2D-Modellierung der Hydraulik und des Feinsedimenttransportes von Extremhochwässern in urbanen Gebieten

Treffen Extremhochwässer auf urbane Räume, können sie große Schäden verursachen. Um in diesen Gebieten Gefahren rechtzeitig zu erkennen, geeignete Maßnahmen zu ergreifen und im Fall einer Katastrophe Einsatzkräfte und Technik effizient koordinieren zu können, werden Entscheidungshilfesysteme unterstützend eingesetzt. Hydraulische Modelle bilden mit den Vorhersagen der Wasserstände, Fließgeschwindigkeiten und Flächenausdehnung der Überflutungen die wichtigste Grundlage für diese Entscheidungshilfesysteme. Ziel dieser Arbeit ist es, ein hydraulisches 2D-Modell mit dem für urbane Gebiete notwendigen Detaillierungsgrad aufzubauen und trotz der Daten-, Prozess- und Parameterunsicherheiten ein darauf basierendes Schadstoffausbreitungsmodell zu erstellen, für ein Extremhochwasser zu kalibrieren, mit diesem Modellsystem Simulationen durchzuführen, die Ergebnisse zu analysieren und sie in ein Entscheidungshilfesystem zur stoffbezogenen Risikoanalyse und -bewertung extremer Hochwasserereignisse zu integrieren. Im Rahmen einer Fallstudie an der Vereinigten Mulde im Raum Bitterfeld wird für ein 45 km2 großes Gebiet ein detailliertes Modellsystem aufgebaut. Durch die nachträgliche Vermessung von Flutmarken der maximalen Wasserstände des Extremhochwassers vom August 2002 werden die notwendigen Daten zur Kalibrierung des hydraulischen Modells generiert. Zur Validierung des Sedimenttransportmodells wird ein ereignisunabhängiges neuartiges semi-quantitatives Verfahren entwickelt. Als Ergebnisse stehen räumlich und zeitlich hoch aufgelöste Wasserstände, Fließgeschwindigkeiten, Depositionshöhen und Konzentrationen von partikulär gebunden transportierten Stoffen zur Verfügung. Diese Daten werden für Risikobewertungen in einem Entscheidungshilfesystem genutzt und in Form von Karten präsentiert. Das Entscheidungshilfesystem hat sich im Praxiseinsatz bei Extremhochwässern bewährt, wobei der Schwerpunkt bislang auf den Ergebnissen der hydraulischen Modellierung lag.