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Hochwasserschutzkonzept Zorge<br />
Gewässerentwicklung Gew sserentwicklung und Hochwasserschutz<br />
für r die Zorge<br />
im Abschnitt von Bielen bis zur Aumühle Aum hle<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 1
Aufgabenstellung<br />
Erarbeitung von<br />
Hochwasserschutzmaßnahmen<br />
für die Ortslagen<br />
- Bielen<br />
- Windehausen<br />
- Görsbach und<br />
- Heringen (Kieswerk)<br />
unter Beachtung von<br />
Maßnahmen<br />
zur Gewässerentwicklung<br />
und der Flächenentwicklung<br />
im Vorland (Kiesseen)<br />
Grundlage:<br />
Zweidimensionale hydraulische<br />
Berechnungen für Zorge und Helme<br />
zwischen Nordhausen und Görsbach<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 2
1Bearbeitungsumfang<br />
Bearbeitungsumfang<br />
Auftragserteilung<br />
(August 2009)<br />
Datenrecherche, Aufbereitung vorhandener Unterlagen<br />
(September-Oktober 2009)<br />
Nachvermessung im Bereich der Nebengewässer,<br />
von Brücken und Durchlässen im Bahndamm sowie vorhandener Deiche<br />
Nachvermessung ausgewählter Zorgeprofile<br />
Neuvermessung der Zorge im Bereich der Autobahnbrücke und<br />
des „wieder errichteten“ rechten Deiches unterhalb der Autobahn<br />
(Oktober 2009 – Januar 2010)<br />
Erstellung eines „qualifizierten“ Geländemodells, in dem die Helme, Zorge<br />
und die zu bearbeitenden Nebengewässer abgebildet werden<br />
(Januar 2010 – Februar 2010)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 3
2Bearbeitungsumfang<br />
Bearbeitungsumfang<br />
Erstellung des hydraulischen 2D-Modells für den IST-Zustand<br />
(Februar 2010 – März 2010)<br />
stationäre Berechnung der MQ-, HQ 2 -, HQ 5 -, HQ 10 -,<br />
HQ 50 -, HQ 100 - und HQ 200 -Wasserspiegellagen<br />
instationäre Berechnung für HQ 100 und zur Nachrechnung des<br />
Hochwassers 2008 (Zorge)<br />
(März 2010 – Mai 2010)<br />
Berechnung der HQ 100 -Wasserspiegellagen der Helme und Überlagerung<br />
mit den Ergebnissen der Zorge zur Ermittlung der maximalen<br />
Auswirkungen im Mündungsbereich von Helme und Zorge<br />
(Mai 2010)<br />
Verschneidung der HQ(T)-Wasserspiegellagen mit dem Gelände,<br />
Darstellung der Hochwassersituation<br />
(Wassertiefen, Überschwemmungsgebiete, Gefährdungen)<br />
Aufzeigen von Defiziten im Hochwasserschutz<br />
(März 2010 – Juni 2010)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 4
3Bearbeitungsumfang Bearbeitungsumfang<br />
Erarbeitung von Hochwasserschutzmaßnahmen, Maßnahmen für einen<br />
verbesserten Hochwasserabfluss zum Erreichen der abgestimmten<br />
Schutzziele (Erarbeitung, Zusammenstellung, Darstellung und Bewertung<br />
der Maßnahmen und Varianten)<br />
(Juni 2010 – Dezember 2010)<br />
Übernahme vorhandener Gewässerentwicklungspläne,<br />
Aufzeigen von Möglichkeiten für deren Umsetzung an Zorge und Helme<br />
(Juli 2010 – Dezember 2010)<br />
Erstellung eines PLAN-Zustandes zur Berücksichtigung der Entwicklung<br />
des Kiesabbaus im Vorlandbereich der Zorge<br />
(August 2010 – Dezember 2010)<br />
Beratung zu den Hochwasserschutzmaßnahmen mit dem AG,<br />
Erarbeitung einer Vorzugsvariante für den Hochwasserschutz unter<br />
Beachtung der Gewässerentwicklungsplanungen und<br />
dem Einfluss des Kiesabbaus<br />
(August 2010 – Januar 2011)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 5
4Bearbeitungsumfang Bearbeitungsumfang<br />
Erstellung der hydraulischen Modelle zur Berechnung der HQ 100 -Wasserspiegellagen<br />
für die PLAN-Zustände mit<br />
- Varianten des Hochwasserschutzes,<br />
- Maßnahmen der Gewässerentwicklung,<br />
- möglichen PLAN-Zuständen des Kiesabbaus<br />
(August 2010 – Januar 2011)<br />
Erstellung eines Grundwasserströmungsmodells und Untersuchung der<br />
Auswirkungen der HWS-Maßnahmen auf das Grundwasser<br />
(September 2010 – Juli 2011 )<br />
Abstimmung einer Vorzugsvariante für den Hochwasserschutz<br />
(Oktober 2010 – März 2011)<br />
Kostenschätzung für die Baumaßnahmen,<br />
Ermittlung der Schadenspotenziale für HQ(T) und<br />
Kosten-Nutzen-Analyse<br />
(Oktober 2010 – März 2011)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 6
5Bearbeitungsumfang Bearbeitungsumfang<br />
Dokumentation der Ergebnisse zum HWSK-Zorge,<br />
Erstellung thematischer Karten<br />
(Oktober 2010 – März 2011)<br />
- Endbericht September 2011<br />
Dokumentation zum Grundwasserströmungsmodell<br />
(Oktober 2010 – September 2011)<br />
- Endbericht September 2011<br />
Im Ergebnis des HWSK-Zorge<br />
Variantenuntersuchung zur bautechnischen Umsetzung<br />
der Vorzugsvariante mit Hochwasserschutzmaßnahmen<br />
und Maßnahmen der Gewässerentwicklung Zorge<br />
(April 2011 – heute)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 7
Datengrundlagen<br />
Vermessungsdaten der Zorge, Helme und Nebengewässer<br />
Autobahn A38, z.T. Ergänzungsvermessungen<br />
DGM5/5 des Landes Thüringen<br />
topographische Karten (1 : 10.000)<br />
Orthofotos (Luftbilder, 01/2008)<br />
Landnutzungsdaten (TLUG 2008)<br />
und ATKIS-Daten (Ortslagen und Verkehrswege)<br />
Hochwasserscheitelwerte und Ganglinien<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 8
Hydraulische Berechnungen<br />
zweidimensionale hydraulische Berechnung<br />
(2D-Berechnung mit dem Programm HYDRO-AS_2D)<br />
Vorteile:<br />
- ortsdiskrete Ermittlung von Wasserständen ( Wassertiefen)<br />
und Strömungsgeschwindigkeiten<br />
- Berücksichtigung von Nebengewässern und Mühlgräben,<br />
vollständige Einbeziehung der Vorländer<br />
(abflussbestimmende Quer- und Längsstrukturen)<br />
- Wasserspiegel unter Berücksichtigung von Querströmungen,<br />
in Staubereichen und bei Aufweitungen vor und hinter Engstellen<br />
- „automatische“ Abflussaufteilung in verzweigten Gewässersystemen<br />
und zwischen Gewässer und Vorland (Deichüberströmung)<br />
- volumentreue Berücksichtigung vorhandener Retentionsräume,<br />
Polder und Rückhaltungen (bei instationärer Berechnung)<br />
- Ermittlung der Auswirkungen von reaktivierten Retentionsräumen<br />
auf den Scheitelwert und die Ganglinie (bei instationärer Berechnung)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 9
Modellgebiet und Randbedingungen<br />
Randbedingungen: Zu- und Abflüsse im hydraulischen Modell<br />
als Scheitelwerte<br />
jeweils für<br />
- MQ<br />
- HQ2<br />
- HQ5<br />
- HQ10<br />
- HQ20<br />
- HQ50<br />
- HQ100<br />
- HQ200<br />
und als Ganglinie<br />
für<br />
- HQ100<br />
- HW(2008)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 10
Modellaufbau - Vermessung<br />
Gewässervermessung sowie Bruchkanten, Straßen und Dämme im Vorlandbereich<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 11
Modellaufbau - DGM5/5<br />
DGM 5/5 des Landes Thüringen (Raster mit 5 m x 5m)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 12
Umwandlung des TIN<br />
Modellaufbau - „qualifiziertes<br />
qualifiziertes“ DGM<br />
Gewässervermessung + DGM5/5 „qualifiziertes“ DGM (TIN aus Bruchkanten und Punkten)<br />
in ein GRID mit wählbarer<br />
Rasterweite ist möglich<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 13
Modellaufbau - hydraulisches Modell<br />
Bruchkanten + „qualifiziertes“ DGM hydraulisches Modell<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 14
Berechnungsvarianten<br />
IST-Zustand stationär:<br />
- HQ 200 Zorge<br />
- HQ 100 Zorge<br />
- HQ 100 Zorge k ST gut<br />
- HQ 100 Zorge k ST schlecht<br />
- HQ 50 Zorge<br />
- HQ 20 Zorge<br />
- HQ 10 Zorge<br />
- HQ 10 Zorge ohne Zuflüsse NG (ca. HW 2008)<br />
- HQ 5 Zorge<br />
- HQ 2 Zorge<br />
- MQ Zorge<br />
- MNQ Zorge (Eichung Grundwassermodell)<br />
- HQ 100 Helme<br />
(für Überlagerung im Mündungsbereich)<br />
IST-Zustand instationär:<br />
-HQ 100 Zorge instationär<br />
-HW2008 instationär<br />
PLAN-Zustand stationär:<br />
- HQ 100 Zorge für verschiedene Varianten<br />
der Hochwasserschutzmaßnahmen<br />
(8 Varianten + Untervarianten )<br />
- HQ 100 Zorge für verschiedene Varianten<br />
mit Maßnahmen der Gewässerentwicklung<br />
(5 Varianten)<br />
- HQ 100 Zorge für verschiedene Varianten<br />
der Entwicklung der Kiesseen im Vorland<br />
der Zorge (4 Varianten)<br />
-HQ100 Zorge<br />
zur Berücksichtigung der möglichen<br />
Auswirkungen des Klimawandels (HQ 100 *1,3)<br />
-PLAN-Zustand instationär:<br />
-HQ 100 Zorge<br />
für abgestimmten PLAN-Zustand<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 15
HQ100-Wassertiefen HQ100 Wassertiefen (stationäre (station re Berechnung)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 16
HQ100-Wassertiefen HQ100 Wassertiefen Video<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 17
Erarbeitung von Hochwasserschutzmaßnahmen<br />
Hochwasserschutzma nahmen<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 18
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Heringen Video HQ100<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 19
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Heringen, Kieswerk (Übersicht)<br />
( bersicht)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 20
HQ100<br />
Wassertiefe<br />
PLAN<br />
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Heringen, Kieswerk<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 21
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Windehausen Video<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 22
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Windehausen Variante (Übersicht)<br />
( bersicht)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 23
HQ 100<br />
Wassertiefe<br />
PLAN<br />
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Windehausen am Krummbach<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 24
HQ 100<br />
Wassertiefe<br />
PLAN<br />
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Windehausen Variante 1<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 25
HQ 100<br />
Wassertiefe<br />
PLAN<br />
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Windehausen Variante 2<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 26
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Görsbach rsbach Video<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 27
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Görsbach G rsbach (Übersicht)<br />
( bersicht)<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 28
HQ100<br />
Wassertiefe<br />
PLAN<br />
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Görsbach G rsbach Variante 1<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 29
HQ100<br />
Wassertiefe<br />
PLAN<br />
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Görsbach G rsbach Variante 2<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 30
HQ100<br />
Wassertiefe<br />
PLAN<br />
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Görsbach G rsbach Variante 3<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 31
HQ100<br />
Wassertiefe<br />
PLAN<br />
HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen Görsbach G rsbach Variante 4<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 32
1 Berücksichtigung Ber cksichtigung der Kiesabbaue im Vorlandbereich<br />
Vorrangflächen<br />
für den Kiesabbau<br />
Varianten<br />
- mit Eindeichung<br />
- ohne Eindeichung<br />
der Kiesseen<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 33
Berücksichtigung cksichtigung der Kiesabbaue im Vorlandbereich<br />
2 Ber<br />
Wassertiefen PLAN-Zustand PLAN Zustand mit Eindeichung der geplanten Kiesseen<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 34
Berücksichtigung cksichtigung der Kiesabbaue im Vorlandbereich<br />
3 Ber<br />
Wassertiefen PLAN-Zustand PLAN Zustand ohne Eindeichung der geplanten Kiesseen<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 35
Auswirkungen der Kiesabbaue auf das Grundwasser<br />
bei Mittelwasserverhältnissen<br />
Mittelwasserverh ltnissen<br />
Erhöhung des GW-<br />
Spiegels im Bereich<br />
Windehausen<br />
um ca. 0,10 m<br />
(Pegel am<br />
Feuerwehrbrunnen)<br />
ausgehend von einem<br />
höheren Potenzial<br />
im Abbaufeld B-Ost<br />
Dabei ist die<br />
entwässernde Wirkung<br />
der Zorge und<br />
die Potenzialsenkung<br />
durch den<br />
Gewinnungsbereich<br />
Windehausen Ost<br />
schon berücksichtigt<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 36
Berücksichtigung Ber cksichtigung der Gewässerentwicklung Gew sserentwicklung Zorge<br />
Grundlagen:<br />
- Gewässerrahmenplan<br />
Zorge<br />
- Gewässerstrukturgütekartierung<br />
Planvariante<br />
Maßnahmen:<br />
Gewässerrandstreifen<br />
Rückbau der<br />
Uferbefestigung<br />
Entwicklung /<br />
Initiierung von<br />
Gewässerstrukturen<br />
innerhalb des<br />
Gewässerprofils<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 37
Berücksichtigung Ber cksichtigung der Gewässerentwicklung Gew sserentwicklung Querprofil<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 38
Berücksichtigung Ber cksichtigung der Gewässerentwicklung Gew sserentwicklung Helme<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 39
Berücksichtigung Ber cksichtigung der Gewässerentwicklung<br />
Gew sserentwicklung<br />
Wassertiefen Planzustand<br />
PLAN-Zustand<br />
IST-Zustand<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 40
Auswirkungen der HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen<br />
auf das Grundwasser<br />
Bewertung erfolgt auf Basis<br />
eines 3D-Grundwassermodells<br />
Übernahme der Randbedingungen<br />
aus der Oberflächenwasserhydraulik<br />
für<br />
IST- und PLAN-Zustand<br />
HWS- Maßnahmen wirken<br />
sich z.T. signifikant auf das<br />
Grundwasser aus,<br />
Anstieg im Bereich<br />
Windehausen um ca. 1 m<br />
Abminderungsmaßnahmen<br />
bezüglich Grundwasser<br />
werden untersucht,<br />
Berücksichtigung des<br />
fortschreitenden Kiesabbaus in der<br />
Goldenen Aue<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 41
Auswirkungen der HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen auf das Grundwasser<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 42
Auswirkungen der HWS-Ma HWS Maßnahmen nahmen<br />
auf das Grundwasser<br />
Wasserspiegelaufhöhung<br />
im PLAN-Zustand<br />
Wassertiefen im PLAN-Zustand<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 43
Maßnahmen Ma nahmen Grundwasserabwehr<br />
Unterhaltung und<br />
ggf. Ausbau<br />
des Grabensystems<br />
in Windehausen<br />
Verminderung des<br />
Aufstaus oberhalb der<br />
HW-Schutzmaßnahme<br />
im Bereich des<br />
Sportplatzes,<br />
zusätzliche Flutmulde<br />
entlang des HWS-Deiches<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 44
Ermittlung der Schadenspotenziale<br />
auf Grundlage der Flächennutzungen<br />
Fl chennutzungen<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 45
Ermittlung des Schadenspotenzials<br />
- Vermögenswerte<br />
der Nutzungsklassen<br />
- Schadensfunktion<br />
x = Überflutungshöhe<br />
(mittlere Wassertiefe [m])<br />
Y = Schädigungsgrad in [%]<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 46
Schadenspotenziale in den Schutzbereichen<br />
SB Bielen<br />
Zusammenstellung der Schadenspotenziale<br />
HQT Zorge<br />
Schutzbereich<br />
SB Windehausen<br />
SB Goersbach<br />
SB Heringen - HW Zorge<br />
SP_HQ2<br />
0.00<br />
370 854.40<br />
0.00<br />
0.00<br />
SP_HQ5<br />
108 009.92<br />
539 381.52<br />
0.00<br />
506 253.84<br />
SP_HQ10<br />
181 206.51<br />
1 142397.71<br />
296 135.12<br />
555 934.36<br />
SP_HQ20<br />
400 346.37<br />
1 530 094.78<br />
1 279 302.62<br />
672 922.02<br />
SP_HQ50<br />
656 457.56<br />
2 077 935.75<br />
1 913 860.19<br />
1 013 753.57<br />
SP_HQ100<br />
748 286.05<br />
2 447 505.45<br />
2 114 296.34<br />
1 080 061.56<br />
SP_HQ200<br />
854 818.64<br />
2 759 308.91<br />
2 263 102.31<br />
1 155 202.26<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 47
Grundlagen der Kostenschätzung<br />
Kostensch tzung<br />
ausgewählte spezifische Baukosten für Hochwasserschutzmaßnahmen:<br />
- Neubau HW-Schutzmauer 765,00 €/m³<br />
- Neubau HW-Schutzdeich 125,00 €/m³<br />
- Deichsanierung (anteilig für Sanierung) 115,00 €/m³<br />
- Deicherhöhung (anteilig für Erhöhung) 100,00 €/m³<br />
- Deichrückbau / Deichschlitzung 80,00 €/m³<br />
- Berme / Deichbefestigung 27,50 €/m³<br />
- (Ufer-) Aufhöhung bis 0,50 m<br />
Kronenbreite ca. 3,0 m 50,00 €/m³<br />
- Feldweg befestigt bis 4 m Breite 100,00 €/m<br />
- Feldweg unbefestigt bis 4 m Breite 60,00 €/m<br />
- Straße bis 6 m Breite 300,00 €/m<br />
- Straße bis 8 m Breite 350,00 €/m<br />
- Brücken bis 10 m, 8 m Breite 1.500,00 €/m²<br />
- Brücken über 10 m, 8 m Breite 1.300,00 €/m²<br />
- Siele, Absperrbauwerke bis 1 m² 20.000,00 €<br />
- Siele, Absperrbauwerke bis 4 m² 50.000,00 €<br />
- Flutmulden, Errichtung Retentionsraum 15,00 €/m³<br />
- mobile Öffnung (Mauer / Deich) bis 1 m 8.000,00 €<br />
- mobile Öffnung (Mauer / Deich) bis 3 m 15.000,00 €<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 48
Kostenschätzung Kostensch tzung ausgewählter ausgew hlter Varianten<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 49
Nutzen - Kosten - Vergleich<br />
Maßnahmen /<br />
Schutzbereich<br />
SB Bielen<br />
SB Windehausen<br />
SB Heringen Kieswerk<br />
SB Görsbach<br />
Projektnutzen-Barwert<br />
[€]<br />
2 055 980<br />
10 998 630<br />
5 905 370<br />
3 691 480<br />
Projektkosten-Barwert<br />
[€]<br />
468 700<br />
1 907 060<br />
509 000<br />
1 213 570<br />
alle Schutzbereiche besitzen ein positives Verhältnis von Kosten zu Nutzen<br />
bezogen auf die aktuelle Vorzugsvariante<br />
N-K-Vergleich<br />
11,602<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 50<br />
4,387<br />
5,767<br />
2,997
Vielen Dank für f r Ihre Aufmerksamkeit<br />
10.11.2011 HWSK - Zorge 51
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