Institute of River and Coastal Engineering

Für die Hochwasserrichtlinie (HWRL 2007/60/EG) veröffentlicht das Land Schleswig-Holstein in regelmäßigen Turnus Hochwassergefahren- und -risikokarten. Ziel der HWRL ist es, einen Rahmen für die Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken zur Verringerung der hochwasserbedingten nachteiligen Folgen auf die menschliche Gesundheit, die Umwelt, das Kulturerbe und wirtschaftliche Tätigkeiten in der Gemeinschaft zu schaffen. Das Forschungsvorhaben „Methodische Grundlagen für die Ermittlung und Festsetzung von Überschwemmungsgebieten in Schleswig-Holstein“ liefert dazu die überarbeitete sowie erweiterte Methodik. Die wissenschaftlichen Schwerpunkte liegen dabei

1. auf der Entwicklung von auf die hydrologischen, naturräumlichen und gesellschaftlichen Verhältnisse in Schleswig-Holstein angepassten Methoden zur Modellierung der Niederschlags- und Abflussverhältnisse,
2. der detaillierten, instationären hydrodynamisch-numerischen Simulation von Wasserständen und Strömungsgeschwindigkeiten in den Gewässersystemen sowie in den angrenzenden Überflutungsräumen und
3. auf der Analyse und Bewertung des Risikos als Folgen von hydro-meteorologischen Ereignissen.

Ein besonderer Fokus wird dabei auf die Erweiterung der bestehenden Modelltechnik über die Berücksichtigung der Auswirkungen von Grund- und Stauwassereinflüssen sowie der Auswirkungen von Drainagen im Rahmen der Erstellung der Niederschlags-Abfluss-(NA-)Modelle. Die Bearbeitung der hydrologischen Fragestellungen erfolgt mit dem Modellsystem KALYPSO Hydrologie. KALYPSO Hydrologie ist ein konzeptionelles, deterministisches, nicht lineares, detailliertes hydrologisches Modell. Durch ein geschichtetes Bodenmodell kann es einzelne Bodenschichten mit ihrem Speicherverhalten abbilden. Dies sollte die Grundlage dafür bieten, den über das Jahr variierenden Einfluss von Grund-, Stauwasser und Drainagen abbilden zu können. Bislang konnte ein realistischer Jahresgang unter Hochwassereinflüssen mit vergangenen Instanzen des Modells nicht ausreichend abgebildet werden. Daher soll bei der Erstellung der Niederschlag-Abfluss-Modelle für die die Einzugsgebiete der Pinnau und Trave (im besonderen Maße stauwassergeprägt), Stör (im besonderen Maße grundwassergeprägt) sowie Krückau (sowohl grundwasser- wie stauwassergeprägt) sowohl bei der Analyse der Eingangsdaten als auch im Prozess der Kalibrierung und Validierung die Grund- und Stauwasserprozesse besonders berücksichtigt werden.
Für die instationäre hydrodynamisch-numerische (HN-) Modellierung von Wasserständen und Strömungen in den Gewässern und in Überflutungsräumen sind neben der detaillierten Abbildung der natürlichen topographischen Gegebenheiten insbesondere die ablaufgerechten zeitlichen Zuordnungen von Zuflüssen von großer Bedeutung sowie natürlich auch die Interaktion mit den Entwässerungssystemen der Marsch (Sielverbände), der Tide bzw. möglichen Sperrtiden an den Mündungen der Nebenflüsse der Elbe. Die zweidimensionale, instationäre HN-Modellierung zielt auf die Verbesserung des einzugsgebietsbezogenen Systemverständnisses hinsichtlich der Genese und des Ablaufs extremer Hochwasserereignisse ab. Darüber hinaus dienen die Berechnungsergebnisse für ausgewählte Gewässer in Schleswig-Holstein als Grundlage für die Ableitung und Ausweisung von Überschwemmungsgebieten.
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten bezieht sich auf Untersuchungen zur Ermittlung des Hochwasserrisikos. Ziel dieser Betrachtungen zum Risiko ist eine landesweit homogenisierte Methode für die Ermittlung von Schadenspotentialen und zur Bewertung des Hochwasserrisikos. Hier werden die bisher verwendeten Ansätze analysiert und auf der Grundlage aktueller Untersuchungen und Forschungsergebnisse aktualisiert und soweit möglich vereinheitlicht. Daneben sollen möglichst auch die aktuellen Ansätze zur Risikoanalyse, die aktuell auf Bundesebene von der LAWA diskutiert werden, in die Methodik integriert werden.