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NEUE GRENZEN
ÜSG TARPENBEKOlaf Müller, Gabriele Gönnert und Peter Fröhle (TUHH)23. November 2016
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NEUE GRENZEN ÜSG TARPENBEK
Untersuchungsumfang
Übersichtskarte und Lageplan
Die Überprüfung des vorläufiggesicherten Überschwemmungs-gebietes (ÜSG) umfasst die hydraulische Berechnung der räumlichen Ausdehnung mit einer genaueren Methode unter Berücksichtigung neuer Erkenntnisse
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NEUE GRENZEN ÜSG TARPENBEK
Daten zur Ermittlung von ÜSG
• Meteorologische Daten (z.B. Niederschlag, Sonnenscheindauer) -Deutscher Wetterdienst (DWD)
• Topografische Daten (z.B. Höhendaten, Luftbilder) - Landesbetrieb Geoinformation und Vermessung (LGV) und Landesamt für Vermessung und Geoinformation Schleswig-Holstein (LVermGeo SH)
• Landnutzung/Versiegelung - LGV, LSBG mit der Technischen Universität Hamburg (TUHH)
• Sielnetzdaten - Hamburg Wasser, Stadtwerke Norderstedt• Geologie/Bodenarten - Behörde für Umwelt und Energie (BUE),
Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume (LLUR)• Gewässervermessung - LSBG mit Dritten • Pegelaufzeichnungen – BUE• Bauwerksdaten – Bezirksämter Hamburg-Nord u. Eimsbüttel (BA)
• Digitales Geländemodell (DGM 1) - LGV, LVermGeo SH• Landnutzungsdaten - LGV, LLUR• Gebäudekataster - LGV, LVermGeo SH• Digitale Karte 1 : 5000 - LGV• Gewässervermessung - LSBG mit Dritten • Rauheiten - LSBG mit der TUHH• Pegelaufzeichnungen - BUE• Bauwerksdaten – BA
• Gebäudekataster - LGV• Digitale Stadtgrundkarte 1 : 1000 - LGV
HydrologieNiederschlag-
Abfluss-Modell
HydraulikHydrodynamisches-
numerischesModell
ÜSGDarstellung in
Kartenform
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NEUE GRENZEN ÜSG TARPENBEK
Naturwissenschaftliche Verfahren
• Hydronumerische Modelle ermitteln Fließverhältnisse in Gewässern
• Zur Ermittlung von Fließverhältnissen werden ein-, zwei- und dreidimensionale Modelle (1D-, 2D-, 3D-Modelle) unterschieden
• Auswahl ist von der Fragestellung abhängig
• ÜSG wirken in der horizontalen Strömungsebene
• Bei ÜSG werden hinreichend genau 1D-Modelle eingesetzt. Das vorläufig gesicherte ÜSG Tarpenbek wurde mit einem stationären 1D-Modell berechnet, d.h. der Abfluss ist abschnittsweise konstant
• Die Überprüfung erfolgt mit einem instationären 2D-Modell, um den besonderen Hinweisen (z. B. lokale Geländeveränderungen) der Stellungnahmen Rechnung zu tragen
• 3D-Modelle werden z.B. beim Sedimenttransport eingesetzt
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NEUE GRENZEN ÜSG TARPENBEK
Vorläufig gesichertes ÜSG
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2D-Modellierung
• Gitternetz aus Laserscanbefliegung DGM 2010 und örtlicher Vermessung gemäß Stellungnahmen
• Genauere Berücksichtigung der Gewässergeometrie mit Bauwerken und der Topographie der Vorländer bzw. Stadtfläche
• Berechnung der Strömungskomponenten in zwei Raumrichtungen, d. h. Strömungsrichtung muss nicht bekannt sein
• Je Netzknoten Berechnung der Strömungskomponenten (Geschwindigkeit und Wasserstand)
• Instationäre Modellierung, d.h. Abfluss ≠ konstant
• Software ist im Internet seit 2015 verfügbar: Delft3D Flexible Mesh Suite (Forschungsinstitut Deltares, Niederlande)
• Rechenzeit: 48 h - Realzeit des HQ100 rund 72 h Computer mit 36 Rechenkernen
2D-Modellierung
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Gitternetz 2D-Modell
• Gekrümmte Vierecke (0,5 - 1,4 m quer, 1,3 - 3,5 m cm längs) im Gewässer und Dreiecke im Vorland (Kantenlänge 0,25 - 8,5 m)
• 315.203 Netzelemente mit 203.715 Gitternetzpunkte (Knoten)
• Gebäude werden „ausgestanzt“, d. h. Umströmung wird naturähnlich berücksichtigt
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Topographie
Ergänzende Vermessungen Brückwiesenstraße/Lokstedter Damm
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NEUE GRENZEN ÜSG TARPENBEK
Ergänzende Vermessungen km 9+200 (Renaturierung Bereich Suckweg)
Gewässertopographie
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Anlagen
Durchlass Zeppelinstraßekm 7+650
Brücke Haldenstiegkm 3+156
Anlagen im und am Gewässer wurden kontrolliert und im Modell mit ihrer Wirksamkeit berücksichtigt
Durchlass Hamburg Airportkm 4+148
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Ergebnis 2D-Modellierung
Überschwemmungen HQ 100
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Ergebnis 2D-Modellierung
Überschwemmungen HQ 100(unterhalb Flughafen)
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Neue ÜSG-Grenzen - 2D über 1D
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Verkleinerung oberhalb HRB Krohnstieg
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NEUE GRENZEN ÜSG TARPENBEK
Verkleinerung Bereich Start-/Landebahn
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Vergrößerung Brückwiesenstraße/oberhalb Zufluss Kollau
Zufluss Kollau
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NEUE GRENZEN ÜSG TARPENBEK
Vergrößerung unterhalb Zufluss Kollau
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Naturwissenschaftliche Verfahren
Überschwemmte Fläche HQ100
[ha]
Betroffene GebäudeHQ100
[Anzahl]
1D-Modell 36,89 331
2D-Modell 21,93 202
Die überschwemmte Fläche wird insgesamt 14,96 ha (= 40,6 %) geringer
Die Anzahl der betroffenen Gebäude verringert sich um 129
Vergleich der Berechnungsergebnisse
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Zusammenfassung
• Die räumliche Ausdehnung des ÜSG ist um rund 41% geringer
• Geringe Flächenzunahmen ergeben sich im Bereich Brückwiesenstraße/Lokstedter Damm (oberhalb Zufluss Kollau) und unterhalb des Kollauzuflusses
• Insgesamt sind 129 Gebäude weniger betroffen
• Differenzen erklären sich aus der Instationarität (zeitliche Verlauf des Abflusses) und die genauere Strömungsmodellierung von Bauwerken sowie durch die Berechnung des Fliessweges im Gelände
• Stellungnahmen von Anwohnerinnen und Anwohnern wurden ausgewertet
• Prüfung der örtlichen Verhältnisse wurde durchgeführt
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VIELEN DANK FÜR IHRE
AUFMERKSAMKEIT