Schadensreduktion durch optimierte Betriebsführung - TK Consult AG

• Phase I –Vorabsenkung: Für den Hochwasserschutz ist von Bedeutung, dass die Vorabsenkung
zeitgerecht durchgeführt wird, so dass im entscheidenden Moment das gesamte Retentionsvolumen
zur Verfügung steht. Dabei sind jedoch häufig auch andere Aspekte zu berücksichtigen (z.B.
Energiewirtschaft, Wahrscheinlichkeit des erwarteten/prognostizierten Hochwassers).
• Phase II – Wartephase:In dieser Phase wird mit abgesenktem Wasserstand auf den optimalen
Zeitpunkt des Wiederaufstaus gewartet.
• Phase III – Wiederaufstau: Die entscheidende Phase - sind Zeitpunkt und Geschwindigkeit richtig
gewählt, wird die Spitze der Hochwasserwelle im Stauraum zurückgehalten. Diese Parameter
bestimmen, wie stark der Hochwasserabfluss reduziert wird.
DURCHFLÜSSE MINIMIEREN – SCHÄDEN REDUZIEREN
Die konkrete Unterstützung für die Hochwasserbewirtschaftung am Lech erfolgt durch das sog. Online-
Modell Lech, welches vom LfW in der Hochwasservorhersagezentrale (HVZ) am WWA Kempten betrieben
wird. Das Online-Modell basiert auf einem instationären 1D-Modell des gesamten Lechs, das mit
FluxD SS/DESIGNER erstellt wurde, mit FLORIS 2000 als Rechenkern. Als Input übernimmt das Modell die
aktuellen Wasserstände der zu optimierenden Staustufen sowie die mit einem N/A-Modell errechneten
Durchflussganglinien für 13 Zuflüsse. Durch mathematische Optimierung nach Marquardt-Levenberg
werden mit diesen Daten jene Parameter für Vorabsenkung und Wiederaufstau ermittelt, für welche sich
eine optimale Reduktion der Hochwasserwelle ergibt. Dabei stehen zwei Optimierungskriterien zur
Verfügung:
• Minimierung des maximalen Durchflusses in ausgewählten Querschnitten Im konkreten Fall wurde
das Querprofil nach der Einmündung der Wertach als maßgeblich definiert. Grundsätzlich ist es aber
möglich; auch mehrere Querprofile anzugeben und diese bei der Optimierung unterschiedlich zu
gewichten.
• Minimierung der Schäden im gesamten Lechtal Grundlage für diesen Ansatz sind Schadensfunktionen,
die im Rahmen des Projektes für das gesamte Lechtal unterhalb des Forggensees erstellt
wurden. Schadensfunktionen berücksichtigen potenzielle Schäden an Infrastruktur und Gebäuden,
aber auch Schäden, die bei Dammbrüchen als Folge einer Überströmung von Dämmen auftreten
können.
Reduktion der Scheitelabflüsse
DAS ONLINE-MODELL IN DER PRAXIS
Das Online-Modell ist so konzipiert, dass es voll-automatisch laufen kann und Rechenergebnisse und
Bewirtschaftungsvorschläge in konzentrierter Form darstellt. Die Simulations-/Optimierungsläufe und alle
erforderlichen Schritte werden von einem internen Timer gestartet. Darüber hinaus bietet das System
dem Anwender aber die Möglichkeit, eigene Strategien zu testen, um diese mit den optimierten
Vorschlägen zu vergleichen. Alle Informationen und Eingabemöglichkeiten, welche für die
Entscheidungsfindung erforderlich sind, werden dem Anwender über ein speziell entwickeltes Tool
(Flux OPTIMIZER+ ) zur Verfügung gestellt.
SCHLUSSFOLGERUNG
Analysen und Testrechnungen im Zuge des Projektes machen deutlich, welche grundsätzlichen
Möglichkeiten die aktive Bewirtschaftung von Hochwasserwellen bietet, dies gilt positiv (Reduktion des
Maximalabflusses) wie negativ (Verstärkung der Hochwasserwelle). Dabei hat sich gezeigt, dass die
Ergebnisse deutlich sensitiver auf Zeitpunkt und Geschwindigkeit des Wiederaufstaus reagieren, als
erwartet.