Unter Berücksichtigung Von Ökologie Und Ökonomie
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BINNENHOCHWASSERSCHUTZ UNTER BERÜCKSICHTIGUNG VON ÖKOLOGIE UND ÖKONOMIE Berichte des Landesbetriebes Straßen, Brücken und Gewässer Nr. 17/2020 Ergebnisse des BMBF-Forschungsprojektes StucK Sicherstellung der Entwässerung küstennaher, urbaner Räume unter Berücksichtigung des Klimawandels FÜR SIE. FÜR HAMBURG. VORWORT Hamburg lebt am Wasser – die vielen ökonomische Betrachtung der volks- Binnengewässer sind ein belebendes wirtschaftlichen Leistungen des Hoch- Element der Stadt. Ihre Gewässer wasserschutzes. stellen die Freie und Hansestadt Ham- burg vor Aufgaben, die es gilt, im Sin- Mit dieser Zielvorgabe wird nicht nur ne des Gemeinwohls zu bewältigen. der Hochwasserschutz verbessert, es Dabei kommt dem Hochwasserschutz wird auch die Entwicklung der Gewäs- eine existentielle Bedeutung zu. Der ser hin zu einem guten ökologischen Landesbetrieb Straßen, Brücken und Zustand verfolgt. Wirksamer Hoch- serwirtschaftliche Betrachtung der Gewässer (LSBG), als der zentrale Inf- wasserschutz und die nachhaltige Gewässer steht im Fokus des Projek- rastrukturdienstleister der Freien und ökologische Entwicklung eines Ge- tes StucK. Hansestadt Hamburg, sucht innova- wässers und seiner Uferbereiche müs- tive Lösungen, um den Hochwasser- sen keine gegenläufigen Ziele sein, In enger Zusammenarbeit mit Ham- schutz weiter zu verbessern, insbe- sondern können sich ergänzen. Dies burger Bezirken sind anwendungs- sondere, um den Herausforderungen ist eines der Projektergebnisse von bezogene Lösungen für die Praxis durch den Klimawandel und der fort- StucK. entstanden. Entsprechende Hand- schreitenden städtischen Entwick- lungsmöglichkeiten stellt Ihnen der lung zu begegnen. Mit der Durchfüh- Hochwasserschutz ist eine Leistung, LSBG mit dieser Broschüre zur Ver- rung des vom Bundesministerium für die dem Gemeinwohl dient. Sein volks- fügung. Bildung und Forschung geförderten wirtschaftlicher Nutzen lässt sich an- Projektes StucK (Sicherstellung der hand der vermiedenen Schäden bezif- Dr.-Ing. Stefan Klotz Entwässerung küstennaher, urbaner fern. Ein ganzheitlicher Ansatz für den Räume unter Berücksichtigung des Hochwasserschutz hat weitreichen- Geschäftsführer Klimawandels) greift der LSBG diese den Nutzen. Im Projekt StucK werden Landesbetrieb Straßen, Brücken und Problematik auf. Ansätze hierfür entwickelt, die durch Gewässer eine generelle Fassung auf andere Re- Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Unter Federführung des LSBG haben gionen übertragen werden können. Innovation von 2015 bis 2018 die Technische Freie und Hansestadt Hamburg Universität Hamburg, die Universität Die gewässerbezogenen Zuständig- Hamburg, das Hamburgische Welt- keiten in der Freien und Hansestadt WirtschaftsInstitut gGmbH und die Hamburg orientieren sich an Verwal- Firma hydro & meteo GmbH & Co. tungsgrenzen. Notwendig ist jedoch KG neue Ansätze für einen wirksamen eine einzugsgebietsbezogene Be- Hochwasserschutz erarbeitet. Die- trachtung, um ein wirksames Hoch- se Ansätze integrieren ökologische wassermanagement zu erreichen. Aspekte, die Naherholung und eine Diese einzugsgebietsbezogene, was- 1 FÜR SIE. FÜR HAMBURG. EINLEITUNG Der Fachbereich Planung und Ent- den vergangenen drei Jahren gemein- wurf Gewässer des Landesbetriebs sam mit vier Projektpartnern und Straßen, Brücken und Gewässer ist zwölf assoziierten Partnern aus Pra- Dienstleister für den Binnenhochwas- xis und Forschung die Themenfelder serschutz der Freien und Hansestadt Binnenhochwasserschutz, Ökologie Hamburg. Individuelle, an die jewei- und Ökonomie miteinander verbunden ligen hydrologischen, hydraulischen worden, um fachübergreifend Ergeb- und räumlichen Bedingungen ange- nisse für einen verbesserten Binnen- passte Lösungen sind notwendig zur hochwasserschutz zu erzielen. Umsetzung dieser generationsüber- Projektes und Schlussfolgerungen für greifenden Aufgabe. Die differieren- Gewässer im urbanen Raum sind wert- die Praxis vor. Weiterhin werden die Er- den Interessenlagen sind im urbanen volle Strukturen. Neben der Naherho- gebnisse der einzelnen Projektpartner Raum maximal. lung für die Bürgerinnen und Bürger in entsprechenden Zwischenberichten bieten die Gewässer auch Lebensräu- und Fachpublikationen sowie in einem Angewandte Forschung im LSBG ist me für eine große Artenvielfalt von gemeinschaftlichen Abschlussbericht ein notwendiger Baustein zur Entwick- Flora und Fauna. Flussläufe dienen da- dargestellt. Der Bericht zeigt, wie lung und Fortschreibung von innova- rüber hinaus als ökologische Grünach- konstruktiv verschiedene Institutio- tiven Lösungen der Wasserwirtschaft. sen und stellen Kaltluftschneisen dar, nen Hamburgs gemeinsam Lösungen Diese Forschung führt im direkten die zur Verbesserung des Stadtklimas für die Praxis erarbeiten. Dialog mit der Praxis zu konstruktiven beitragen. Daher gilt es den ökologi- Lösungen, die direkt implementiert schen Wert der Gewässer und ihrer werden können. Hier finden sich auch Uferbereiche zu wahren, sowohl heute Prof. Dr. Gabriele Gönnert Räume für neue Innovationen. als auch in Zukunft. Fachbereichsleitung So ist auch das Projekt StucK mit Die Überführung von Forschungs- Planung und Entwurf Gewässer seinem interdisziplinären Ansatz ein- ergebnissen in die Praxis ist ein zent- Geschäftsbereich Gewässer und zuordnen. In den Binnenhochwasser- rales Element des Projektes. Dement- Hochwasserschutz schutz werden ökologische und öko- sprechend werden auf andere Gebiete Landesbetrieb Straßen, Brücken und nomische Aspekte integriert. Dieser übertragbare Methoden und Entwick- Gewässer Ansatz greift gleichzeitig sowohl lungsschritte verwendet und der Fo- Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Ziele der Wasserrahmenrichtlinie kus des Projektes auf die Antworten Innovation (Richtlinie 2000/60/EG) als auch der der in der Praxis bestehenden Fragen Hochwasserrisikomanagementrichtli- gelegt. nie (Richtlinie 2007/60/EG) auf. Dieser Bericht stellt die aus Sicht des Unter der Leitung des LSBG sind in LSBG wesentlichen Ergebnisse des 3 FÜR SIE. FÜR HAMBURG. INHALTSveRZEICHNIS 1 Das Projekt StucK 7 5 Ökologische und ökonomische Bewertung 42 2 Modellregionen 10 5.1 Monetär bewertbare Ökosystemleistungen 42 2.1 Kollau 10 5.1.1 ÖSL Binnenhochwasserschutz 43 2.1.1 Abflussverhalten 11 5.1.2 ÖSL Freizeit-/Erholungsleistung 44 2.1.2 Böden 12 5.1.3 ÖSL Kohlenstoffspeicherung 44 2.1.3 Vegetation 14 5.2 Nicht monetär bewertbare ÖSL 45 2.2 Dove-Elbe 14 5.3 Beurteilung der ÖSL der untersuchten Maßnahmen 46 2.2.1 Abflussverhalten 17 6 Wandel und Anpassung 48 2.2.2 Böden 20 6.1 Kollau 48 2.2.3 Vegetation 21 6.1.1 Auswirkungen zukünftiger Entwicklung 48 3 Niederschlags- und Hochwasservorhersage 22 6.1.2 Umgestaltung der Hochwasserrückhalte- 3.1 Niederschlagsmessungen und -vorhersage 22 becken zu Trockenbecken 49 3.2 Hochwasservorhersage 23 6.2 Dove-Elbe 50 3.3 Integrierte vorhersagebasierte 6.2.1 Auswirkungen zukünftiger Entwicklung 50 Managementkonzepte 26 6.2.2 Schaffung von Speichervolumen im 3.3.1 Kollau 26 Vorland und Betriebsänderung des 3.3.2 Dove-Elbe 27 Deichsiels Tatenberg 52 4 Betriebliche und wasserbauliche Maßnahmen 30 7 Schlussfolgerungen 53 4.1 Kollau 30 8 Literaturverzeichnis 55 4.1.1 Vorhersagebasierte Steuerung von Hochwasserrückhaltebecken 30 4.1.2 Umgestaltung der Hochwasserrückhalte- becken zu Trockenbecken 31 4.1.3 Scheiteldämpfung durch Vorlandentwicklung 3 4.2 Dove-Elbe 36 4.2.1 Vorabsenkung durch Betriebsänderung des Deichsiels Tatenberg 36 4.2.2 Vorabsenkung durch Pumpbetrieb von Schöpfwerken (Gose-Elbe) 37 4.2.3 Vorabsenkung durch Betriebsänderung des Deichsiels Tatenberg und Pumpbetrieb von Schöpfwerken 38 4.2.4 Schaffung von Speichervolumen im Vorland 38 5 FÜR SIE. FÜR HAMBURG. 1 DAS PROJEKT STUCK Das Projekt StucK behandelt den 90 Hochwasserschutz und das -manage- ment in tidebeeinflussten Gebieten 80 1 cm/h sowie im tidefreien, urbanen Raum. 70 Konkret wird hier der Binnenhochwas- 4 cm/h 60 serschutz (Hochwasserschutz an den 50 Binnengewässern) betrachtet. 40 Wasserstand [cm] Wasserstand Berücksichtigt werden dabei die zu 30 erwartenden Folgen der fortschrei- 20 tendenden Urbanisierung und des Kli- mawandels, die das Risiko von Hoch- 10 wasser erhöhen und damit zu höheren 0 05.10.17 06.10.17 07.10.17 08.10.17 09.10.17 10.10.17 11.10.17 12.10.17 13.10.17 14.10.17 15.10.17 Schadenspotenzialen führen. Neben Zeit Kollau Pegel Vogt-Kölln-Straße Bille (Obere Bille) Pegel Möörkenweg einer Zunahme der versiegelten Flä- che wird eine Zunahme der Nieder- Abb. 1: Hochwasserganglinien der Kollau (urban geprägtes Einzugsgebiet) und Bille schlagsintensität im Sommer und (Obere Bille) (ländlich geprägtes Einzugsgebiet). eine Zunahme der Niederschlagsmen- gen im Herbst und Winter erwartet. Zudem müssen der Meeresspiegel- eher ländlich geprägten Einzugsge- Gerade in urbanen Räumen ist der anstieg und veränderte Tidewasser- bietes (Abb. 1). Die Vorhersagezeit- Hochwasserschutz der allgemeinen stände berücksichtigt werden. In der räume und damit die Vorwarnzeiten Flächenkonkurrenz unterworfen. Flä- Konsequenz ist während Sturmfluten insbesondere von konvektiven Stark- chen für den Hochwasserschutz müs- die Entwässerung zunehmend einge- regenereignissen sind kurz und de- sen weitere Funktionen, wie die Nut- schränkt und führt zu einer höheren ren räumliche und zeitliche Auflösung zung zur Naherholung, Lebensraum Gefahr von Binnenhochwasser. Präzi- gering im Verhältnis zur Größe dieser für Fauna und Flora, als Kaltluftschnei- sere Vorhersagen von Niederschlägen, Einzugsgebiete. Die in diesen Räumen se oder die Kohlenstoffspeicherung Wasserständen und Abflüssen helfen, sehr kleinen