Mobiler Hochwasserschutz in urbanen Gebieten: Ein Überblick und Anwendungsmöglichkeiten einzelner mobiler Hochwasserschutzsysteme

Die in den letzten Jahren aufgetretenen Überflutungen in Graz haben die Notwendigkeit eines geeigneten Hochwasserschutzsystems unterstrichen. Besonders in urbanen Gebieten spielt die Anwendbarkeit und Flexibilität solcher Systeme eine wichtige Rolle. Im Vorfeld des Fachbuches wurde eine umfangreiche Recherche zum Thema Mobiler Hochwasserschutz in urbanen Gebieten durchgeführt. Des Weiteren werden die Grundlagen zur Entstehung von Hochwasser in Gebieten mit hohem Versiegelungsgrad erläutert und eine Entscheidungshilfe für die Anwendung von mobilen Hochwasserschutzsystemen unter pluvialen Bedingungen ausgearbeitet. Der Fokus wird dabei auf die Anwendbarkeit der Systeme mit kurzen Vorwarnzeiten gelegt, wie sie in urbanen Gebieten ihre Anwendung finden. Ein besonderes Augenmerk wird dabei den planmäßig mobilen und den notfallmäßigen Hochwasserschutzsystemen gewidmet. Praxisorientierte Maßnahmen bei Überflutungen sowie ein Maßnahmenplan der Stadt Graz werden als Beispiele angegeben.

Autorentext

Christian Baumgartner, Dipl. Ing. Dipl. Ing., wurde 1984 in Vorau geboren. Nach der Ausbildung an der Höheren technischen Lehranstalt in Pinkafeld schloss er sein erstes Studium an der Technischen Universität Graz im Jahre 2012 mit dem akademischen Grad Diplomingenieur erfolgreich im Bereich Umwelt, Verkehr und Wirtschaft ab. Der zweite Studienabschluss wurde im Bereich des Wirtschaftsingenieurwesens im Jahr 2017 absolviert. Bereits während des Studiums sammelte der Autor praktische Erfahrungen bei unterschiedlichen Baufirmen, welche er in seinen Veröffentlichungen einfließen lässt.

Leseprobe
Textprobe:
Kapitel 2.1.5 Arten von Hochwasserereignissen:
Im anglo-amerikanischen Raum wird zwischen pluvialem und fluvialem Hochwasserereignissen unterschieden.
Pluviales Hochwasser:
Pluviale Hochwasser treten meist infolge von Starkregenereignissen wie z.B. Sommergewitter, Schneeschmelze und infolge einer Überlastung des Kanalsystems auf. Nach solchen Starkregenereignissen fließt das Wasser durch urbanes Gebiet in ein Kanalsystem oder in Fließgewässer. Dabei entstehen Überflutungen meist aufgrund zu hoher Versiegelung oder mangelnder Bodendurchlässigkeit. Die Vorwarnzeit ist bei dieser Art von Hochwasser sehr kurz (Jha, et al., 2012).
Fluviales Hochwasser:
Fluviale Hochwasser entstehen wenn Oberflächenwasser in ein Fließgewässer mündet und dieses bei einem Starkregenereignis aufgrund von Überbelastung über die Uferränder tritt. Durch Messung der Pegelstände im Fließgewässer ist eine lange Vorwarnzeit möglich (Jha, et al., 2012).
Laut Patt et al. (2001) können Hochwasser aufgrund ihrer zeitlichen Dauer, Größe und der Art ihres Einzugsgebietes in folgende Ereignisse unterteilt werden:
Sturzfluten:
Sturzfluten sind lokale, plötzliche auftretende und sehr dynamische Hochwasserereignisse, welche in kleinen Einzugsgebieten durch lokale Starkregenereignisse verursacht werden. Findet der Niederschlag in einem sehr steilen Gelände und in einem sehr kurzen Zeitraum statt, bildet sich die Hochwasserwelle sehr plötzlich. Durch die hohe Energie und Dynamik solcher Wellen, werden auf dem Weg ins Tal Bäume, Sträucher, große Felsbrocken oder sogar ganze Talflanken mitgerissen. Wenn ein kleines Einzugsgebiet welches nur wenige Hektar groß ist, von einem Starkregen betroffen wird, dann können innerhalb kürzester Zeit extreme Oberflächenabflüsse entstehen. Diese Abflüsse sind räumlich begrenzt. Aufgrund ihrer hohen Intensität und Energie, sind solche Ereignisse sehr gefährlich (in Anlehnung an Sowa, 2010).
Lokale Überschwemmungen aus Starkniederschlägen:
Lokale Überschwemmungen aus Starkniederschlägen entstehen wie Sturzfluten in kleinen Einzugsgebieten aber in ebenem Gelände. Verursacht werden sie durch Starkregenereignisse bzw. Unwetter, die zu lokalen Überflutungen führen.
Im Unterschied dazu unterteilt Pagenkopf (2003) Hochwasserereignisse nach ihren Auslösern:

• Regenhochwasser - lang anhaltende Niederschläge (zyklonal, orographisch).
• Flashfloods - Schauer.
• Schmelzhochwässer - Schnee, Gletscher.
• Sturmfluten - Meeresflut.
• Stauhochwasser - Eisstau, Verklausung, Rückstau an Einmündungen, Windstau.
• Katastrophenhochwasser - Dammbruch, Erdbeben, Bergsturz.
• Kombinationen.
  2.2 Arten von Hochwasserschäden:
  In Anlehnung an die 1997 verfasste Empfehlung Berücksichtigung der Hochwassergefahren bei raumwirksamen Tätigkeiten der Bundesämter der Schweiz, wird zwischen statischer und dynamischer Überschwemmung unterschieden. Zusätzlich können noch Murenabgänge, Ufererosion und Grundwasseranstieg für Beschädigungen an Nutzungsobjekten verantwortlich sein.
  2.2.1 Schäden infolge dynamischer Überschwemmung:
  Schäden aus dynamischen Überschwemmungen sind durch hohe Fließgeschwindigkeiten (größer 1 m/s) gekennzeichnet. Diese treten meist bei Wildbächen, Gebirgsflüssen und in geneigtem Gelände auf. In flachem Gelände treten hohe Geschwindigkeiten an Engstellen wie z.B. bei Toren, Durchbrüchen und Durchlässen auf.
  Die primäre Gefährdung erfolgt durch den Strömungsdruck. Der maßgebende Schadensparameter ist als Produkt aus mittlerer Fließgeschwindigkeit und Wassertiefe festgelegt (Loat, et al., 1997). Weiters können durch die hohe Fließgeschwindigkeit Erosionsschäden entstehen. Diese treten meist in Nahbereichen von Hindernissen wie Gebäude oder Pfeiler auf. Aufgrund der hohen Fließgeschwindigkeit bei Engstellen, sind diese besonders auf Erosion beansprucht.
  In Einzelfällen ist die Stoßwirkung von mitgeführten Objekten (Steine, Schwemmholz etc.)