Gefahrenkarte Hochwasser Aare Villigen - Klingnau Seitenbäche Und Aare
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Departement Bau, Verkehr und Umwelt Abteilung Raumentwicklung Gefahrenkarte Hochwasser Aare Villigen - Klingnau Seitenbäche und Aare Gemeinden Böttstein, Döttingen, Klingnau, Leuggern, Mandach, Mönthal, Oberbözberg, Remigen, Riniken, Rüfenach, Unterbözberg, Untersiggenthal, Villigen, Würenlingen Anhang Ingenieure Bart AG Waisenhausstrasse 15 9000 St. Gallen Fon 071 / 228 01 70 Fax 0’71 / 228 01 71 St. Gallen, Dezember 2010 A1 Grundlagen ...................................................................................................................... 2 A2 Hydrologie ........................................................................................................................ 5 2.1 Niederschläge .............................................................................................................. 5 2.2 Auswertung der Abflussmessstationen ........................................................................ 6 2.3 Abflüsse an den Binnenkanälen ..................................................................................10 .........................................................................................................................................15 A3 Gefahrenerkennung und Szenarien ................................................................................16 3.1 Primärmassnahmen ....................................................................................................16 A4 Wirkungsanalyse .............................................................................................................31 4.1 Modellierung der Seitenbäche .....................................................................................31 4.1.1 Verwendete Unterlagen ........................................................................................31 4.1.2 Anwendung der hydraulischen Modelle ................................................................31 4.2 Modellierung der Aare .................................................................................................34 4.2.1 Verwendete Grundlagen .......................................................................................34 4.2.2 Erstellung vom Digitalen Terrain Modell (DTM) ....................................................35 4.2.3 Rechennetz ..........................................................................................................35 4.2.4 Validierung ...........................................................................................................37 4.2.5 Ergänzungen im Modell ........................................................................................41 4.3 Methodisches Vorgehen zum Erstellen der Gefahrenkarte .........................................42 A5 Massnahmen ..................................................................................................................45 5.1 Massnahmen tabellarisch ...........................................................................................45 Gefahrenkarte Aare Villigen - Klingnau 1 Anhang Grundlagen A1 Grundlagen Gefahrenquellen: GQID Gewässername (Flurname) Bachnummer betroffene Gemeinde Ampferenbach 2.03.105 1 Schmittenbach 2.03.001 Mönthal Remigen Villigen Kumetbach 2.03.000 2 Trinebach 2.00.002 Villigen Mattebach 2.03.044 3 Oberbözberg Unterbözberg Remigen Villigen Reinerbach/Ithalenbach 2.03.010 4 Rinikerbach 2.03.015 Riniken 5 Fuchslig / Berner 2.03.016 Riniken 6 Krähtalbach/Rötibach 2.03.022 Riniken Unterbözberg 7 Winkelmattbach 2.03.035 Oberbözberg 8 Lutisbach 2.03.040 Oberbözberg Unterbözberg 9 Krebsbach 2.03.045 Unterbözberg 10 Sunneberg 2.03.055 Remigen 11 Baumgartenbach 2.03.060 Remigen 12 Lochgraben 2.03.065 Remigen 13 Etzelbach 2.03.070 Remigen 14 Rüedacherbächli 2.03.120 Oberbözberg 15 Oberhof 2.03.093 Mönthal 16 Mönthalerbach 2.03.090 Mönthal 17 Aempach 2.00.140 Villigen 18 Stampfelflue 2.00.145 Villigen 20 Krebsbach 2.00.130 Villigen 21 Schmidbergbach 2.00.200 Böttstein 24 Mühlebach 2.00.067 Böttstein 25 Bruggbach 2.00.065 Böttstein Mandach 27 Tierhalden 2.00.070 Böttstein Leuggern 28 Hinterwasserkanal/Binnenkanal 2.01.098 Böttstein Leuggern 29 Guntenbach/Leuggerenbach 2.01.035 Mandach Leuggern 30 Fehrental 2.01.025 Leuggern 31 Stubebründli 2.01.026 Leuggern 32 Gärbet 2.01.038 Leuggern 33 Sänneloch 2.01.050 Mandach Leuggern 34 Schwedefeld 2.01.052 Leuggern 35 Lienisgraben 2.01.056 Leuggern 36 Hagenfirst / Mathisehus 2.01.062 Leuggern 37 Müliweggrabe 2.01.066 Leuggern 38 Grüenige 2.01.080 Mandach 39 Hinter de Räbe 2.01.077 Mandach 40 Bergwasser 2.01.082 Mandach 41 Rainetsachergrabe 2.01.003 Leuggern 42 Solenbach 2.01.090 Böttstein 43 Binnenkanal 2.01.000 Böttstein 44 Dorfbach 2.00.110 Würenlingen Döttingen 45 Oberdorfbach 2.00.122 Würenlingen 46 Juchbach 2.00.095 Böttstein 47 Langgraben 2.00.050 Döttingen 49 Mülibach 2.02.001 Döttingen Gefahrenkarte Aare Villigen - Klingnau 2 Anhang 1 Grundlagen GQID Gewässername (Flurname) betroffene Gemeinde 50 Binnenkanal 2.00.010 Döttingen Klingnau 51 Sickerwasserkanal 2.00.015 Döttingen Klingnau 52 Zelglirai 2.00.016 Klingnau 53 Tiefegrabe 2.00.017 Klingnau 54 Steighäulibach 2.00.022 Klingnau 55 Kaiserlicher Gottesgraben 2.00.023 Klingnau 56 Hönger 2.00.024 Klingnau 57 Obermatte 2.00.026 Klingnau 58 Schwändi 2.00.028 Klingnau 59 Liebefels 2.00.025 Klingnau 60 Chrejemoos 2.00.030 Klingnau 61 Grenzbächlein/Höllstebach 2.00.032 Döttingen Klingnau 62 Schluchenbach 2.00.035 Döttingen 63 Wüesti 2.00.040 Klingnau 64 Holzmatte 2.00.042 Klingnau 65 Tschooperg 2.00.142 Villigen 66 Chüebode / Oberhof 2.03.093 Mönthal 67 Eichgraben 2.00.115 Würenlingen 68 Feisler 2.03.020 Riniken Tabelle 1: Lister der Gefahrenquellen Bildflug Bildmassstab 1 : 3’000 Film Farbe, Lieferung als Diapositive Kamera RC20 Objektiv 21 cm Querüberdeckung und Fluglinien Fluglinien gemäss Flugplan Längsüberdeckung 70 % Termin Erstmöglicher Termin (Wetter, Schnee) Rahmenbedingungen Schneefrei, vor Laubausbruch bzw. nach Laubabwurf Lieferung Geschnitten, Diapositive Tabelle 2: Spezifikationen des Bildfluges Aerotriangulation Aufgrund der Verteilung der Fluglinien konnte die Aerotriangulation in der Regel nur für einzelne Linien durchgeführt werden. Die Lagepasspunkte wurden aus dem Übersichtsplan gewonnen, die Höhenpasspunkte aus dem neu erstellten DTM-AV abgeleitet. Die Abstützung der Höhen auf das DTM-AV war notwendig, damit die neu erfassten Bruchkanten gut mit den Höhen der Punktwolke des DTM-AV übereinstimmten. Generell wurde in Lage und Höhe ein mittlerer Fehler von 0.1 m erreicht. Dies entspricht ziemlich genau der a priori Genauigkeit aufgrund der technischen Rahmenbedingungen des Bildfluges. Gefahrenkarte Aare Villigen - Klingnau 3 Anhang 1 Grundlagen Erstellung des bereinigten DTM0 Das DTM0 ist die Geländeoberfläche, gebildet aus allen berücksichtigten Elementen (Punkte, Bruchkanten, Gebäudeumrisse). Das DTM0 ist fehlerbereinigt und wird in der Bildung der Rechennetze dazu verwendet, an allen Knoten des Rechennetzes Höheninformation durch Interpolation abzuleiten. Das DTM0 kann auch dazu verwendet werden, Querprofile aus der Oberfläche herauszurechnen. Ergänzung von Bruchkanten An wenigen Stellen reichte das Vorgehen noch nicht aus.. An den Stellen auf den Luftbildern, die der Operateur wegen Bewuchses nicht auswerten konnte, wurden die Bruchkanten von Hand ergänzt. Dazu ermittelt man, mit Hilfe der aus den DTM-AV Daten gerechneten Höhenkurven, den ungefähren Verlauf der Gerinneachse. Diese wird kopiert und beidseitig mit der halben Gerinnebreite verschoben. Danach projiziert man die drei Bruchkanten auf die DTM-AV Oberfläche, d.h die Bruchkanten erhalten eine Höhe. Die dadurch entstandenen, unzähligen neuen Stützpunkte werden mit einer Toleranz von 0.1 m ausgedünnt und anschliessend die Gerinneachse um die Gerinnetiefe abgesenkt. Diese mittlere Bruchkante ist anschliessend mit einer stetigen Neigung auszugleichen. Mit den bisherigen und den neu erzeugten Geländeelementen wird sodann das DTM1 gebildet. Gefahrenkarte Aare Villigen - Klingnau 4 Anhang 1 Hydrologie A2 Hydrologie 2.1 Niederschläge Auswertung der Niederschlagsstation Beznau 1901 – 1970 und 1901 – 2007 Abbildung 1: Frequenzdiagramm für 1 Tageshöchstwerte 1901 – 1970 Abbildung 2: Frequenzdiagramm für 1 Tageshöchstwerte 1901 – 2007 Gefahrenkarte Aare Villigen - Klingnau 5 Anhang 2 Hydrologie 2.2 Auswertung der Abflussmessstationen Abbildung 3: Pegelauswertung Guntenbach, Leuggern Gefahrenkarte Aare Villigen - Klingnau 6 Anhang 2 Hydrologie - Leuggern Abbildung 4: Datenblatt Pegel Guntenbach, Leuggern Gefahrenkarte Aare Villigen - Klingnau 7 Anhang 2 Hydrologie Abbildung 5: Pegelauswertung Schmittenbach, Remigen Gefahrenkarte Aare Villigen - Klingnau 8 Anhang 2 Hydrologie Abbildung 6: Datenblatt Pegel Schmittenbach, Remigen Gefahrenkarte Aare Villigen - Klingnau 9 Anhang 2 Hydrologie 2.3 Abflüsse an den Binnenkanälen Die beiden Binnenkanäle links und rechts des Klingnauer Stausees sowie der Sickerwasserkanal in Klingnau und der Hinterwasserkanal in Kleindöttingen wurden vollständig mit dem Modellierungsprogramm FLUMEN 2D modelliert, da in diesem flachen Gelände Retention eine grosse Rolle spielt. Bestimmung der Abflüsse an den rechtsufrigen Binnenkanälen: Da der Sickerwasserkanal hauptsächlich vom Grundwasser gespiesen wird, wurden aus dem GEP für zwei Punkte die Grundwasserstände für ein 100-jährliches Ereignis entnommen. An diesen wurde im Gerinne ein Querprofil aus dem DTM erstellt. Der Grundwasserspiegel wurde als Wasserspiegel im Gerinne eingesetzt, womit mit einfachen Abschätzmethoden ein Abfluss entsprechend diesem Wasserstand