Vergleich von 2-dimensionalen Berechnungsansätzen für die Gefährdungsanalyse in urbanen Gebieten

Starkniederschläge in urbanen Gebieten gehen oftmals mit enormen Sachschäden und dem Verlust von Menschenleben einher. Um bereits im Vorfeld überflutungsgefährdete Bereiche ermitteln und entsprechende Vorsorgemaßnahmen ableiten zu können, werden vermehrt hydraulische Gefährdungsanalysen durchgeführt. Im Folgenden werden drei verschiedene Berechnungsansätze in Gebieten mit flacher und steiler Topografie untersucht: 1) Berechnung des Kanalnetzes unter Berücksichtigung der Oberflächenüberflutung mit HYSTEM-EXTRAN 2D (HE 2D) und der Annahme, dass sämtliches Regenwasser von den angeschlossenen Flächen direkt in den Kanal gelangt, 2) wie Ansatz 1, allerdings gelangt das Regenwasser nur von den Dachflächen direkt in den Kanal, bei den anderen Flächen findet die Abflussbildung im 2D-Oberflächenmodell statt, 3) Berechnung des Oberflächenabflusses ohne Berücksichtigung des Kanalnetzes mit HE 2D. Hierfür wird der Niederschlag um einen Anteil reduziert, welcher der Leistungsfähigkeit des Kanalnetzes entspricht.

Die Ansätze 1 und 2 verhalten sich, unabhängig von der Topografie des Untersuchungsgebietes, im Straßenbereich ähnlich. In Ansatz 1 befindet sich der gesamte Effektivniederschlag im Kanalnetz, im Gegensatz dazu verbleibt im Ansatz 2 mangels Erfassung privater Hofeinläufe, Oberflächenwasser in Geländesenken abseits der Straßen. Folglich wird dem Kanalnetz in Ansatz 1 zu viel Oberflächenwasser zugeführt. Beim Vergleich von Ansatz 2 und 3 stellen sich vor allem in den Bereichen auf den Straßen andere Verhältnisse ein, da der Einfluss des Kanalnetzes fehlt. Folglich birgt Ansatz 3 die Gefahr, dass die real kritischen Bereiche auf den Straßen nicht erkannt und falsche Ableitungen getroffen werden. Durch den Vergleich der verschiedenen Modelle wird gezeigt, dass für eine aussagekräftige und befriedigende hydraulische Gefährdungsanalyse die Kopplung von Kanalnetzmodell und Oberflächenabflussmodell unverzichtbar ist und die traditionelle Berechnungsweise des direkten Anschlusses der Flächen zu falschen Aussagen führt.