Zusammenfassung

Aufgabenstellung und Besonderheiten beim Hochwasser-Aktionsplan Emscher

Der hier vorliegende Hochwasser-Aktionsplan für die Emscher (HWAP Emscher) ist unter Federführung der EMSCHERGENOSSENSCHAFT, Essen, in Zusammenarbeit mit dem Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen(MKUNLV) erarbeitet worden. Die Arbeiten wurden begleitet von einem Kernarbeitskreis, in dem die für den Hochwasserschutz zuständigen Landesbehörden mitgearbeitet haben. Die Ingenieurgesellschaft Hydrotec, Aachen, wurde im November 2002 mit der Projektbearbeitung beauftragt.

Das Gewässersystem der Emscher unterscheidet sich im Abflussverhalten bei Hochwasser wesentlich von allen anderen Gewässern in NRW, da das Einzugsgebiet der Emscher sehr hohe Versiegelungsgrade aufweist, rund 40% der Einzugsgebietsflächen Polder sind, das Hauptgewässer über weite Strecken, insbesondere in Bergsenkungsbereichen eingedeicht ist und zur Gewährleistung einer großen Hochwassersicherheit bis zu einer Jährlichkeit HW200 hochwassersicher ausgebaut ist.

Bedingt durch die Eindeichungen ist das verbleibende natürliche Überflutungsgebiet der Emscher klein, ein Hochwasser in der Emscher fließt im Normalfall (bis zum Bemessungsereignis) zwischen den Deichen ab, nur im Oberlauf werden kleine Flächen in Anspruch genommen. Hochwasserereignisse der Emscher werden von den direkten Emscheranliegern meist wenig oder gar nicht bemerkt.

Durch die großen Poldergebiete, die künstlich entwässert werden müssen, ist das natürliche Abflussverhalten erheblich verändert. Diese Poldergebiete hinter den Deichen sind potenziell überflutungsgefährdet. Bei Versagen oder Überströmung der Deiche werden in diesen Gebieten z. T. sehr hohe Schäden auftreten.

Die in NRW allgemein übliche Vorgehensweise bei der Aufstellung von Hochwasser-Aktionsplänen musste aus den genannten Gründen an die besonderen wasserwirtschaftlichen Verhältnisse an der Emscher angepasst werden.

Untersuchungsschwerpunkte und Dokumentation der Arbeiten

Im Einzelnen wurden folgende Themen bearbeitet und beurteilt:

Die Gebietsbeschreibung für das gesamte Einzugsgebiet der Emscher ist erarbeitet worden. Mit fünf Übersichtskarten liegen Informationen mit den Themen Verwaltungsgrenzen/Gewässer/Stauanlagen, Geländemodell/Niederschlag, Landnutzung, Gebietsmodelle/Pegel und hochwassergefährdete Gebiete für das Gesamteinzugsgebiet vor.

Die von der EG für die Ausbauplanungen der Hochwasserschutzeinrichtungen der Emscher verwendeten Bemessungshochwassermengen aus dem Jahr 1993 (HQ100 und HQ200) sind bzgl. ihrer weiteren Gültigkeit untersucht und bestätigt worden. Darüber hinaus wurden Bemessungswassermengen für extreme Hochwasserabflusssituationen ermittelt. Da das Einzugsgebiet kein natürliches Abflussverhalten aufweist, wurde das Extremereignis über eine Tabellenrechnung bestimmt. Aufbauend auf dem Bemessungswert für das HW200 wurden die zu erwartenden Zuflussmengen aus Gewässern und Pumpwerken ohne wesentliche Abschläge aufsummiert. Zusätzlich wurde zur Absicherung der Ergebnisse die Extremwertstatistik des Pegels Königstraße in Oberhausen durch die EG überprüft. Diese Untersuchung ergab keine Hinweise auf eine erforderliche Erhöhung der Bemessungswassermengen.

Das zur Zeit aufgestellte hydrologische Gebietsmodell, das von der EMSCHERGENOSSENSCHAFT betreut wird, ist für Prognoserechnungen für ein Extremereignis zur Zeit nicht ausgelegt. Es wird aber kontinuierlich im Zuge des Emscherumbaus weiterentwickelt und soll künftig für Prognoserechnungen – auch im Zusammenhang mit den Hochwasser­warnungen - eingesetzt werden.

Die Abflussmengen für HW100, HW200 und ein Extremereignis wurden für die Aktualisierung der vorhandenen hydraulischen 1D-Modelle des Emscherhauptlaufs (ca. 73 km Gewässerlänge) und für die Ermittlung der Überflutungsgebiete verwendet.

Die Wasserspiegellagen für das Extremereignis wurden neu berechnet. Durch die Auswertung der hydraulischen Berechnungen sind alle einstaugefährdeten und Rückstau verursachenden Brückenbauwerke ausgewiesen worden. Durch Verschneidungs­berechnung im GIS wurden die Überflutungsgebiete am Hauptlauf und die potenziellen Überflutungsgebiete hinter den Deichen ausgewiesen.

Für ausgewählte potenzielle Überflutungsgebiete wurden darüber hinaus hydraulische 2D-Modelle für Flutungsberechnungen bei Deichversagen aufgestellt. Diese Modelle liefern detaillierte Hinweise auf Einstauhöhen und Einströmdauern und können als Grundlage für die Aufstellung von Sonderschutzplänen genutzt werden.

Für alle Überflutungsgebiete wurden die eingestauten Objekte nach ihrer Nutzung entsprechend der Klassifizierung im Amtlichen Topografisch-Kartografischen Informations-System (ATKIS) identifiziert und die Hochwasserschäden ermittelt.

In den natürlichen Überflutungsgebieten entlang des Emscher Hauptlaufes entsteht nur geringer Schaden. Die großen Schäden entstehen in den potenziellen Überflutungsgebieten bei einem Versagen der Deiche. Wegen des vergleichsweise geringen Abflussvolumens der Emscher können von den ausgewiesenen Gebieten aber im Falle eines Versagens eines Deiches nie alle Gebiete gleichzeitig betroffen sein, die für die einzelnen potenziellen Überflutungsgebiete ausgewiesenen Schäden dürfen somit nicht aufsummiert werden.

Insgesamt wurden zwanzig Bereiche mit Überflutungsgefährdung bei Deichversagen ermittelt. Da nicht vorhergesagt werden kann, ob und an welcher Stelle ein Deich versagt, ist eine Aussage über eine höhere oder geringere Gefährdung nur bzgl. der voraussichtlichen Schadenshöhe möglich.

In dem Wissen um den bestehenden hohen Sicherheitsstandard an der Emscher und das Restrisiko eines Versagens von Hochwasserschutzeinrichtungen, wurden hier auch die Auswirkungen eines extremen Hochwasserereignisses in verschiedenen Szenarien und Annahmen untersucht. Untersucht wurde eine Überlastung des Systems mit und ohne Deichversagen. Die Überlastung des Systems tritt ein, wenn das jeweilige Bemessungshochwasser überschritten wird.

Im Bereich Herne Nord/Schalke ist die Wahrscheinlichkeit einer Polderflutung zur Zeit am höchsten, da sich dort der erste Überlastungsbereich bei einem extremen Hochwasserereignis befindet. Mit hoher Wahrscheinlichkeit würde der Deich im Falle einer Überströmung durch rückschreitende Erosion zerstört und dicht besiedelte Bereiche hinter dem Deich überflutet. Weiter unterhalb ist wegen des durch diese Polderflutung abgeflachten Wellenscheitels dann nicht mehr mit einer Überströmung weiterer Deiche zu rechnen.

Will man diese Auswirkungen einer Polderflutung durch Deichversagen mindern, muss der Deich an der Überlastungs­stelle z. B. überströmsicher ausgebildet werden. Diese Maßnahme führt zu einer geringeren Überflutung im Polder Herne Nord/Schalke, zugleich aber zu einem zusätzlichen Überströmungsrisiko im weiteren Verlauf der Emscher. Durch die Überströmungssicherung ergeben sich dann drei zusätzliche Überflutungsbereiche. Daraus resultiert jedoch eine geringere Schadenssumme als bei einem Deichversagen im Polder Herne Nord/Schalke.

Als weitere Maßnahmen zur Minderung der Schäden bei einem Extremereignis wurde ein Wasserrückhalt im Bereich Pöppinghausen (Pöppinghauser Riegel) und ein Notfallpolder im Bereich Resser Mark untersucht.

Empfehlungen

Insgesamt sind ca. dreißig Empfehlungen im Bericht ausgewiesen und in unterschiedlichen Zeithorizonten abzuarbeiten.

Die Empfehlungen enthalten nur wenige konkrete bauliche Maßnahmen zur Verbesserung der Hochwassersicherheit, sicher eine Folge des hohen Sicherheitsstandards und Ausbaugrades an der Emscher. Die Hinweise beschränken sich auf die Überströmungsbereiche bei Überschreiten des Bemessungshochwassers und den Einstau von Brückenbauwerken. Die Sicherheitsüberprüfung der im Hochwasserfall (Bemessungshochwasser) eingestauten Brückenbauwerke sollte in der DuBA verankert werden. Es ist auch kurzfristig zu prüfen, ob eine Sicherung der ermittelten Überflutungsbereiche bei einem Extrem­ereignis erfolgen kann.

Die Kommunikation mit den Leitstellen der Kreise und kreisfreien Städte ist weiter zu verbessern, z. B. durch einen Informationsaustausch zum HWAP Emscher.

Zur Zeit werden im Land NRW Hochwasser-Aktionspläne für alle größeren Gewässer erstellt. Sie sollen generell in größeren Zeitabständen überarbeitet werden. Die Revision des HWAP Emscher ist aber wegen des kontinuierlich laufenden Prozesses des Em­scherumbaus ebenfalls als ein kontinuierlicher Prozess anzusehen, d.h. die Aktualisierung des HWAP Emscher ist in kurzen Zeiträumen, abhängig vom Fortschritt beim Umbau des Emschersystems, vorzunehmen.

Da auch in Zukunft ein umfassendes Hochwasser­schutzkonzept für den Bemessungsfall und eine weitergehende Minimierung der Schäden bei einem Extremereignis angestrebt werden, sind die Erkenntnisse aus dem HWAP Emscher in der Planung zum Emscherumbau zu berücksichtigen.

Die im HWAP Emscher nicht bearbeiteten Hochwasserereignisse in den Nebenläufen und die von ihnen ausgehenden lokalen Gefährdungssituationen sind im Zuge des Emscherumbaus durch entsprechende Untersuchungen zu überprüfen.

Veröffentlichung der Ergebnisse

Vorgestellt wurden die Ergebnisse bei einem Präsentationstermin am 29. September 2004 in Oberhausen durch Vertreter der EMSCHERGENOSSENSCHAFT und des MUNLV. Der projektbegleitende Kernarbeitskreis und die Projektbearbeiter des Ingenieurbüros standen für Rückfragen und Diskussion zur Verfügung. Der Termin wurde durch geeignete Pressearbeit, abgestimmt zwischen dem MUNLV und der EMSCHERGENOSSENSCHAFT, begleitet.

Die Ergebnisse des HWAP Emscher werden in dem vorliegenden Arbeitsbericht dokumentiert. Dieser Bericht wird ab März 2005 über die Projekthomepage im Internet der Öffentlichkeit zugänglich gemacht. Personenbezogene Informationen sind von der Veröffentlichung ausgenommen.

In einem achtseitigen Faltblatt werden die wesentlichen Ergebnisse in übersichtlicher Form sowohl gedruckt als auch digital über die Projekthomepage dargestellt. Aufbau und Gestaltung dieses Faltblattes sind an das Konzept anderer Hochwasser-Aktionspläne in NRW angelehnt, gehen aber auch gezielt auf die besondere Situation an der Emscher ein.

Die Kommunen wurden in einem separaten Termin vorab über die grundsätzlichen Ergebnisse des HWAP Emscher informiert. Jede Kommune erhält jeweils mindestens ein vollständiges Berichtsexemplar mit allen Karten und Anlagen. Weitere Informationstermine können bei Aktualisierungen des HWAP Emscher durchgeführt werden.