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KLIMZUG-NORD Projekt des Monats Juni 2013

Hochwasserschutz an tidebeeinflussten Nebengewässern der Elbe (TP 1.4)

Hochwasserschutz an tidebeeinflussten Nebengewässer der unteren Tideelbe

Im Fokus der Untersuchungen stehen die tidebeeinflussten Nebengewässer der unteren Tideelbe. Die untere Tideelbe beginnt am Zusammenfluss von Norder- und Süderelbe in Hamburg und endet nach 102,4 km bei Cuxhaven. Auf diesem Abschnitt münden 7 größere Nebenflüsse in die Elbe. Im Rahmen von KLIMZUG-NORD wurden stellvertretend für alle Nebengewässer die Krückau aus schleswig-holsteinischer Seite und die Este auf niedersächsischer Seite untersucht.

Übersicht_Este+Krückau_web.jpgAbbildung 1: Übersicht über die Einzugsgebiete und Gewässerläufe der KLIMZUG-NORD Fokusgewässer Este und Krückau

Typisch für alle 7 Nebengewässer ist, dass ihre Quelle in der höhergelegenen Geestlandschaft befindet, die auch den überwiegenden Anteil der Einzugsgebietsfläche ausmacht. Erst auf ihren letzten Kilometern (je nach Gewässer: 5-20 km) durchqueren die Flüsse die Marsch und unterliegen dem Tideeinfluss der Nordsee, der über die Elbe einschwingt. An den Mündungen wurden in den 60er und 70er Jahren Sturmflutsperrwerke errichtet, die bei höheren Wasserständen geschlossen werden.

geschlossenes_Krueckausperrwerk_web.jpgAbbildung 2: Blick auf das geschlossene Krückau-Sperrwerk

Dadurch wurde eine starke Verkürzung der ersten zu verteidigenden Deichlinie, die seit dieser Zeit überwiegend direkt im Bereich des Elbufers verläuft, erreicht. Gleichzeitig wird durch die Schließung aber auch die natürliche Entwässerung der Nebenflüsse sowie der tiefgelegenen Elbmarsch unterbunden, so dass das anfallende Wasser zwischengespeichert werden muss.

Stauraum,Schöpfwerke+Lastfall.jpgAbbildung 3: Übersicht zum kritischen Lastfall am Beispiel der Krückau

Die Wassermengen stammen einerseits aus den Einzugsgebieten der Nebenflüsse und andererseits aus der tiefliegenden Elbmarsch, deren Entwässerung über Schöpfwerke erfolgt. Entlang der Nebengewässer steht durch die beidseitige Eindeichung, die vor dem Bau der Mündungssperrwerke die erste Verteidigungslinie darstellte, Stauraum zur Zwischenspeicherung von Wasser zur Verfügung. Folglich befinden sich entlang der Deiche der Nebengewässer viele Schöpfwerke. Eine kritische Situation für den Hochwasserschutz stellt sich dann ein, wenn eine Sturmflut und starke Niederschläge über dem Einzugsgebiet, die ein Binnenhochwasser verursachen, gleichzeitig auftreten.

Auswirkungen des Klimawandels auf den Hochwasserschutz

Im Rahmen von KLIMZUG-NORD wurden Auswirkungen verschiedener Klimawandel- und Meeresspiegelanstiegsszenarien auf den Hochwasserschutz im tidebeeinflussten Bereich der Nebengewässer untersucht. Dafür wurden die projizierten Niederschlagsänderungen über den Einzugsgebieten in Abflüsse im Gewässer umgerechnet. Diese wurden dann mit Sturmflutszenarien in der Elbe, die einen Anstieg des mittleren Meeresspiegels bis zu 1,40 m berücksichtigen überlagert. Die Ergebnisse deuten auf eine Zunahme der zu erwartenden maximalen Wasserstände hin. Die Streubreite der Ergebnisse ist allerdings auf Grund verschiedener Unsicherheiten, wie z.B. der Entwicklung des künftigen Klimas und des Meeresspiegelanstiegs, groß. Unter Berücksichtigung der in KLIMZUG-NORD betrachteten Szenarien reicht der klimawandelbedingte Anstieg der maximalen Wasserstände im tidebeeinflussten Bereich der Nebengewässer von 5 bis 100 cm. Abbildung 4 zeigt die Ergebnisse am Beispiel der Este im Bereich des Buxtehuder Hafens. Man erkennt, dass eine Zunahme des Binnenabflusses einen deutlich größeren Einfluss auf den maximalen Wasserstand hat, als ein Anstieg des mittleren Meeresspiegels.

Es ist zu erwarten, dass der Anstieg der Wasserstände eine Anpassung der Hochwasserschutzanlagen erforderlich machen wird oder sogar zu einem Umdenken bei der gesamten Hochwasserschutzstrategie führen wird. Denn mit steigenden Wasserständen wird es zunehmend schwerer, die bestehende Hochwasserschutzlinie zu halten und zudem die Entwässerung der tiefliegenden Flächen hinter den Deichen sicherzustellen. Bereits heute ist absehbar, dass die negativen Auswirkungen des Klimawandels über das Ende des Jahrhunderts und damit über den betrachteten Zeitraum von KLIMZUG-NORD  hinaus, zunehmen werden.

Szenariomatrix_Ergebnisse.jpgAbbildung 4: Änderung der maximalen Wasserstände im Buxtehuder Hafen (Este) in Abhängigkeit der Zunahme des Binnenzuflusses und des Meeresspiegelanstiegs

Anpassungsoptionen für den Hochwasserschutz

Im Rahmen von KLIMZUG-NORD wurden verschiedene Anpassungsmaßnahmen an die Folgen des Klimawandels entwickelt und deren Wirksamkeit untersucht.

Im Folgenden werden die betrachteten Anpassungsmaßnahmen am Beispiel der Krückau vorgestellt:

1. Erweiterung des verfügbaren Stauraumes vor der bestehenden Hochwasserschutzlinie durch

2. Stauraumerweiterung hinter der bestehenden Hochwasserschutzlinie durch

3. Reduktion des Zuflusses durch

Beteiligung der Stakeholder

Ein wesentlicher Schwerpunkt lag auf der Beteiligung der Stakeholder. In beiden Untersuchungsgebieten wurden vor Ort Lern- und Aktionsallianzen, die in mehreren Sitzungen über eine Laufzeit von etwa einem Jahr durchgeführt. Der Teilnehmerkreis bestand aus Vertretern der Landes- und Kommunalverwaltung (Wasserwirtschaft, Naturschutz, Stadt- und Regionalplanung), Verbänden (Unterhaltungsverbände, Deich- und Sielverbände), Betroffenen (Bürger, Bürgerinitiativen, Unternehmen) NGOs (Naturschutzorganisationen) und in einem Fall auch der Politik. Hauptziel des Formates war es, das Bewusstsein für den Klimawandel und mögliche negative Folgen zu schärfen. Darüber hinaus wurden die Anpassungsmaßnahmen vorgestellt. Gemeinsam wurden im Anschluss in einer moderierten Diskussion Fragen zur Eignung, Umsetzbarkeit und zu möglichen Synergieeffekten thematisiert. Die individuellen Sichtweisen bzw. thematischen Ausrichtungen der Teilnehmer führten dabei einerseits zu kontroversen Diskussionen, andererseits konnte auch wertvolles Wissen generiert und eine Vertrauensbasis geschaffen werden. Die wertvollen Erkenntnisse aus den LAAs flossen in die Entwicklung einer Handlungsempfehlung, in der Einzelmaßnahmen zu einem Gesamtkonzept zusammengeführt werden, ein.

P1080249_web.jpgP1080238_web.jpg

Abbildung 5 und 6: Eindrücke von der LAA Krückau/Elmshorn

Kontakt:

Edgar Nehlsen
Technische Universität Hamburg-Harburg
nehlsen@tu-hh.de

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