Entwicklung eines vereinfachten Verfahrens zur Abgrenzung hochwassergefährdeter Bereiche kleiner Fließgewässer Nordrhein-Westfalens

Abstract

Die Dissertation befaßt sich mit der Entwicklung eines vereinfachten Verfahrens zur Abgrenzung hochwassergefährdeter Bereiche kleiner Fließgewässer Nordrhein-Westfalens im Regionalplanungsmaßstab 1 : 50.000 (Ziel). Zur Anwendung kommen dabei die hydraulische Modellierung und die geomorphometrischen Analyse digitaler Höhenmodelle (Methoden) anhand Geographischer Informationssysteme (Werkzeuge). Damit handelt es sich um eine angewandte Fragestellung aus dem Bereich der Raumplanung, die sich an der Schnittstelle zwischen physischer und anthropogener Geographie befindet. <br /> Die abzuleitenden hochwassergefährdeten Bereiche umfassen sowohl die innerhalb künstlicher Schutzbauwerke gelegenen Überschwemmungsgebiete, als auch die außerhalb befindlichen Auenbereiche, die ohne die Bauwerke überschwemmt sein würden. Das Ziel ihrer Abgrenzung besteht im Sinne des vorbeugenden Hochwasserschutzes in der Flächenvorsorge. <br /> Nach einer Einführung in die Hochwasserproblematik und die mit dem Hochwasserschutz befaßten öffentlichen Planungsträger (Raumplanung und Wasserwirtschaft), wird der aktuelle Forschungsstand der Hochwassermodellierung diskutiert. Der theoretische Grundlagenteil schließt mit einer ausführlichen Diskussion der verwendeten Methoden. <br /> Die Studie basiert auf drei Einzugsgebieten in NRW: Das der Lutter (Mittelgebirgsfluß), des Brandenbäumer / Geseker Baches und der Werse (Flachlandflüsse). Die Entwicklung des vereinfachten Verfahrens erfolgt am Eingangsdatensatz der Lutter, die beiden weiteren Untersuchungsgebiete dienen zur Optimierung und Evaluierung. Als Datenbasis stehen ein digitales Höhenmodell mit 10 m Raster, Abflußschätzungen, Bauwerkspositionen, Gewässerlinien und Evaluierungsgrundlagen zur Verfügung. Die Entwicklungsschritte des Verfahrens umfassen sowohl die Auswahl der als notwendig erachteten Parameter, als auch deren Ableitung und die Definition der Art und Weise, wie diese Parameter in das Verfahren eingehen. Darüber hinaus wird das Verfahren in die Anwendungssoftware MOHB (Modellierung hochwassergefährdeteter Bereiche) umgesetzt. Nach einer qualitativen und nach Möglichkeit auch quantitativen Diskussion aller eingehenden Fehlerquellen erfolgt die Ergebnisbewertung: Auf Basis des Vergleiches berechneter Wasserspiegellagen und der räumlichen Ausdehnung der modellierten hochwassergefährdeten Bereiche mit den entsprechenden Referenzdaten wird festgestellt, daß die Qualität der Ergebnisse im Rahmen der angestrebten Zielgenauigkeit als gut bewertet werden kann. <br /> Die Auftraggeber der vorliegenden Forschungsarbeit (Ministerium für Umwelt, Raumordnung und Landwirtschaft NRW/ Landesumweltamt NRW) übergaben die Anwendung des vereinfachten Verfahrens einem wasserbaulichen Ingenieurbüro. Die Integration der Ergebnisse in die Gebietsentwicklungpläne wird Ende des Jahres 2001 abgeschlossen sein. Daräber hinaus kann das vereinfachte Verfahren Vorbildcharakter für andere Bundesländer bzw. Nachbarstaaten einnehmen oder z.B. zur Erfassung der gesamten hochwassergefährdeten Bereiche auch für die schon bestehenden Überschwemmungsgebiete eingesetzt werden.

<strong>Areas of flood risk - Development of a simplified method for regional plannin</strong><br /> One important basis for preventive flood protection is mapping areas of flood risk. In North Rhine-Westphalia (Germany) the spatial planning authorities will include this information in the Regional Development Plan (Gebietsentwicklungsplan, 1 : 50 000). For a great number of small rivers, a sufficent database for physically based modelling is not available. Areas of flood risk with 100 year recurrence can be identified for these streams by the developed method: A combination of computer based geomorphometric analysis of Digital Elevation Models using Geographic Information Systems and a simplified hydraulic calculation.