Erarbeitung gebietsspezifischer Anwendungsempfehlungen für bi-direktional gekoppelte 1D-2D-Überflutungsberechnungen

Vor dem Hintergrund einer Häufung schadensträchtiger Ereignisse in den letzten
Jahren und einer zukünftig möglichen Zunahme extremer Niederschläge infolge
des Klimawandels sind mittlerweile methodische Ansätze des Risikomanagements
im Rahmen einer kommunalen Überflutungsvorsorge etabliert.
Zu der dafür erforderlichen
ortsbezogenen Analyse konkreter Überflutungsgefährdungen existieren
aktuell verschiedene methodische Ansätze unterschiedlicher Komplexität und
Aussagekraft. Bestehende Anwendungsempfehlungen und vergleichende Untersuchungen
stellen die integrale Berechnung des oberirdischen und unterirdischen
Abflusses mithilfe bi-direktional gekoppelter 1D/2D-Abflussmodelle als den methodisch
umfassendsten und aussagekräftigsten Ansatz zur Durchführung entsprechender
Analysen dar. Die hohe Komplexität dieser Modelle schlägt sich in
einer Vielzahl an Einflussgrößen nieder, welche sich auf die Berechnungsergebnisse
auswirken können. Zusätzlich ist die Kalibrierung von Modellen zur Überflutungssimulation
aufgrund der oftmals fehlenden „Messdaten“ zum realen Überflutungsgeschehen
stark begrenzt. Aufgrund fehlender konkreter Vorgaben und
Empfehlungen zur Anwendung der Methode bzw. zur Modellkonfiguration ist die
Vergleichbarkeit von Analyseergebnissen und Gefährdungsaussagen derzeit nicht
gegeben.
Die Ziele der vorliegenden Arbeit sind die Identifizierung und Quantifizierung von
Einflussgrößen und die Erarbeitung entsprechender Anwendungsempfehlungen
zur Erhöhung der Vergleichbarkeit beim Einsatz bi-direktional gekoppelter 1D/2DAbflussmodelle
zur überflutungsbezogenen Gefährdungsanalyse.
Für zwei Modellgebiete, die sich hinsichtlich relevanter Gebietseigenschaften stark
unterscheiden, wurden bi-direktional gekoppelte 1D/2D-Abflussmodelle mit einer
Referenzkonfiguration erstellt und mithilfe von Daten zu historischen Überflutungsereignissen
bestmöglich plausibilisiert. Im Rahmen einer Sensitivitätsanalyse
an den beiden Referenzmodellen wurde eine große Zahl an Zusammenhängen und
Auswirkungen durch Auslenkung relevanter Einflussgrößen identifiziert und
quantifiziert. Um eine anwendungsbezogene Einschätzung zu gewährleisten wurden
Vergleichsindikatoren entwickelt, die nicht nur die Berücksichtigung berechneter
Wasserstände und Fließgeschwindigkeiten, sondern auch eine Bewertung
der Einflussgrößen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Gefährdungsaussage
ermöglichen.
Anhand der Ergebnisse wurden gebietsspezifische Anwendungsempfehlungen für
den Einsatz bi-direktional gekoppelter 1D/2D-Abflussberechnungen zur Gefährdungsanalyse
abgeleitet. Die erarbeiteten Anwendungsempfehlungen tragen zu einer
Erhöhung der Vergleichbarkeit künftiger Analysen der ortsbezogenen Überflutungsgefährdung
bei.
Die entwickelte Untersuchungsmethodik kann bei künftigen Ergänzungen oder
Konkretisierungen der Anwendungsempfehlungen, z. B. anhand der Untersuchung
weiterer Modellgebiete oder neuer Einflussgrößen, eingesetzt werden.