Projektbeschreibung
Vor einer baulichen Umsetzung von Kanalbaumaßnahmen wurde die Fragestellung untersucht, ob bei einem Starkregenereignis gegebenenfalls durch zielgerichtete oberflächige Ableitung des anfallenden Überstaus eine Reduzierung der im Jahr 2010 geplanten Kanaldurchmesser möglich bzw. zielführend ist.
Auf Basis der bereits erfolgten eindimensionalen hydrodynamischen Kanalnetzberechnung mit hydrologischen Ansätzen für die Direktabflüsse der Teileinzugsgebiete wurde nun eine gekoppelte zweidimensionale Kanalnetzberechnung mit Abflussbildung über das Kanalnetz durchgeführt.
Bei der gekoppelten Berechnung mit Abflussbildung über das Kanalnetz werden alle Abflüsse über das Kanalnetzmodell berechnet. Dabei werden die zum Abfluss gelangenden Effektivniederschläge über hydrologische Ansätze für jedes Teileinzugsgebiet ermittelt und in das Kanalnetz eingeleitet. Überstauendes Wasser gelangt über die Kopplung von Kanalnetz und Oberfläche an Modelschnittstellen (Schächte, Straßeneinläufe) aus dem Kanalnetz heraus, fließt ggf. oberflächig ab und tritt wieder in das Kanalnetz ein (bidirektionale Kopplung). Bei diesem Ansatz wird vorausgesetzt, dass alle Abflüsse zuerst in das Kanalnetz eintreten, sodass Oberflächenabflüsse lediglich aus Überstauereignissen auftreten. Es wurde dabei ein vereinfachtes Oberflächenmodell zu Grunde gelegt, welches auf Basis von DGM 1 und ALKIS-Daten erstellt wird. Es wurden nach DWA-A 118 zwei Nachweise jeweils für den Bestand und die Planungsvariante für das betrachtete Teileinzugsgebiet des Regenwasser-Netzes geführt: der Nachweis der Überstaufreiheit und die Überflutungsprüfung.
Die Bestandsberechnungen zeigten dabei sowohl Überstau wie auch Überflutungen aus dem Kanalnetz, die durch die ursprüngliche Planungsvariante, die als langfristiges Ziel sukzessive umgesetzt wird, auf ein vertretbares Maß reduziert werden können. Eine Reduzierung der Durchmesser stellte sich durch das 2D Modell als nicht zielführend da. Im Hinblick auf die Überflutungsvorsorge ist die Kenntnis über die oberflächigen Fließwege von absoluter Relevanz. Dies bestätigte sich auch in dem kurz nach Fertigstellung der Berechnungen aufgetretenen Starkregenereignis. Die hohe Übereinstimmung der Fließwege und Überflutungsflächen zeigte, dass ein fachlich fundiert erstelltes, gekoppeltes 2D-Modell die Realität von Starkregenereignissen sehr gut abbilden kann.
Leistungsumfang (Auszug):
Þ Analyse der Örtlichkeit
Þ Topografische Analyse
Þ Sichtung Bestandsunterlagen
Þ Festlegung Modellgebiet, -parameter und -randbedingungen
Þ Aufarbeitung digitales Geländemodell und Einarbeiten der Vermessung in das DGM 1
Þ Modellerstellung
Þ Berücksichtigung von Gebäuden, Straßenflächen, Fließgewässer im Geländemodell (über Überlagerung mit den ALKIS-Daten)
Þ Kopplung von Kanalnetz und Oberflächenmodell über Modellschnittstellen (Regeneinläufe, Schächte)
Þ Proberechenlauf und Schrittweise Verfeinerung
Þ Abgleich der Ergebnisse der Bestandsberechnung mit Berichten und Meldungen eingetretener Ereignisse
Þ Prüfung, Validierung und schrittweise Optimierung des Simulationsmodells
Þ Simulation der Lastfälle
Þ Überstaunachweis mit 1D Kanalnetzberechnung
(Wohngebiete T = 3a, Industriegebiete T = 5a)
Þ Überflutungsprüfung über das zweidimensionale Oberflächenmodell
anhand bidirektional gekoppelter Kanalnetzberechnung mit Abflussbildung
über das Kanalnetz (Wohngebiete T = 20a, Industriegebiete T = 30a)
Þ Bestands– und Planungsberechnung mit Maßnahmenvorschlägen
Þ Darstellung der Starkregengefahren und Überflutungsflächen in Lageplänen
Þ Darstellung der oberflächigen Fließvorgänge in einer Animation