wasserbauliche maßnahmen in wechselwirkung mit ... · beispiel abiotik treibhausgase - reduktion...
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Wasserbauliche MaWasserbauliche Maßßnahmennahmenin Wechselwirkung mitin Wechselwirkung mit
Abflussgeschehen, SedimenttransportAbflussgeschehen, Sedimenttransportund Gewund Gewäässermorphologie ssermorphologie
H. M. HABERSACKH. M. HABERSACKInstitut fInstitut füür Wasserwirtschaft, Hydrologie undr Wasserwirtschaft, Hydrologie und
konstruktiven Wasserbaukonstruktiven WasserbauUniversitUniversitäät ft füür Bodenkultur Wienr Bodenkultur Wien
Gliederung
- Einleitung - Wasserbauliche Maßnahmen und
Abflussgeschehen- Wasserbauliche Maßnahmen in Wechselwirkung
mit Sedimenttransport und Gewässermorphologie - Prozessketten, Zusammenhänge und Beispiele- Auswirkungen der Hochwasserkatastrophe - Schlussdiskussion
Hochwasser 2002 - Niederschlag
Niederschlagsverteilung (ev. Wetterradar)Abfluss Kamp und Donau
Hochwasserbilder
HZB, 2002
Wasserbauliche MaßnahmenWildbachverbauungen
- flächenwirtschaftliche Maßnahmen
- Rückhaltesperren, Ufer- und Sohlstabilisierung
Schutzwasserwirtschaft- Regulierungsmaßn., Längs- und Querbauwerke
- Hochwasserschutzbauten (Dämme etc.)
Wasserbau und Infrastruktur- Regulierungsmaßnahmen in Verbindung mit
Straßenbau, Eisenbahnbau, Brückenbau
- Abflussbeinflussung durch Infrastruktur
Kraftwerksbau- Bau von Speichern / Laufkraftwerken
- Ausleitungen, Unterwassereintiefungen
Abflussgeschehen- Änderung Oberflächenabfluss
- Retentionsverhalten / Fließzeiten
- Schleppspannungen / Transportvermögen
Sedimenttransport- Erhöhung / Erniedrigung des Sedimenttransportes
- Unterbrechung des Feststoffkontinuums
- Änderung der Relation Seiten- Tiefenerosion
Gewässermorphologie- im Extremfall Änderung des Flusstyps
- bei Katastrophenhochwässern Dynamik erkennbar
- starke Unterschiede zwischen Durchschnittsperioden und großen Hochwässern
Schutzwasserwirtschaft
Oberösterreich33%
Salzburg9%
Tirol3%
Steiermark8%
Burgenland2%
Vorarlberg3% Wien
6%
Niederösterreich35,4%
Summe für Österreich: 45,2 Mio. €
Kamp43%
Nördl. Waldviertel19%
Krems19%
Weinviertel3%
Weitenbach,Höllbach
9%
übrigeDonauzubringer
6%
Industrie-viertel
1%
Schadenssumme: 16 Mio. €
Wenn Bemessungsereignis nicht überschritten, gute Funktion der Schutzwasserbauten gegeben, ABER Frage Restrisiko....
ProzesskettenManagement
Beispiel Abiotik
Treibhausgase- Reduktion
Landnutzung, Steuerung KW etc.
-Raumplanung,- Flussbau,- Schwall ...
Management desFeststoffhaushaltes
- Gewässerbreite, Sperren
AbflussgeschehenFeststoffhaushalt
Meteorologie- Klimaänderung
Niederschlagsverteilung- 2 Tagesniederschläge
essenziell
Abfluss- Entstehung, Verformung
Sedimenttransport Morphologie
- Erosion, Transport, Deposition
ökologische Funktionsfähigkeit
Zoogeographie
Fließgewässerbioregionen
- Bioregionen plus große Flüsse
Fischregionen- Veränderung
Artenzusammensetzung
Wirkung von Dämmen Bsp. Drau15-jährliches Ereignis vom Juli 1987: Erhöhung des Abflusswertes von 483 m³/s auf 685 m³/s; in Sachsenburg statt eines 3-4 jährlichen Hochwassers ein 10-11 jährliches Hochwasser.Fließzeit: Verkürzung von 10 auf 3,5 Stunden
Retentionsvolumen
Pegel HQ-Scheitel Bedarf an Retentionsvolumen bei Scheitelreduktion um in m3/s 100 200 300 500 800 1200 1500
Passau (Donau) 2) 7497 1.3 4.4 8.8 20.2 42 79 113 Kienstock (Donau) 2) 11297 2.8 8.2 15.0 31.6 63 116 161 Hainburg (Donau) 2) 10095 2.9 10.0 19.7 44.7 94 175 247 Steyr (Enns) 2) 3077 0.5 1.5 2.9 7.3 17 39 68 Salzburg (Salzach) 2) 2274 0.7 2.9 5.9 13.2 28 53 - Wels-Lichten(Traun)2) 1528 1.0 3.6 8.0 26.7 39 - - Zwettl (Kamp) 1) 459 2.6 9.3 20.2 - - - - Stiefern (Kamp) 1) 788 1.2 3.7 8.5 24.3 - - -
Holzmann, 2003
Abf
luss
[m
3/s]
06.Aug 08.Aug 10.Aug 12.Aug 14.Aug 16.Aug 18.Aug
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000 Passau IlzstadtMauthausenKienstockKorneuburgHainburg
20151050
Feuerkogel
20151050
Krems
Nie
ders
chla
g [m
m/h
]Bedarf an Rückhalteraum
Scheitelreduktion in m3/s
Spe
iche
rbed
arf i
m M
io m
3
200 400 600 800 1000
020
4060
8010
0Salzach (Oberndorf)Salzach (Salzburg)Kamp (Zwettl)Kamp (Stiefern)Enns (Steyr)Traun (Wels)Donau (Passau)Donau (Kienstock)
Dobra (Kamp)
Ottenstein (Kamp)
Mooserboden / Kaprun
Hochwasser 2002 – Abfluss Kamp
Niederschlagsverteilung (ev. Wetterradar)Abfluss Kamp und Donau
Hochwasserbilder
HZB, 2002
Sedimentbilanz
Fluss Pegel Mittelwasser
[m³/s]
Analysierte
Länge [km]
Defizit
[% Länge]
Überschuss
[% Länge]
Donau Wien Reichsb. 1931 350 30 70
Drau Drauhofen 112 214 27 59
Mur Bruck/Mur 105 280 66 24
Enns Steyr 202 186 33 47
Inn Kirchbichl 289 258 44 29
Salzach Golling 142 182 49 13
Donau
HW Aug.2002 - Schweb
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
16000
07.08.0200:00
08.08.0200:00
09.08.0200:00
10.08.0200:00
11.08.0200:00
12.08.0200:00
13.08.0200:00
14.08.0200:00
15.08.0200:00
16.08.0200:00
17.08.0200:00
18.08.0200:00
19.08.0200:00
So [m
g/l]
ENGEASCH-AutoLINZABWIWALLKREMALWOFREUBDALAsch-IntAsch-Int1Q-Altenwörth
?
?
? ?
?
??
??
?
HW August 2002 - Schwebstoff-Frachten
0
1,000,000
2,000,000
3,000,000
4,000,000
5,000,000
6,000,000
7,000,000
8,000,000
9,000,000
10,000,000
11,000,000
12,000,000
ENGE ASCH LINZ ABWI WALL KREM ALWO FREU BDAL
Tonn
en
Schweb-Frachten
ohne Ausreisser A, Aw, Fr
Mittelwerte :7,1 Mio to ohne Ausreisser 5,9 Mio to
Bors, WSD, 2002
DonauHöh
enm
eter
übe
r Adr
ia
135
140
Station [m]
0 100 200 300
RNW96=137.66 müA
MW=139.31 müA
Legende:
2002-01-09
2002-04-04
2002-10-10
Fahrrinnenkasten
Hauptpunkte
km 1886.800
Höh
enm
eter
übe
r Adr
ia
130
135
140
0 100 200 300
RNW96=137.74 müA
MW=139.4 müA
km 1887.000
Legende:
Hauptpunkte
Fahrrinnenkasten
2002-10-10
2002-04-04
2002-01-09
WSD, 2003
Gewässermorphologie - KampKamp von der Mündung bis zum Umlaufberg
Stand November 2002
0
50
100
150
200
250
3.57
10.86
14.70
17.09
19.14
20.56
22.22
23.40
24.93
27.23
28.97
30.20
31.68
33.74
34.37
35.64
36.21
37.25
38.04
38.58
38.79
40.12
41.62
42.77
43.68
44.89
45.63
46.13
46.57
47.14
50.05
Flusskilometer[km]
Verä
nder
ung
der U
mla
geru
ngsb
reite
[%
]
Veränderung der Umlagerungsbreite in %
SchönbergStiefern
Tobelbach
Buchberg
Zitternberg
Stallegg
Umspannwerk
Umlauf
Gesamt: ca. 14 kmca. 78 ha
Kamp – Schönberg
Profil
Beitragende Prozessgrößen:
•Schleppspannungen im ehemaligen Vorland (jetzt Teil des Abflussquerschnittes) gemäß
ersten Simulationen sehr hoch
•Makroturbulenzen, speziell bei Einbauten und Vegetation
•Seitenerosion (morphologische Prozesse)
SchlussdiskussionWasserbauliche Maßnahmen Abflussgeschehen, Sedimenttransport und Gewässermorphologie Ökologie Abflussgeschehen ABER auch z.B. die Unterbindung des Feststoffkontinuums ergeben signifikante Modifikationen imSedimenttransport und der GewässermorphologieHW 2002 führte tw. zu extremen Folgen für Sediment-transport und die Morphologie...Bauwerke können durchausverschärfend wirken, Modelle mit bewegl. Sohle notwendigFlussdynamik bei HWs größer, deshalb mehr RaumInfrastruktur nicht immer prioritär und anpassen (Brücken...)Entwicklung neuer Managementstrategien (Flussgebietsmanagement) notwendig, Feststoffhaushalt....
Allgemein Aussagen über Verwerfungen WWF
Daten betreffend Schäden bringen (österreichweit) aus Plattformstudie, Ufersicherungen etc.......
FlussgebietsmanagementWasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union verfolgt ein ganzheitliches, die bisherigen Fragmentierungen überwindendes Wassermanagement inFlusseinzugsgebieten mit dem Ziel eines guten ökologischen Zustandes der Gewässer.
Was ist Flussgebietsmanagement?
Unter Flussgebietsmanagement versteht man alle Projekte und Tätigkeiten, die dazu dienen, die Bewirtschaftung eines Flusseinzugsgebietes nach Massgabe derEU-Wasserrahmenrichtlinie (EU-WRRL) durchzuführen.
Flussgebietsbewirtschaftungspläne
Diese stellen im wesentlichen das geeignete „operative Planungsinstrument“ zur Erreichung des Hauptziels dar.
Stauraumverlandungen
0
5
10
15
20
25
30
35
1965
1967
1969
1971
1973
1975
1977
1979
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
Jahr
Mill
ione
n m
³
KW ASCHACH
KW ALTENWÖRTH
KW GREIFENSTEIN
KW OTTENSHEIM
Nachtnebel et al., 2000
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