Länder sehr unbestimmt zu deren Ausweisung und zur Zusammenarbeit im Hochwasserschutz verpflichtet worden. Insofern regelte das WHG von 2002 den nachhaltigen Hochwasserschutz nicht konsequenter als die bereits vor 2002 geltenden Rechtsgrundlagen. Einen Monat nach dem Hochwasser fand noch unter dem Eindruck des abgelaufenen Extremereignisses die 1. Flussgebietskonferenz der Bundesregierung zum vorbeugenden Hochwasserschutz [28] statt. Auf dieser ersten, von inzwischen drei Konferenzen, ist das 5-PunkteProgramm der Bundesregierung [30] mit Arbeitsschritten zur Verbesserung des vorbeugenden Hochwasserschutzes beschlossen worden. Die wesentlichsten Inhalte sind: ¾ 5-Punkte-Programm der Bundesregierung: x gemeinsames Hochwasserschutzprogramm von Bund und Ländern í den Flüssen mehr Raum geben í Hochwasser dezentral zurückhalten í Siedlungsentwicklung steuern - Schadenspotenziale mindern x länderübergreifende Aktionspläne - internationale Fachkonferenz x europäische Zusammenarbeit voranbringen x Flussausbau überprüfen - Schifffahrt umweltfreundlich entwickeln x Sofortmaßnahmen zum Hochwasserschutz í bessere Verzahnung der vorhandenen Hilfspotenziale des Bundes und der Länder, also vornehmlich Feuerwehren und Hilfsorganisationen í Entwicklung neuer Koordinierungsinstrumentarien für ein effizienteres Zusammenwirken des Bundes und der Länder, insbesondere verbesserte Koordinierung der Informationssysteme, damit die Gefahrenabwehr auch auf neue, außergewöhnliche Bedrohungen angemessen reagieren kann

9.3 Rechtslage

209

í beschleunigter Ausbau der Koordinierungsstelle für großflächige Gefährdungslagen í Ausbau der Akademie für Krisenmanagement, Notfallplanung und Zivilschutz (AKNZ) í Warnung und Information der Bevölkerung í Unterstützung der bürgerschaftlichen Selbsthilfe Der Freistaat Sachsen hat als Reaktion auf das Augusthochwasser von 2002 am 14. November 2002 das Gesetz zur Erleichterung des Wiederaufbaus und zur Verbesserung des Hochwasserschutzes [99] erlassen. In diesem Gesetz sind im Sinne des Hochwasserrisikomanagements und der Schadensbeseitigung Änderungen am Sächsischen Wassergesetz, am Sächsischen Naturschutzgesetz, am Sächsischen Straßengesetz, am Sächsischen Denkmalschutzgesetz und am Sächsischen Landesplanungsgesetz vorgenommen worden. Beim Sächsischen Naturschutzgesetz, beim Denkmalschutzgesetz und beim Landesplanungsgesetz betreffen die Änderungen Regelungen, die bei Wiederinstandsetzungsmaßnahmen infolge außergewöhnlicher Ereignisse, insbesondere nach Naturkatastrophen, kürzere Auslegefristen und schnelle Reaktionen der Behörden befördern. Beim Sächsischen Straßengesetz wird zusätzlich geregelt, dass nach außergewöhnlichen Ereignissen, insbesondere nach Naturkatastrophen, befristet nicht öffentliche Straßen dem öffentlichen Verkehr gewidmet werden können, wenn öffentliche Straßen wegen Zerstörung nicht nutzbar sind. Im SächsWG sind die Änderungen noch weitgehender, wovon hier nur die im Sinne des Hochwasserrisikomanagements oder des Wiederaufbaues benannt werden sollen. Im § 50 SächsWG wird geregelt, dass die Gewässerrandstreifen auch zur Sicherung des Wasserabflusses dienen. In den §§ 67 und 91 SächsWG werden Regelungen zur Genehmigungsbeschleunigung nach außergewöhnlichen Ereignissen, insbesondere nach Naturkatastrophen getroffen. Und im § 100 SächsWG werden wesentlich konkretere Regelungen zur Festsetzung von Überschwemmungsgebieten getroffen. Ausgehend vom HQ100 sollen die Überschwemmungsgebiete per Rechtsverordnung festgesetzt werden. In der Rechtsverordnung kann auch bestimmt werden, dass Hindernisse beseitigt werden, die Nutzung von Grundstücken geändert wird und Maßnahmen zur Verhütung von Auflandungen und Abschwemmungen sowie Maßnahmen zur Rückgewinnung natürlicher Rückhalteflächen getroffen werden. Ohne Rechtsverordnung werden per Gesetz die Gelände zwischen Ufer und Deichen sowie Hochwasserschutzräume von Talsperren und Rückhaltebecken als Überschwemmungsgebiete festgesetzt. In den Überschwemmungsgebieten werden erst einmal folgende Handlungen untersagt: ¾ im SächsWG (Stand 11/2002) untersagte Handlungen in Überschwemmungsgebieten: x Ausweisung von neuen Baugebieten in einem Verfahren nach dem Baugesetzbuch x Aufhöhungen oder Abgrabungen x Errichtung oder wesentliche Änderung baulicher Anlagen x Errichtung von Mauern, Wällen oder ähnlichen Anlagen quer zur Fließrichtung des Wassers bei Überschwemmungen

210

9 Hochwasservorbeugung

x Aufbringen oder Ablagern von wassergefährdenden Stoffen auf den Boden; dies gilt nicht für Stoffe, die im Rahmen einer ordnungsgemäßen Land- und Forstwirtschaft eingesetzt werden dürfen x Lagerung von Stoffen, die den Hochwasserabfluss behindern können x Anlegen von Baum- und Strauchpflanzungen, soweit diese nicht der Uferbefestigung oder dem vorsorgenden Hochwasserschutz dienen x Umwandlung von Grünland in Ackerland Da die Festsetzung der Überschwemmungsgebiete per Rechtsverordnung erfahrungsgemäß einen sehr langen Zeitraum in Anspruch nehmen kann, hat der Sächsische Gesetzgeber eine Übergangsregelung geschaffen, die regelt, dass bis zum 31.12.2012 diejenigen Gebiete als Überschwemmungsgebiete gelten, die bei einem HQ100 überschwemmt werden und in den Arbeitskarten der zuständigen Wasserbehörden, der Staatlichen Umweltfachämter oder des Landesamtes für Umwelt und Geologie dargestellt sind. Auch die im alten WHG als überschwemmungsgefährdete Gebiete bezeichneten Flächen sind im § 100, Absatz 7 SächsWG schon erwähnt und deren Schutz geregelt worden. Mit diesem Gesetz zur Erleichterung des Wiederaufbaus und zur Verbesserung des Hochwasserschutzes hat der Sächsische Gesetzgeber einen entscheidenden Beitrag zu besseren rechtlichen Voraussetzungen für den nachhaltigen Hochwasserschutz geschaffen. Die positive Wirkung wird in Tabelle 9-1 am Beispiel der festgesetzten Überschwemmungsgebiete sehr deutlich. So sind im Zeitraum vom Herbst 2002 bis Frühjahr 2004 immerhin 333 neue Überschwemmungsgebiete vorläufig festgesetzt worden. Damit war im Freistaat Sachsen eine Fläche von ca. 49.210 ha als Überschwemmungsgebiet festgesetzt worden, was ca. 2,7 % der Landesfläche entspricht. Zum Vergleich sei noch erwähnt, dass 2002 eine Fläche von ungefähr 40.000 ha überflutet war. Tabelle 9-1 Ausgewiesene Überschwemmungsgebiete in Sachsen (Stand 30.03.2004) Zeitraum vor 1990

rechtskräftige Überschwemmungsgebiete in Sachsen

Anzahl

mit altem Recht aus DDR übergeleitet; ÜG § 100 Abs. 5 SächsWG

21

1990 - 2002

mit Rechtsverordnung festgesetzt; ÜG § 100 Abs. 1 SächsWG

4

2002 - 2004

vorläufig festgesetzt; ÜG § 100 Abs. 3 SächsWG

333

Die Umweltministerkonferenz der Länder hat im Juni 2004 die von der LAWA im November 2003 vorgelegten Instrumente und Handlungsempfehlungen [167] zur Umsetzung der 1995 erarbeiteten Leitlinien für einen zukunftsweisenden Hochwasserschutz bestätigt. In Auswertung gerade der Sächsischen Erfahrungen wird dort u. a. empfohlen, alle Hochwasservorsorge- und Hochwasserschutzmaßnahmen in den Flussgebieten grundsätzlich in Hochwasseraktionsplänen zusammenzufassen und die Gefahren für jedermann in Hochwassergefahrenkarten darzustellen und diese öffentlich bekannt zu machen. Seit 2005 arbeitet der Bund auch ständig in der LAWA mit.

9.3 Rechtslage

211

Da das Sächsische Gesetz zur Erleichterung des Wiederaufbaus und zur Verbesserung des Hochwasserschutzes nur eine Übergangslösung darstellte, hat der Gesetzgeber in Sachsen im Herbst 2004 ein völlig überarbeitetes Wassergesetz [104] verabschiedet. Neben etlichen kleineren Verbesserungen in vielen Paragraphen im Sinne des Hochwasserrisikomanagements gibt es seit 2004 einen extra Teil mit besonderen Bestimmungen für den Hochwasserschutz, deren komplette Aufzählung zu weit führen würde. Deshalb sollen nur die wesentlichsten Sachverhalte erwähnt werden. Der § 91 SächsWG von 2004 [104] führt die Wasserbaudienststellenfunktion ein, die durch die Landestalsperrenverwaltung wahrgenommen wird. Mit dieser Regelung werden die Unteren Wasserbehörden entlastet und die Prüfstelle Wasserbau führt sehr gezielt die wasserrechtlichen Genehmigungen nach § 91 SächsWG für die eigenen Maßnahmen des Freistaates Sachsen durch. Im § 99 SächsWG von 2004 [104] werden die allgemeinen Bestimmungen und Grundsätze zum Hochwasserschutz geregelt, die u. a. den Rückhalt in der Fläche, die Verbesserung oder Wiederherstellung des natürlichen Rückhaltevermögens, die Verantwortung für jedermann zur Selbstvorsorge und die Zuständigkeiten beinhalten. Im § 99a SächsWG von 2004 [104] wird ohne Rechtsanspruch die Aufstellung eines Hochwasserschutz-Aktionsplanes auf der Grundlage der neuesten Erkenntnisse des Hochwasserschutzes in Verantwortung der obersten Wasserbehörde geregelt. Die Erstellung von Hochwasserschutzkonzepten und Gefahrenkarten für alle Gewässerkategorien ist im § 99b SächsWG von 2004 [104] vorgeschrieben. Die Mindestanforderungen an diese Konzepte werden ebenfalls im § 99b geregelt. Der Inhalt und Aufbau der Hochwasserschutzkonzepte für Sachsen kann im folgenden Abschnitt 9.4 nachgelesen werden. Der § 100 SächsWG von 2004 [104] regelt sehr konkret den Umgang mit den Überschwemmungsgebieten. Die oben erläuterte Regelung der vorläufigen Festsetzung aus dem Gesetz zur Erleichterung des Wiederaufbaus und zur Verbesserung des Hochwasserschutzes ist als Dauerregelung festgeschrieben worden. Auch für Gebiete, die nicht als Überschwemmungsgebiete festgesetzt werden, sind Regelungen zur Sicherung, Wiederherstellung oder Verbesserung des natürlichen Rückhaltes getroffen worden. Im § 100a SächsWG von 2004 [104] werden weitergehende Anforderungen an bauliche Anlagen in Überschwemmungsgebieten, wie z. B. Genehmigungspflicht und Hochwasserneutralität geregelt. Um auch die negativen Auswirkungen auf die Hochwasserentstehung zu minimieren, trifft der § 100b SächsWG von 2004 Festlegungen zu den Hochwasserentstehungsgebieten, wie z. B. die wasserbehördliche Genehmigungspflicht für die Errichtung oder wesentliche Änderung baulicher Anlagen, den Bau neuer Straßen, die Umwandlung von Wald oder die Umwandlung von Grün- in Ackerland in diesen Gebieten. Im zweiten Abschnitt des Hochwasserschutzteiles (§§ 100c bis 100h) des SächsWG von 2004 [104] werden Regelungen zu den Deichen und sonstigen Hochwasserschutzanlagen getroffen. Im dritten Abschnitt (§§ 101 bis 104) wird die Hochwasserabwehr mit den Aspekten Wasser- und Eisgefahr, Deichverteidigung, Wasserwehr und Warn- und Alarmordnungen geregelt.

212

9 Hochwasservorbeugung

Das Zusammenspiel dieser doch sehr umfassenden wassergesetzlichen Regelungen im Freistaat Sachsen soll noch mal mit der Darstellung in Bild 9-1 verdeutlicht werden.

Bild 9-1 Hochwasserschutzregelungen im SächsWG von 2004 [44]

Die Bundesrepublik Deutschland hatte im Mai 2005 das Gesetz zur Verbesserung des vorbeugenden Hochwasserschutzes [35] verabschiedet. Dieses Gesetz beinhaltet Änderungen zum Wasserhaushaltsgesetz, zum Baugesetzbuch, zum Raumordnungsgesetz, zum Bundeswasserstraßengesetz, zum DWD-Gesetz, zum Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung und zum Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz. Die außerhalb des WHG liegenden Änderungen sind meist Regelungen zur nachrichtlichen Übernahme von hochwasserrelevanten Informationen aus dem alten WHG oder zum Schutz von Freiräumen für den Hochwasserschutz. Im bis Februar 2010 geltenden WHG [34] gab es nun einen eigenen Abschnitt zum Hochwasserschutz. Im darin enthaltenem § 31a sind die Grundsätze des Hochwasserschutzes geregelt, die eine hochwassergerechte Bewirtschaftung der Gewässer, den Schutz von Überschwemmungsgebieten, den eigenverantwortlichen Hochwasserschutz von jedermann und die Zuständigkeit der Länder für den Hochwassernachrichtendienst fordern. Im § 31b des bisherigen WHG [34] sind Überschwemmungsgebiete definiert und die Länder zu deren Ausweisung verpflichtet worden. Des Weiteren sind die Länder angehalten, in diesen Gebieten Vorschriften zum Erhalt oder zur Verbesserung der ökologischen Strukturen der Gewässer und ihrer Überflutungsflächen, zur Verhinderung erosionsfördernder Maßnahmen, zum Erhalt oder zur Gewinnung, insbesondere Rückgewinnung von Rückhalteflächen, zur Regelung des Hochwasserabflusses oder zur Vermeidung und Verminderung von Schäden durch Hochwasser zu erlassen. Der § 31b des bisherigen WHG [34] verpflichtet die Länder weiterhin, in den Überschwemmungsgebieten Regelungen zu treffen zum hochwassergerech-

9.3 Rechtslage

213

ten Umgang mit wassergefährdenden Stoffen, zur Vermeidung von Störungen der Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung, zur Zulassungspflicht von erheblich den Wasserabfluss verändernder Maßnahmen, zur erosionsmindernden und schadstoffeintragsmindernden landwirtschaftlichen oder sonstigen Flächennutzung und zum Verbot von neu auszuweisenden Baugebieten in den Bauleitplänen. Im § 31c des bisherigen WHG [34] werden überschwemmungsgefährdete Gebiete definiert und die Länder zu Regelungen zur Vermeidung oder Verminderung von erheblichen Beeinträchtigungen des Wohls der Allgemeinheit durch Überschwemmung in diesen Gebieten verpflichtet. Im § 31d des bisherigen WHG [34] wird den Ländern auferlegt, bis Mai 2009 Hochwasserschutzpläne zu erstellen und öffentlich bekannt zu machen, die Maßnahmen für einen möglichst schadlosen Wasserabfluss, für den technischen Hochwasserschutz und für die Gewinnung, insbesondere Rückgewinnung von Rückhalteflächen sowie weitere dem Hochwasserschutz dienende Maßnahmen enthalten. Durch die Hochwasserschutzpläne sollen Gefahren, die von einem HQ100 ausgehen, so weit wie möglich und verhältnismäßig minimiert werden. Die Kooperation in den Flussgebietseinheiten wird im § 32 des bisherigen WHG [34] geregelt. Hier werden die Länder zur flussgebietsweisen Betrachtung und Zusammenarbeit im Hochwasserschutz verpflichtet. Schlussfolgerung 85: Der Bund hatte bei der Novellierung des WHG von 2002 noch keine Lehren aus dem Hochwasserereignis von 1997 an der Oder gezogen. Erst 2005 sind mit dem Gesetz zur Verbesserung des vorbeugenden Hochwasserschutzes unter dem Eindruck der Hochwasserkatastrophe von 2002 bessere Vorgaben verabschiedet worden. Schlussfolgerung 86: Aus wasserwirtschaftlicher Sicht sind die im bis Februar 2010 geltendem WHG [34] enthaltene Fixierung des Bundes auf ein HQ100 und die zahlreichen Ausnahmeregelungen, die doch eine Ausweisung neuer Baugebiete in Überschwemmungsgebieten ermöglichen, als nachteilig zu benennen. Schlussfolgerung 87: Die Regelungen des SächsWG [104] zum nachhaltigen Hochwasserschutz sind weitergehender und konkreter als die gesetzlichen Vorgaben des Bundes im bisher geltendem WHG [34]. Auch die Europäische Union hatte sich unter dem Eindruck der Hochwasserkatastrophe von 2002 mit dem Thema Hochwasserschutz beschäftigt. Nach einem langen Diskussionsprozess ist im Oktober 2007 die Richtlinie zur Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken (EG-HWRM-RL) [75] in Kraft getreten. Mit dieser Richtlinie, die mit dem ab 01.03.2010 in Kraft getretenen WHG [31] in nationales Recht umgesetzt ist, wird die Grundlage für ein integriertes Hochwasserrisikomanagement auf europäischer Ebene geschaffen. In Umsetzung der EG-HWRM-RL werden in den nächsten Jahren flusseinzugsgebietsweise das Hochwasserrisiko bewertet, bei Betroffenheit Hochwassergefahrenkarten und Hochwasserri-

214

9 Hochwasservorbeugung

sikokarten erstellt und Hochwasserrisikomanagementpläne erarbeitet, mit deren Umsetzung das Hochwasserrisiko vermindert werden soll. Weitere Ausführungen zur EG-HWRM-RL sind im Kapitel 3 enthalten. Aus der bisherigen Reihenfolge der Entstehung der neuen gesetzlichen Regelungen zum nachhaltigen Hochwasserschutz – erst Freistaat Sachsen, dann Bundesrepublik Deutschland und zum Schluss Europäische Union – kann man vermuten, dass offensichtlich die größten Betroffenheiten auch bei der Gesetzgebung den größten Handlungsdruck erzeugen. Normalerweise ist die Reihenfolge bei der Umsetzung gesetzlicher Vorschriften umgekehrt. Inzwischen hat die Bundesregierung reagiert und mit dem ab 01.03.2010 geltendem Gesetz zur Neuregelung des Wasserrechts (WHG) [31] die Vorgaben der EG-HWRM-RL in deutsches Recht umgesetzt. Trotz der seit der Föderalismusreform im Jahre 2006 bestehenden Vollregelungskompetenz des Bundes liegt in Deutschland der Hochwasserschutz weiterhin in der Zuständigkeit der Länder. Das neue WHG ist im Zuge der Föderalismusreform der konkurrierenden Gesetzgebungskompetenz zugeordnet worden. Damit können die Bundesländer abweichende Regelungen in den Landeswassergesetzen treffen, soweit es sich nicht um stoffoder anlagenbezogene Regelungen handelt [207] und die Vorgaben der EG-HWRM-RL eingehalten werden. In juristischen Kreisen spricht man von der „Ping-Pong“ Gesetzgebung, weil immer die Regelungen des jüngsten Gesetzes (Bund oder Land) gelten. Im neuen WHG [31] werden in verschiedenen Paragraphen und im Abschnitt 6 - Hochwasserschutz - die Regelungen zum Hochwasserrisikomanagement getroffen. Im § 5 WHG [31] zu den allgemeinen Sorgfaltspflichten ist geregelt, dass jede Person, die von Hochwasser betroffen sein kann, zu geeigneten Vorsorgemaßnahmen zum Schutz vor nachteiligen Hochwasserfolgen und zur Schadensminderung im Rahmen des Möglichen und Zumutbaren verpflichtet ist. Im § 6 WHG [31] zu den allgemeinen Grundsätzen der Gewässerbewirtschaftung wird eine nachhaltige Bewirtschaftung der oberirdischen Gewässer u. a. mit den Zielen der Gewährleistung natürlicher und schadloser Abflussverhältnisse und insbesondere des Wasserrückhaltes in der Fläche zur Vorbeugung der Entstehung nachteiliger Hochwasserfolgen gefordert. Bei den gesetzlichen Vorschriften zur Plangenehmigung und Planfeststellung im § 68 WHG [31] wird u. a. geregelt, dass nur genehmigt oder festgestellt werden kann, wenn keine nicht ausgleichbare Erhöhung der Hochwasserrisiken oder keine Zerstörung natürlicher Rückhalteflächen, vor allem in Auewäldern, zu erwarten ist. Der Abschnitt 6 des WHG [31] – Hochwasserschutz – übernimmt die Vorgaben der im Kapitel 3 erläuterten EG-HWRM-RL [75] und ergänzt noch um bekannte Regelungen. Die Gesetzesvorgaben sollen im Folgenden kurz aufgeführt werden. ¾ Rechtliche Umsetzung der EG-HWRM-RL im Abschnitt 6 des neuen WHG: x § 72 WHG - Hochwasser í Definition des Hochwasserbegriffes x § 73 WHG – Bewertung von Hochwasserrisiken, Risikogebiete í Definition des Hochwasserrisikobegriffes nach EG-HWRM-RL í Bewertung des Hochwasserrisikos í Bestimmung der Gebiete mit signifikantem Hochwasserrisiko í Zeitplan, Informationsaustausch

9.3 Rechtslage

215

x § 74 WHG – Gefahrenkarten und Risikokarten í Erstellung von Gefahrenkarten í Erstellung von Risikokarten í Zeitplan, Informationsaustausch x § 75 WHG – Risikomanagementpläne í Erstellung von Risikomanagementplänen í Zeitplan, Informationsaustausch x § 76 WHG – Überschwemmungsgebiete an oberirdischen Gewässern í Definition von Überschwemmungsgebieten í Festsetzung von Überschwemmungsgebieten í Information der Öffentlichkeit x § 77 WHG – Rückhalteflächen í Erhalt der Rückhalteflächenfunktion von festgesetzten oder früheren Überschwemmungsgebieten x § 78 WHG – Besondere Schutzvorschriften für festgesetzte Überschwemmungsgebiete í Verbote in Überschwemmungsgebieten í Ausnahmeregelungen x § 79 WHG – Information und aktive Beteiligung í Veröffentlichung der Risikobewertung í Veröffentlichung der Gefahrenkarten í Veröffentlichung der Risikokarten í Veröffentlichung der Risikomanagementpläne x § 80 WHG – Koordinierung í Koordinierung EG-WRRL mit EG-HWRM-RL insbesondere der Bewirtschaftungspläne und Risikomanagementpläne x § 81 WHG – Vermittlung durch die Bundesregierung í Vermittlung zwischen Bundesländern auf Antrag Die aufgeführten Regelungen des WHG [31] dienen zur rechtlichen Umsetzung der EGHWRM-RL in Deutschland. Aus fachlicher Sicht sind die Gesetzesvorgaben an etlichen Stellen inhomogen und schwanken zwischen dem alten Sicherheits- und dem neuen Risikodenken. Damit ist das integrierte Hochwasserrisikomanagement nicht vollumfänglich verrechtlicht. Die Bundesländer werden in Kürze ihre Landeswassergesetze anpassen und damit die Vorgaben der EU und des Bundes in Landesrecht umsetzen. Der als Beispiel dienende Freistaat

216

9 Hochwasservorbeugung

Sachsen wird das Sächsische Wassergesetz ebenfalls anpassen. Dabei werden die weiter vorn erläuterten, gegenüber dem WHG weitergehenden, Regelungen zum Hochwasserrisikomanagement übernommen werden. Schlussfolgerung 88: Durch das Augusthochwasser von 2002 ist eine wesentlich bessere Hochwasserschutzgesetzgebung ausgelöst und erstmalig ein umfassenderer Rechtsrahmen für ein integriertes Hochwasserrisikomanagement geschaffen worden.

9.4 Hochwasserschutzkonzepte in Sachsen 9.4.1 Allgemeines Der Freistaat Sachsen hatte nach dem Hochwasser vom August 2002 beginnend mit der in Abschnitt 8.5 beschriebenen Ereignisanalyse über die Erarbeitung von Hochwasserschutzkonzepten und die Erstellung von Gefahrenkarten begonnen, das Katastrophenhochwasser methodisch aufzuarbeiten und ein sinnvolles Hochwasserschutzinvestitionsprogramm zur schrittweisen Verbesserung des Hochwasserschutzes abzuleiten. Auf der parallel geschaffenen Grundlage des § 99b Abs. 1 SächsWG [104] sind durch die LTV für alle Gewässer I. Ordnung und für den im Freistaat Sachsen liegenden Teil der Elbe 47 Hochwasserschutzkonzepte (HWSK) nach einer einheitlichen Aufgabenstellung auf Grundlage der neuesten Erkenntnisse des Hochwasserschutzes aufgestellt worden. Mittlerweile sind auch durch Kommunen über 25 HWSK für Gewässer II. Ordnung erarbeitet worden. Diese Hochwasserschutzkonzepte entsprechen den im alten Wasserhaushaltsgesetz [34] gemäß § 31d geforderten Hochwasserschutzplänen und stellen die wasserwirtschaftlichen Rahmenpläne für einen nachhaltigen Hochwasserschutz dar. Entsprechend dem in Kapitel 2 erläutertem Hochwasserrisikomanagement beinhalten die HWSK alle entscheidenden Informationen zur Hochwasserprävention, die auch anderen Planern und Akteuren im Raum, insbesondere den Raumplanungsstellen, verfügbar gemacht worden sind. Damit decken die HWSK einen großen Teil der Inhalte der Hochwasserrisikomanagementpläne ab und beinhalten sehr viele neu erarbeitete methodische Grundlagen.

9.4.2 Pilotgebiet Osterzgebirge Da es im Freistaat Sachsen noch keine Erfahrungen mit der Erstellung von Hochwasserschutzkonzepten gab, wurden unter Zuhilfenahme von Schweizer Experten für die fünf in Bild 15-22 dargestellten Fließgewässersysteme im Osterzgebirge die ersten HWSK erarbeitet. Das prinzipielle Vorgehen bei der Erstellung dieser HWSK lehnte sich an die Empfehlungen des schweizerischen Bundesamtes für Wasser und Geologie [238] an und wurde im Zuge der Bearbeitung an die Sächsischen Verhältnisse angepasst.

9.4 Hochwasserschutzkonzepte in Sachsen

217

Die ersten fünf untersuchten Fließgewässersysteme waren: ¾ Untersuchungsgebiete der ersten fünf Hochwasserschutzkonzepte in Sachsen: x Ketzerbach, Triebisch, Wilde Sau; 397 km² x Rote, Wilde und Vereinigte Weißeritz; 385 km² x Lockwitzbach; 84 km² x Müglitz; 214 km² x Gottleuba, Seidewitz, Bahra, Bahre, Biela; 355 km² Im Zuge der Bearbeitung dieser fünf ersten HWSK ist die Methodik für die Erarbeitung aller weiteren HWSK im Freistaat Sachsen entwickelt worden. Es bestand bei der Bearbeitung ein enormer Erwartungs- und Zeitdruck, weil die HWSK auch als Grundlage für eine nachhaltige Schadensbeseitigung dienen sollten. Deshalb sind im Rahmen der Schadensbeseitigung auch zuerst Objektplanungen und Bauausführungen von den Maßnahmen durchgeführt worden, die aufgrund von Zwangspunkten nicht den Hochwasserschutzkonzepten entgegen stehen konnten. Damit die HWSK im Pilotgebiet Osterzgebirge und die damit verbundene Entwicklung der Methodik sehr schnell stattfinden konnte, hatte die LTV bereits 2002 Leistungen für die Beschaffung von Grundlagendaten vergeben. Die oben erwähnten fünf Untersuchungsgebiete sind als Lose an je ein Ingenieurbüro vergeben worden. Die Leitstelle Hochwasserschadensbeseitigung der LTV hat den gesamten Prozess mit Hilfe eines Projektsteuerers koordiniert und fachlich geleitet. Mit den beauftragten Ingenieurbüros wurden unter Teilnahme von externen Fachexperten (u. a. aus der Schweiz) aller zwei Wochen intensive Arbeitsberatungen durchgeführt. Bei den Beratungen sind folgende Schwerpunkte behandelt worden: ¾ Beratungsschwerpunkte bei der Erstellung der Pilot-Hochwasserschutzkonzepte: x Losweise Vorstellung und Auswertung der Arbeitsergebnisse seit letzter Beratung x Diskussion und Klärung von offenen Fragen und Problemen x Weiterentwicklung der Methodik ggf. unter Einbeziehung von Experten x Festlegung der Arbeitsschritte bis zur nächsten Beratung Mit dieser straff organisierten Vorgehensweise war es möglich, innerhalb von 8 Monaten die ersten fünf HWSK zu erstellen und eine auf Sächsische Verhältnisse angepasste Methodik zu entwickeln. Die folgende Aufzählung soll zeigen, welche Ingenieurleistungen die LTV mit Ihren Auftragnehmern in kürzester Zeit realisiert hat: ¾ Ablauf bei der Erstellung der Pilot-HWSK: x 15.11.2002 - Vergabe der Laserscanvermessung (ca. 300 km² Befliegung und Erstellung von digitalen Geländemodellen); Fertigstellung am 09.01.2003 x 10.12.2002 - Vergabe der Pilot-Hochwasserschutzkonzepte x 20.12.2002 - Vergabe der terrestrische Vermessung (Vermessung von ca. 3.500 Brücken- und Gewässerprofilen; Ø 160/Tag); Fertigstellung am 30.01.2003

218

9 Hochwasservorbeugung

x 20.12.02 - Vergabe der Neuberechnung aller Niederschlags-/Abflussmodelle; Fertigstellung am 20.02.2003 x Verarbeitung aller Daten der Vermessung und neuer meteorologischer Daten x laufende Abstimmung zwischen den Planern mit Straßenbauamt, Deutsche Bahn AG, Landratsamt sowie 14-tägig mit der LTV x 31.03.2003 - Vorlage Bericht mit Grundlagen und Randbedingungen der Wiederbebaubarkeit im Untersuchungsgebiet bei HQX x 15.07.2003 - Vorlage Abschlussbericht der Hochwasserschutzkonzepte x 06.08.2003 - Prüfung und Bestätigung der vorgelegten Hochwasserschutzkonzepte durch das Sächsische Staatsministerium für Umwelt und Landwirtschaft als wasserwirtschaftliche Rahmenplanung x August 2003 - Beginn der Umsetzung der in den Konzepten aufgeführten Maßnahmen (z. B. Beauftragung von Machbarkeitsstudien für 10 Standorte für Hochwasserrückhaltebecken)

9.4.3 Methodik und Aufbau Innerhalb von 8 Monaten ist an fünf Pilot-Hochwasserschutzkonzepten die Methodik für alle weiteren Sächsischen HWSK entwickelt worden. Grundlage für die Überlegungen in den HWSK waren die von der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser definierten drei Säulen der Hochwasserschutzstrategie [166]: ¾ Natürlicher Rückhalt: x Wasserrückhalt auf der Fläche x Wasserrückhalt in Gewässer und Aue ¾ Technischer Hochwasserschutz: x Hochwasserschutz durch Deiche und Mauern x Hochwasserschutz durch Hochwasserrückhaltebecken und Talsperren ¾ Weitergehende Vorsorge: x Grenzen des Hochwasserschutzes x Flächenvorsorge x Bauvorsorge x Risikovorsorge

9.4 Hochwasserschutzkonzepte in Sachsen

219

Diese Grundgedanken sind entsprechend dem Bild 9-2 im Freistaat Sachsen in die folgenden vier Handlungsfelder aufgeteilt worden: ¾ Handlungsfelder der Hochwasserschutzstrategie Sachsen: x Minderung des Hochwasserabflusses in der Fläche x Erhöhung des Hochwasserschutzniveaus x Verminderung des Schadenspotenzials x operative Hochwasserabwehr

Bild 9-2 Hochwasserschutzstrategie im Freistaat Sachsen

Die Hochwasserschutzkonzepte selbst betrachten hauptsächlich die ersten drei Handlungsfelder, liefern aber durch ihre Inhalte (z. B. Gefahrenkarten) die fachlichen Grundlagen für die operative Hochwasserabwehr. Die angestrebte integrale Strategie eines umfassenden und nachhaltigen Hochwasserschutzes (Hochwasserrisikomanagements) beinhaltet die Berücksichtigung eines