In diesem Kapitel erklären wir, welche Prozesse die Funktionsfähigkeit von Schutzbauwerken beeinflussen und so für ein erhöhtes Hochwasserrisiko sorgen und wie diese Prozesse in die Gefahrenzonenplanung mit einbezogen werden können.
In diesem Kapitel erklären wir, welche Prozesse die Funktionsfähigkeit von Schutzbauwerken beeinflussen und so für ein erhöhtes Hochwasserrisiko sorgen und wie diese Prozesse in die Gefahrenzonenplanung mit einbezogen werden können.
Böschungsbrüche führen ähnlich wie Rutschungen zum Abgleiten von Material. Es handelt sich bei Böschungsbrüchen um einen Prozess, der direkt an einem Hochwasserschutzdamm auftritt. Böschungsbrüche können ganz unterschiedliche Dimensionen erreichen und von lokalen oberflächennahen Brüchen bis hin zu einem Dammbruch führen. Böschungsbrüche treten auch an der sogenannten Luftseite von Dämmen auf, also jener Seite, die vom Gewässer abgewandt ist.
Die Ursache von Böschungsbrüchen können sehr unterschiedlich sein. Sie können durch eine zu große Böschungsneigung, eine zu geringe Scherfestigkeit des Bodens, eine zu große Belastung oder durch Erschütterungen ausgelöst werden.Bei einem Hochwasserereignis hat die Durchströmung eines Dammes großen Einfluss auf dessen Standfestigkeit. Durch den Einfluss des Wassers können einzelne Schichten nachgeben und so einen Böschungsbruch auslösen.
Bei Hochwasserereignissen kann es zu Wasseraustritten an der Luftseite eines Dammes und somit im eigentlich geschützten Bereich kommen. Bei hohen Wasserständen im Gewässer ist der Niveauunterschied zwischen der Wasserseite und der Landseite hoch. Das Wasser versucht diesen Druckunterschied auszugleichen, indem es sich Wege durch den Untergrund (insbesondere durch grobporiges Material wie Sand oder Kies) sucht und innerhalb des Hochwasserschutzdammes austritt.
Das Wasser transportiert dabei Material und Luft aus dem Untergrund mit. Diese „qualmende“ Erscheinung ist für den Prozess namensgebend. Es kommt zu schlammigen Ablagerungen an der Oberfläche und es bilden sich Vernässungen.
Wenn das Wasser im Untergrund besonders viel Material aufnimmt, kann Qualmwasser ein großes Problem für die Standsicherheit von Hochwasserschutzdämmen darstellen. Eine verstärkte Führung von Material ist vor allem durch eine Trübung des Wassers erkennbar. Durch eine temporäre Umrandung von Austrittsstellen beispielsweise mit Sandsäcken kann der Niveauunterschied verringert werden und es fließt weniger Wasser.
Von einem Dammbruch spricht man, wenn ein Hochwasserschutzdamm teilweise oder vollständig zerstört wird. Dammbrüche können durch ganz unterschiedliche Prozesse verursacht werden. Die wichtigsten Ursachen sind:
Im Bereich der Dammbresche (der Bruchstelle) ist besondere Vorsicht geboten. Denn an der Bruchstelle entsteht während des Durchbruches eine Flutwelle mit anschließenden hohen Fließgeschwindigkeiten an den Engstellen. Das erodierte Dammmaterial, das vom Hochwasser mitgeführt wird, stellt eine zusätzliche Gefahr dar.
Neben Hochwasserschutzdämmen können auch andere Schutzmaßnahmen wie Rückhaltebecken versagen. Man spricht vom sogenannten Überlastfall. Mit Szenarien, die diesen Überlastfall abbilden, kann das Restrisiko ermittelt werden, das nach der Realisierung von Schutzmaßnahmen bestehen bleibt.
Technische Anlagen zum Hochwasserschutz werden unter der Annahme einer bestimmten Abflussmenge beziehungsweise einer bestimmten Hochwasserganglinie geplant und gebaut. Dieses Bemessungshochwasser sollte sich nach den technischen Richtlinien am 100-jährlichen Hochwasserereignis (HQ100) – also einem Ereignis, das statistisch gesehen einmal in 100 Jahren auftritt, orientieren.
Da der Wasserspiegel im Ereignisfall nicht ruhig ist, sondern Turbulenzen und Wellenschlag entstehen, wird ein Sicherheitsabstand zwischen dem Bemessungswasserspiegel und der Oberkante des Ufers/Schutzbauwerkes beziehungsweise im Brückenbau zur Unterkante einer Brücke angenommen. Diesen senkrechten Abstand bezeichnet man Freiboard.
Da sich die Kalkulationsansätze für den Freiboard im Laufe der Zeit verändert haben und historische Bauten teilweise ohne Freiboard geplant wurden, besteht bei einigen Anlagen schon im HQ100-Hochwasser eine Überflutungsgefahr.
Die unterschiedlichen beschriebenen Gefahren hängen in vielen Fällen zusammen, man spricht von Prozessketten. In den Medien hört man beispielsweise immer wieder von Rutschungen, die im Rahmen von Hochwasserereignissen auftreten. Solche Prozessketten können sehr vielfältig sein, beispielsweise kann durch Erosion Material mobilisiert werden, das vom Fluss als Treibgut transportiert wird und flussabwärts dann an einer Brücke zu einer Verklausung führt. Da das Wasser dadurch nicht mehr geregelt abfließen kann, verlässt es sein ursprüngliches Bett und betrifft nun teilweise Gebiete, die ohne diese Prozesskette nicht betroffen wären. Um ein realistisches Überflutungsbild ableiten zu können, sind die Ermittlung, die Modellierung und die Darstellung dieser Prozessketten im Rahmen der Gefahrenzonenplanung entscheidend.
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Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft
Abteilung I/6 – Hochwasserrisikomanagement
Marxergasse 2
1030 Wienhochwasserrisikomanagement[at]bml.gv.at
