Ergebnisbericht
Ermittlung der Überschwemmungsgebiete Oker (2.16.011.7.2) Abschnitt: vom Okerstausee bis zum Wehr Eisenbüttler Straße in Braunschweig
Inhaltsverzeichnis 1
Einführung.................................................................................................................................4
2
Beschreibung des Untersuchungsgebietes ..............................................................................6
3
Ermittlung der Bemessungsabflüsse ........................................................................................7
4
Datengrundlagen und Vermessung ..........................................................................................9
4.1
Übersicht der verwendeten Daten ............................................................................................9
4.2
Tachymetrische Gewässervermessung ...................................................................................9
4.3
Höhendaten der Vorlandbereiche...........................................................................................10
4.4
Nachvermessungen ................................................................................................................10
4.5
Weitere Unterlagen .................................................................................................................11
5
Zweidimensionale Hydraulische Berechnungen.....................................................................12
5.1
Grundlagen der 2D-Modellierung ...........................................................................................12
5.2
Modellgebiet der 2D-Berechnung ...........................................................................................13
5.3
Modellaufbau der 2D-Berechnung..........................................................................................14
5.4
2D-Berechnung der HQ100-Wasserspiegellagen ....................................................................21
5.5
Ergebnisse der 2D-Berechnung .............................................................................................21
5.6
Kalibrierung und Modellprüfung..............................................................................................22
6
Ermittlung der Überschwemmungsgebiete.............................................................................23
7
Zusammenfassung .................................................................................................................29
8
Literatur- und Quellenverzeichnis ...........................................................................................30
Abbildungsverzeichnis Abbildung 2/1:
Übersicht des Bearbeitungsgebietes
Abbildung 5/1:
Übersicht der Modellgebiete
Abbildung 5/2:
Übersicht Modellgebiet 1 – Braunschweig
Abbildung 5/3:
Übersicht Modellgebiet 2 – Wolfenbüttel
Abbildung 5/4:
Übersicht Modellgebiet 3 – Wolfenbüttel – Börßum
Abbildung 5/5:
Übersicht Modellgebiet 4 – Schladen – Vienenburg
Abbildung 5/6:
Übersicht Modellgebiet 5 – Vienenburg – Okerstausee
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Tabellenverzeichnis Tabelle 3/1:
HQ100-Scheitelwerte (Vorgaben des Auftraggebers)
Tabelle 5/1:
Rauheitsbeiwerte der 2D-Berechnung
Anlagenverzeichnis Anlage 1:
Übersichtskarten, Blatt 1 - 4
Maßstab 1 : 25.000
Anlage 2:
Lageplan ÜSG, Blatt 1 – 54
Maßstab 1 : 5.000
Anlage 3:
Lageplan ÜSG Wassertiefenkarte, Blatt 1 – 54
Maßstab 1 : 5.000
Anlage 4:
Lageplan Fließgeschwindigkeit und Strömungsvektor, Blatt 1 – 48
Maßstab 1 : 5.000
Anlage L:
Längsschnitte, Blatt 1 - 19
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Maßstab 1 : 5.000 / 1 : 100
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1
Einführung
Für die Oker waren die Überschwemmungsgebiete für ein Hochwasserereignis mit einem 100-jährlichen Wiederkehrsintervall (HQ100) zu bestimmen. Dazu erfolgte die Ermittlung der HQ100-Wasserspiegellagen auf Grundlage einer zweidimensionalen hydraulischen Berechnung und anschließend die Bestimmung der Überschwemmungsgebietsgrenze auf Basis eines digitalen Geländemodells. Der Bearbeitungsabschnitt der Oker liegt im Zuständigkeitsbereich des Niedersächsischen Landesbetriebes für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN), Betriebsstelle Süd / Standort Braunschweig. Es erfolgte eine Unterteilung in zwei Teilabschnitte, die nacheinander beauftragt und bearbeitet wurden. Im vorliegenden Ergebnisbericht werden beide Abschnitte zusammenfassend dargestellt.
Im Bearbeitungsabschnitt von Börßum bis zum Wehr Eisenbüttler Straße in Braunschweig erfolgte auf Grundlage unseres Angebotes vom 07.09.2005 mit dem zugehörigen Vertrag Nr.: 1, Aktenzeichen 62023/64-482-49 vom 20.09. / 21.09.2005 die Beautragung unserer Ingenieurgesellschaft mit der Durchführung der notwendigen Arbeiten. Für den zweiten Bearbeitungsabschnitt vom Okerstausee bis Börßum erfolgte die Beauftragung auf Grundlage unseres Angebotes vom 15.02.2007 mit zugehörigem Vertrag Nr.: 3, Aktenzeichen E3.62023-Oker vom 09.07. / 18.07.2007.
Im weiteren Bericht werden die oben genannten Teilabschnitte gemeinsam betrachtet und alle weiteren Ausführungen beziehen sich auf den Gesamtbearbeitungsabschnitt: - vom Okerstausee (km 116+000) - bis zum Wehr Eisenbüttler Straße in Braunschweig (km 55+100)
In die Bearbeitung wurde die Ermittlung des Überschwemmungsgebietes des Okerstaus (Romkerhalle) und des Okerstausees anhand der vorgegebenen Hochwasserstauziele einbezogen. Für die Erstellung der Karten und Lagepläne wurde die aktuelle amtliche Karte im Maßstab 1:5.000 (AK5) genutzt.
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Folgende Arbeitsschritte waren für die hydraulische Berechnung und die Darstellung der Überschwemmungsgebiete notwendig: • Gewässerbefahrung zur Bestimmung der hydraulischen Einflussgrößen und zur Festlegung der notwendigen Vermessungsarbeiten • Terrestrische Vermessung der Gerinne und Sonderbauwerke • Übernahme des DGM5 des Landes Niedersachsen zur Gewinnung der Höheninformationen für die Vorlandbereiche • Übernahme von Laserscan-Daten (Raster 1 m x 1 m) für den Bereich Braunschweig. • Erstellung eines qualifizierten digitalen Geländemodells aus den Vermessungsdaten, Laserscan-Daten und Höhendaten des Landes-DGM5 • Erstellung eines hydraulischen Flussgebietsmodells für die 2D-Berechnung • Ermittlung der Wasserspiegellagen für den HQ100-Bemessungsabfluss • Verschneidung der berechneten HQ100-Wasserspiegellagen mit dem qualifizierten Geländemodell für die Darstellung der Wassertiefen • Bestimmung der Überschwemmungsgebietsgrenzen und Plausibilitätsprüfung • Erstellung von Arbeitskarten mit Darstellung des Überschwemmungsgebietes zur Abstimmung mit dem Auftraggeber, der Unteren Wasserbehörde und den betroffenen Kommunen • Ermittlung und Festlegung notwendiger Nachvermessungen zur detaillierteren Abgrenzung des Überschwemmungsgebietes, Einarbeitung und Berücksichtigung von weiteren Daten und Informationen • Erstellung der Überschwemmungsgebietskarten auf Grundlage der DGK5, AK5 und der zugehörigen Übersichtskarten • Erstellung eines hydraulischen Ergebnisberichtes mit den zugehörigen Anlagen
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Beschreibung des Untersuchungsgebietes
Der durch hydraulische Berechnungen zu untersuchende Gewässerabschnitt der Oker erstreckt sich von unterhalb der Sperrmauer des Okerstausee (km 116+000) bis zum Wehr an der Eisenbüttler Straße in Braunschweig (km 55+100). Die Oker ist im untersuchten Abschnitt ein Gewässer I. Ordnung und befindet sich im Zuständigkeitsbereich des Niedersächsischen Landesbetriebes für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN), Betriebsstelle Süd / Standort Braunschweig. Wesentliche Nebengewässer innerhalb des Untersuchungsabschnittes sind die Abzucht, die Radau, die Ecker, die Ilse, die Warne und die Altenau. Das Bearbeitungsgebiet beginnt stromunterhalb des Okerstausee und ist hier bis zum Beginn der Ortslage Oker durch sehr steile Gewässerabschnitte gekennzeichnet (siehe Längsschnitte 18 und 19). Innerhalb dieses Abschnitts befindet sich unterhalb der Romkerhalle der „Okerstau“, eine Nachsperre des Okerstausee. Dieser Abschnitt ist ebenfalls durch zahlreiche Wehre mit Wasserkraftanlagen gekennzeichnet. Ab der Ortslage Oker bis etwa zur Ortslage Vienenburg kann von mittleren Gefälleverhältnissen ausgegangen werden. Dieser Abschnitt ist durch den Gewässerausbau und Verlegung der Oker zum Zweck der Kiesgewinnung im Bereich Steinfeld (zwischen Ortslage Oker und Vienenburg) gekennzeichnet. Zur Verringerung des Längsgefälles sind in diesem Abschnitt mehrere Sohlstufen vorhanden. Von nördlich Wiedelah bis zur Ortslage Schladen besitzt die Oker ein deutlich geringeres Gefälle. Hier fließt die Oker auf einer Länge von ca. 3,0 km entlang der Grenze zu Sachsen-Anhalt. In diesem Abschnitt ist die Okeraue ein Naturschutzgebiet und durch besonders variierende Gewässermorphologie gekennzeichnet. Oft ist das Hauptgerinne der Oker nicht deutlich zu identifizieren. Es sind zahlreiche Gewässerbettverlagerungen zu erkennen sowie eine aktive und schnelle Gewässerentwicklung an großen Mäandern. Nach dem die Oker die Bahnlinien bei km 91+500 durchquert hat, fließt sie wieder ausschließlich im Bereich Niedersachsens. Ab hier besitzt die Oker einen schwach bis mäßig geschwungenen Verlauf. Im Bereich der Ortslage Wolfenbüttel teilt sich die Oker in zwei Gewässerzweige. Die Abflussaufteilung kann in den Zweigen über Wehre gesteuert werden. Aus dem linken Okerarm erfolgt eine weitere Abzweigung in Nebenarme, die zum Zentrum von Wolfenbüttel fließen. Dieser Nebenarm kann bei Hochwasser zuflussseitig abgesperrt werden. Das Bearbeitungsende befindet sich am Okerwehr an der Eisenbüttler Straße. In der Abbildung 2/1 sind das Bearbeitungsgebiet sowie die Unterteilung der zwei Teilabschnitte dargestellt.
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Abbildung 2/1:
3
Übersicht des Bearbeitungsgebietes
Ermittlung der Bemessungsabflüsse
Voraussetzung für die Berechnung der Wasserspiegellage ist die Bestimmung der Bemessungsabflüsse bzw. der Abflussbänder für die zu betrachtenden Jährlichkeiten. Die Bemessungsabflüsse wurden vom Auftraggeber aus einem aktuellen Niederschlags-Abfluss-Modell zur Verfügung gestellt. In der Tabelle 3/1 sind die vorgegebenen HQ100-Scheitelwerte an relevanten Bezugspunkten (Querschnitten) zusammengestellt.
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Tabelle 3/1:
HQ100-Scheitelwerte (Vorgaben des Auftraggebers) Querschnitt
AE0 [km²]
Qmax [m³/s]
qmax [l/(s*km²)]
Oker unterhalb Okertalsperre
85.1
75.3
884.4
Oker oberhalb Große Romke
86.9
75.5
869.1
Oker unterhalb Große Romke
90.5
75.9
838.1
Pegel Okertal
94.1
76.0
807.8
Oker oberhalb Abzucht
108.8
78.3
719.8
Oker unterhalb Abzucht
140.4
82.3
586.2
Oker oberhalb Hurlebach
155.7
82.4
529.4
Oker unterhalb Hurlebach
163.6
83.2
508.7
Oker oberhalb Radau
163.7
83.3
508.5
Oker unterhalb Radau
223.0
94.0
421.4
Oker oberhalb Ecker
223.9
94.1
420.2
Oker unterhalb Ecker
301.7
134
444.3
Oker oberhalb Olebach
305.3
134
437.9
Oker unterhalb Olebach
315.9
134
425.1
Oker oberhalb Ableitung Weddebach
316.4
134
424.7
Oker unterhalb Ableitung Weddebach
316.4
134
424.7
Oker oberhalb Weddebach
317.8
134
423.2
Oker unterhalb Weddebach
366.5
142
386.9
Pegel Schladen
366.6
141
385.7
Oker oberhalb Eckergraben
367.6
142
385.7
Oker unterhalb Eckergraben
384.8
143
370.7
Oker oberhalb Ilse
385.7
143
369.9
Oker unterhalb Ilse
673.6
160
237.2
Oker oberhalb Warne
675.6
160
236.9
Oker unterhalb Warne
775.4
172
221.3
Oker oberhalb Alte Ilse
783.9
172
219.2
Oker unterhalb Alte Ilse
811.5
173
213.5
Pegel Ohrum
813.1
173
213.1
Oker oberhalb Altenau
820.3
173
211.4
Oker unterhalb Altenau
960.2
185
193.0
Oker unterhalb Altenau
960.2
185
193.0
Pegel Wolfenbüttel
977.7
186
189.9
Oker oberhalb Brückenbach
982.8
186
189.0
Oker unterhalb Brückenbach
1010.3
187
184.7
Oker oberhalb Thiedebach
1025.1
185
180.6
Oker unterhalb Thiedebach
1036.3
185
178.8
Oker oberhalb Fuhsekanal
1052.3
185
175.9
Oker unterhalb Fuhsekanal
1062.5
185
174.2
Oker oberhalb Straßenbrücke Südtangente
1065.0
185
173.7
Oker unterhalb Straßenbrücke Südtangente
1065.0
185
173.7
Ausgehend von den vorgegebenen HQ100- Scheitelwerten wurden in den 2D-Modellen an den relevanten Nebengewässern die Zuflüsse definiert, so dass sich in der stationären Berechnung der mit der Tabelle 3/1 vorgegebene Bemessungsabfluss für den jeweiligen Gewässerabschnitt ergibt (siehe Pos. 5.3).
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4
Datengrundlagen und Vermessung
4.1
Übersicht der verwendeten Daten •
tachymetrische Vermessung der Gerinne- und Bauwerksprofile der Oker und relevanter Nebengewässer im Mündungsbereich
•
Höheninformationen der Vorlandbereiche im 1. Teilabschnitt - Laserscan-Daten (Bereich Braunschweig) - digitales Geländemodell des Landes Niedersachen (DGM5)
im 2. Teilabschnitt - digitales Geländemodell des Landes Niedersachen (DGM5) - digitales Geländemodell des Landes Sachsen-Anhalt •
HQ100-Hochwasserscheitelwerte (Vorgabe durch das NLWKN)
•
Daten zu Hochwasserschutzanlagen, HW-Deiche und Mauern, Flutmulden sowie zur Steuerung vorhandener Wehre und Absperreinrichtungen im HW-Fall
•
Deutsche Grundkarte DGK 5, amtliche Karte AK5 (Maßstab 1 : 5.000) und TK 25 als Übersichtskarte
•
verschiedene Höhendaten sowie Lage- und Höhenpläne die durch die beteiligten Kommunen und weitere Beteiligte bereitgestellt wurden
4.2
Tachymetrische Gewässervermessung
Es erfolgte eine Vermessung des Gerinnes der Oker sowie hydraulisch relevante Mühlgräben und Nebengewässer. Dabei wurden insgesamt vermessen: Oker 1:
- 346 Gerinneprofile - 49 Brückenbauwerke -
Oker 2:
8 Wehre
- 374 Gerinne - 44 Brücken - 23 Wehre
Alle Vermessungsarbeiten erfolgten im Gauß-Krüger-Koordinatensystem (LS 100) und im Höhensystem DHHN 92 (HS 160).
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4.3
Höhendaten der Vorlandbereiche
Zur Gewinnung der Geländehöhen im Vorland wurde das DGM 5 des Landes Niedersachsen verwendet. Das DGM 5 enthält Höhenpunkte in einem Raster von 12,5 m mit einer angegebenen Genauigkeit von +- 0,5 m sowie teilweise Strukturinformationen. Im Bereich der Stadt Braunschweig standen Daten einer Laserscanbefliegung in Form eines Rasters von 1,0 m x 1,0 m zur Verfügung. Das Bearbeitungsgebiet liegt zwischen den Orten Wiedelah und Schladen auch teilweise im Bereich des Landes Sachsen-Anhalt. Für diesen Bereich wurde vom Landesamt für Vermessung und Geoinformation des Landes Sachsen-Anhalt ein aktuelles digitales Geländemodell (ATKIS®-DGM 5 mit 5 m Gitterweite) bereitgestellt. Teilweise wurden die Daten der tachymetrischen Nachvermessung mit in das DGM eingearbeitet. Als Grundlage für das hydraulische Modell wurde aus den Daten der Gerinnevermessung, des DGM 5 und der Ergänzungsvermessung ein „qualifiziertes DGM“ erstellt, in das der Verlauf der Gewässersohle sowie die
relevanten
Bruchkanten
eingearbeitet
wurden.
Aus
allen
Höhendaten
wurde
mittels
Dreiecksvermaschung (TIN) ein Geländemodell erstellt. Dieses Geländemodell bildete die Grundlage für das hydraulische 2D-Modell.
4.4
Nachvermessungen
Im Rahmen der gemeinsamen Plausibilitätsprüfung mit dem Auftraggeber sowie der Vorstellung der Ergebnisse und der Beteiligung der Unteren Wasserbehörde sowie der Kommunen ergaben sich einige Bereiche, in denen durch eine Nachvermessung eine Prüfung und Verdichtung der Höheninformationen notwendig war. Nachvermessung 1: - Bahndurchlass Umgehungsstraße und Überströmbereiche der alten B82 in der Ortslage Schladen - Höhen des Deiches am Bahndurchlass oberhalb Schladen und Geländehöhen bis zur Straße - Straßenhöhen der L90 bei Wülperode - Weghöhen am Sportplatz und Neubaugebiet Vienenburg - linker Uferbereich Probsteiburg - Zuflussmöglichkeit Fabrikgelände GRILLO AG, Geländehöhen im Anstrombereich der Hallen, Höhen auf Damm des ehem. Weges auf Höhe der Schranken an der Werkszufahrt - Uferhöhen der Abzucht im Mündungsbereich, links und rechts stromoberhalb Brücke - Überprüfung und Nachmessung von Ufer- bzw. Deichhöhen rechtsseitig vom Wehr (Oker Kielsche Str.) - Ufer- und Deichhöhen am rechten Ufer im Bereich stromoberhalb der Brücke zum Werksgelände A. Oppermann (Steinfeld stromoberhalb Vienenburg)
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Nachvermessung 2: - Wolfenbüttel Bereich „Grüner Platz“, Bereich Neubau Altersheim, Höhen des geplanten Geländeniveaus - südlich Schladen, Höhen auf dem Weg zwischen Bahndamm und Kiesteich und Geländehöhen an engster Stelle zwischen Bahnlinie und Kiesteichen - nördlich Wiedelah einzelne Punkte auf Gelände (Betonwerk und ehem. Lagerplatz) bis OK Straße in Verlängerung der vorhandenen Gerinneprofile - Verwallung auf dem Betriebsgelände Firma A. Oppermann Zwischen Oker und Vienenburg ist das Betriebsgelände der Firma Oppermann (Klassieranlagen) durch einen Wall geschützt. In der Anlage 4 sind die Vermessungspunkte der Gewässervermessung und der Nachvermessung dargestellt.
4.5
Weitere Unterlagen
Im Folgenden sind kurz die bei der Ermittlung der Überschwemmungsgebiete berücksichtigten Unterlagen aufgeführt, die von den Kommunen, der Unteren Wasserbehörde oder weiteren Beteiligen bereitgestellt wurden: •
Stadt Braunschweig / Stadtentwässerung Braunschweig - Auszug aus dem Kanalnetzplan im Bereich BS-Stöckheim, Rüninger Weg/ Am Apfelgarten - Daten zu verschiedenen Wehren im Stadtgebiet Braunschweig - Lage- und Höhenpläne, Quer- und Längsschnitt zum Kombinationsfischpass Eisenbüttler Wehr Entwurfs- und Genehmigungsplanung - Brücken- und Bauwerksdaten einmündender Nebengewässer im Stadtgebiet Braunschweig
•
Landkreis Wolfenbüttel - Fotos vom Hochwasser 1994 und 2002 (analog) - Lageplan für Baugebiet „Am Inselteich“ in Heiningen
•
Landkreis Gosslar - Lagepläne zum Kiesabbau im Bereich Steinfeld, Änderungsantrag zum Abbauantrag A. Oppermann - Auszüge von Lageplänen mit Höhen zum Kieswerk und Kiessandtagebau Harlingerode - Unterlagen zum Ausbau der Oker durch die Klosterkammer im Bereich des Kiesabbaugeländes im Steinfeld zwischen Goslar und Vienenburg, hydraulische Ausgangsdaten und Berechnungen Lagepläne, Längs- und Querschnitte sowie Regelzeichnungen der Sohlbauwerke - aktuelle Lagepläne z.T. Höhenangaben zu den Kiesteichen südlich und östlich von Schladen
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•
Stadt Gosslar - digitale Vermessungsdaten (Koordinatendatei mit einer Auswahl tachymetrisch ermittelter Punkte im Überschwemmungsgebiet der Oker)
5
Zweidimensionale Hydraulische Berechnungen
5.1
Grundlagen der 2D-Modellierung
Unter dem Begriff Modell wird in der Wissenschaft ein vereinfachendes, aber die wesentlichen Merkmale bewahrendes Abbild eines realen Systems und der in ihm ablaufenden Prozesse verstanden. Ein numerisches Modell, auch als Simulationsmodell bezeichnet, beschreibt diese Prozesse mit Hilfe mathematischer Gleichungen. Die Erstellung eines numerischen Modells setzt sich im Wesentlichen aus folgenden Teilschritten zusammen: •
Definition des zu berechnenden Systems und die Auswahl der für den Anwendungsfall maßgeblichen Prozesse und Eingangsgrößen,
•
die Bereitstellung der zugehörigen Daten,
•
die Festlegung der die Prozesse beschreibenden Gleichungen,
•
die Auswahl der numerischen Lösungsalgorithmen und der entsprechenden Softwarelösung.
Für die Untersuchung von Abflussprozessen bei Oberflächengewässern interessiert hauptsächlich die Beziehung von Abfluss und Wasserstand verbunden mit den auftretenden horizontalen Geschwindigkeiten. Die Aufgabenstellung verlangt eine ortsdiskrete zweidimensionale Aussage zur Wasserstands- und Geschwindigkeitsverteilung im Betrachtungsgebiet. Die dafür erforderliche numerische Lösung basiert auf zweidimensionalen Strömungsgleichungen, die die wesentlichen physikalischen Prozesse erfassen. Als Softwarelösung kommt das anerkannte zweidimensionale Finite-Volumen-Modell HYDRO_AS-2D zur Anwendung [1]. Ein Netzwerk von diskreten Elementen erfasst die Topographie und Parameterverteilung und ermöglicht die Ermittlung von Fließgeschwindigkeit, Fließrichtung und Wasserstand für alle Knotenpunkte. Die Diskretisierung erfolgt mittels unregelmäßiger Dreiecks- und Viereckselemente. Das Modell ermöglicht sowohl stationäre als auch instationäre Berechnungen bei Berücksichtigung von unterschiedlichen Sonderbauwerken ( u. a. Brücken, Wehre, Durchlässe).
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5.2
Modellgebiet der 2D-Berechnung
Der Bearbeitungsabschnitt der Oker ist durch z.T. große überflutungsgefährdete Vorlandbereiche gekennzeichnet. In den Vorlandbereichen sind die querenden Straßen- und Bahndämme als hydraulisch wirksame Querdämme in der Berechnung zu berücksichtigen. Zusätzlich ergeben sich im Mündungsbereich einiger einmündender Nebengewässer Rückstaubereiche sowie Überlagerungen in den Überschwemmungsgebieten. Auf
Grund
dieser
hydraulisch
komplizierten
Situation
wurde
entschieden,
für
den
gesamten
Bearbeitungsabschnitt eine 2D-Simulation durchzuführen. Das Modellgebiet wurde so groß gewählt, dass alle Einflüsse auf die Abstromverhältnisse, insbesondere die Wasserspiegellage, Mengenaufteilung und Geschwindigkeitsverhältnisse erfasst werden können. Auf Grund der Größe des Bearbeitungsgebietes erfolgte eine Unterteilung in 5 Modellgebiete. Die Abbildung 5/1 zeigt eine Übersicht der für die hydraulischen Berechnungen erstellten Modellgebiete an der Oker. Abbildung 5/1:
Übersicht der Modellgebiete
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5.3
Modellaufbau der 2D-Berechnung
Grundlage des Modellaufbaus und der dafür notwendigen Diskretisierung bilden die im qualifizierten DGM enthaltenen Bruchkanten, welche die Topographie beschreiben. Zusätzlich wurden Nutzungsgrenzen aus topographischen Karten und Luftbildern digitalisiert. Im Zuge der Modellerstellung wurden die relevanten Bauwerke (Brücken und Wehre) eingearbeitet. Neben der Geländegeometrie war als weiterer flächenhafter Wert der Rauheitsbeiwert, in diesem Modell nach Manning-Strickler, einzugeben. Die Rauhigkeit wird im Wesentlichen bei den Fließgewässern durch die Sohl- und Uferstruktur und in den Vorländern von der Flächennutzung bestimmt [2]. Die Belegung des Elementennetzes erfolgte als Ergebnis einer Gebietsbefahrung sowie auf der Grundlage der Flächennutzung nach Luftbildern mit anschließender Modell- und Ergebnissprüfung. Die in Ansatz gebrachten Rauheitsbeiwerte beruhen auf Erfahrungswerten und wurden im Verlauf der Modell- und Ergebnisprüfungen angepasst. Als untere Randbedingung (Ausgangswasserspiegel) wurde eine Wasserstand-Abfluss-Beziehung erstellt, die vorangegangene Berechnungen der TU Braunschweig sowie das HW-Ereignis (HW 1964) berücksichtigt. Die oberen Randbedingungen (Zuflüsse in das Modellgebiet) wurden aus den aufgeführten Scheitelwerten abgeleitet (Tabelle 3/1). Neben dem eigentlichen Zufluss der Oker am oberen Modellrand sind gegebenenfalls auch weitere Zuflüsse an einmündenden Nebengewässern zu berücksichtigen. In den folgenden Abbildungen 5/2 bis 5/6 sind die Modellgebiete sowie die berücksichtigten Zuflüsse dargestellt.
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Tabelle 5/1:
Rauheitsbeiwerte der 2D-Berechnung
Nutzung / Bewuchs bebaute Bereiche Bebauung einzeln Bebauung licht Bebauung mittel Bebauung dicht Gartenanlage Verkehrswege Bahnlinien (Bahngelände) Straße, Parkplätze usw. Landnutzungen / Außenbereiche Seeflächen, stehende Gewässer Wald Feld - Acker Wiese frei Wiese bewachsen Nebengewässer Sohle Graben (Feldgraben usw.) Böschung Straße, Bahn allgem. frei Böschung Straße, Bahn bewachsen Hauptgewässer Gewässer Sohle befestigt, ausgebaut Gewässer Sohle glatt Gewässer Sohle rauh Gewässer Sohle steinig Ufer frei Ufer bewachsen Gewässerböschung / Berme frei Gewässerböschung / Berme bewachsen Gewässerdeich frei Details Mauern / Pfeiler Wehr glatt Wehr rauh Rauhe Rampe
Abkürzung
Rauheit kST [m1/3/s]
be bl bm bd ga
1.00 15.00 10.00 5.00 8.00
ba str
20.00 30.00
s wa f wf wb ns gr bf bb
40.00 12.00 12.00 22.00 16.00 25.00 22.00 15.00 10.00
gsb gsg gsr gss uf ub gbf gbb gdf
35.00 30.00 28.00 20.00 25.00 16.00 25.00 18.00 25.00
ma wg wr rr
35.00 30.00 25.00 18.00
Eine Differenzierung zwischen Ufer, Böschung und Deich wurde nur nach Bedarf und entsprechend der Profilgliederung angewendet.
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Die Berechnung erfolgte stationär. Das bedeutet, dass die Rechnung mit konstanten Zuflüssen so lange erfolgte, bis sich ein Gleichgewicht zwischen Zuflüssen und Abflüssen einstellte (die Summe der Zuflüsse in das Modell ist gleich der Summe der Abflüsse).
Abbildung 5/2:
Übersicht Modellgebiet 1 – Braunschweig
Im Modellgebiet 1 ergeben sich für den HQ100-Abfluss keine relevanten Zuflüsse. Entsprechend den Vorgaben der Tabelle 3/1 erfolgt zum Gebietsauslass eine Reduzierung des Abflussscheitels um 1,0 m³/s auf 185,00 m³/s. Diese geringfügige Reduzierung wurde auf Grund der Vorgabe von stationären Abflussverhältnissen nicht berücksichtigt.
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Ermittlung der Überschwemmungsgebiete Oker (2.16.011.7.2) Abschnitt: vom Okerstausee bis zum Wehr Eisenbüttler Straße in Braunschweig
Abbildung 5/3:
Übersicht Modellgebiet 2 – Wolfenbüttel
Im 2. Modellgebiet (Bereich Wolfenbüttel) ergaben sich bezogen auf den HQ100-Abfluss ebenfalls keine zu berücksichtigenden Zuflüsse. Im Stadtgebiet wurden die in der Abbildung dargestellten Zweige der Oker sowie der „Faule Graben“ in den hydraulischen Berechnungen berücksichtigt. Das im linken Okerarm abzweigende Gewässer kann bei Hochwasser an der Straßenbrücke „Schulwall“ abgesperrt werden. Dies wurde in den hydraulischen Berechnungen berücksichtigt. Es kann über die vorhandenen Gewässer ein Rückstau aus dem Unterwasser in das Ortszentrum hinein erfolgen.
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Abbildung 5/4:
Übersicht Modellgebiet 3 – Wolfenbüttel - Börßum
Im Modellgebiet 3 wurden neben dem Zufluss der Oker am oberen Modellrand die Zuflüsse - der Warne mit
12,00 m³/s
- der Kanal-Ilse mit
9,00 m³/s
- des Höllbach mit
1,00 m³/s
- der Altenau mit
12,00 m³/s (Altenau + Graben)
berücksichtigt. Die Zuflüsse erfolgen, wenn notwendig, entsprechend dem Gewässerverlauf der Nebengewässer vom Modellrand her. Insbesondere bei der Warne wird deutlich, dass der hydrologische Zufluss an der Mündung in die Oker in Abhängigkeit vom betrachteten Ereignis deutlich vom hydraulischen Zufluss abweichen kann, da die Warne über eine längere Strecke in der Okeraue parallel zur Oker verläuft und diese bei extremen Hochwasserereignissen ein gemeinsames Überschwemmungsgebiet bilden. Die in den Abbildungen rot dargestellten Punkte entsprechen der Zuordnung des hydrologischen Längsschnittes (im Allgemeinen an der Mündung). Die grünen Punkte sind die Zuflüsse im hydraulischen Modell.
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Abbildung 5/5:
Übersicht Modellgebiet 4 – Schladen - Vienenburg
Das Modellgebiet 4 besitzt auf Grund der komplizierten hydraulischen Verhältnisse einen größeren Überlagerungsbereich zum Modellgebiet 3. Damit wird sichergestellt, dass die Ausgangswasserspiegel für den Berechnungsabschnitt 4 genau ermittelt werden. Neben den Zuflüssen im Bereich des 3. Modellgebietes werden - die Ecker mit
39,00 m³/s
- der Weddebach mit
8,00 m³/s und
- der Eckergraben mit
1,00 m³/s
als weitere Zubringer berücksichtigt.
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Abbildung 5/6:
Übersicht Modellgebiet 5 – Vienenburg - Okerstausee
Im 5. Modellgebiet wurden folgende Zuflüsse von einmündenden Nebengewässern berücksichtigt: - Radau mit
10,80 m³/s
- Hurlebach mit
0,90 m³/s
- Abzucht mit
4,10 m³/s
- Große Romke mit
2,80 m³/s
In diesem Modellabschnitt ist das Becken des Okerstaus (Romkerhalle) enthalten.
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5.4
2D-Berechnung der HQ100-Wasserspiegellagen
Für die in den Abbildungen 5/2 bis 5/6 dargestellten Modellgebiete wurden die Wasserspiegellagen für das HQ100-Hochwasserereignis berechnet. Es wurde eine stationäre Berechnung durchgeführt. Das bedeutet, es wurde so lange gerechnet, bis der Abfluss aus dem Modell in etwa gleich der Summe aller Zuflüsse ist. Die sich ergebenden Überflutungen stellen somit die maximalen Überschwemmungsgebiete für die berechnete Jährlichkeit dar. Dies gilt für die Annahme, dass die Hochwasserwelle über ein ausreichendes Volumen verfügt, um die Überschwemmungsgebiete aufzufüllen. Der stationäre Zustand wurde in den Modellen nach folgenden Simulationsdauern erreicht: Modellgebiet 1
nach > 48,0 h
Modellgebiet 2
nach > 48,0 h
Modellgebiet 3
nach > 48,0 h
Modellgebiet 4
nach > 72,0 h
Modellgebiet 5
nach > 48,0 h
Bei großen Modellgebieten sowie weitreichenden Überschwemmungsgebieten wird der vollständig stationäre Zustand nur selten oder erst nach sehr langer Simulationsdauer erreicht. Die langen Rechenzeiten der Modellgebiete zeigen, dass an den betrachteten Gewässerabschnitten der Oker eine hohe Retentionswirkung besteht.
5.5
Ergebnisse der 2D-Berechnung
Die Ergebnisse der 2D-Berechung sind ortsdiskrete, auf die Modellknoten bezogene Angaben zur Wasserspiegellage und Fließgeschwindigkeit. Diese stehen für die berechnete HQ100-Variante als Ergebnisdatei digital zur Verfügung. Zur Weiterverarbeitung im GIS wurden die Ergebnisdaten in PunktShape-Dateien eingelesen. Die Daten der HQ100-Berechnung wurden im GIS weiterverarbeitet und zur Darstellung der Wassertiefen in den Karten der Anlage 3 genutzt. Die Kartenblätter 1 bis 48 zeigen die Wassertiefen bei HQ100 als Ergebnis der 2D-Berechnung. Im Bereich des Okerstausees wurden die Wassertiefen der Anlage 3 Blatt 49 – 54 auf Grundlage der Verschneidung zwischen dem DGM und der Wasserspiegellage des vorgegebenen Hochwasserstauziels von 416,60 mNN ermittelt. Für die Nachsperre „Okerstau“ wurde ein Hochwasserstauziel von 309,75 mNN vorgegeben. Die Nachsperre ist im hydraulischen Modell enthalten und wird durchströmt. Der Auslauf bzw. die HW-Entlastung ist im hydraulischen Modell so angelegt, dass das vorgegebene Stauziel erreicht wird. In Anlage 4 sind weiterhin die in der 2D-Berechnung berechneten Fließgeschwindigkeiten und die Strömungsvektoren flächenhaft dargestellt.
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An den Stationen der tachymetrisch vermessenen Pofile wurden die HQ100-Wasserspiegellagen des Gewässers aus der 2D-Berechnung ausgelesen und für die Darstellung in einem Wasserspiegellängsschnitt aufbereitet. Es wurde dabei der Wasserspiegel am Schnittpunkt zwischen der Profilspur und der in Gewässermitte verlaufenden Gewässerlinie ausgelesen. Die in Anlage L, Blatt 1 bis 19, angegebenen HQ100-Wasserspiegellagen gelten somit nur für das Gewässer. Die für die Vorlandbereiche ermittelten Wasserspiegellagen weichen auf Grund der Abflussaufteilung z.T. erheblich von der Spiegellage im Gewässer ab. Die ortsdiskreten Wasserspiegel der Vorlandbereiche stehen digital im 2D-Modell und als ArcView-Shape zur Verfügung.
5.6
Kalibrierung und Modellprüfung
Für eine Modellkalibrierung standen für den Bearbeitungsabschnitt der Oker keine beobachteten, dass heißt mit eingemessener Wasserstand-Abfluss-Beziehung belegte Daten zur Verfügung. Für
die
historischen
Ereignisse
standen
aber
einzelne
Hochwassermarken
sowie
Fotos
der
Hochwasserereignisse von 1994 und 2002 für den Bereich des LK Wolfenbüttel zur Verfügung. Diese Daten wurden genutzt, um die berechneten Wasserspiegellagen und die daraus abgeleiteten Überschwemmungsgebiete auf Plausibilität zu prüfen. Weiter wurden die Berechnungsergebnisse mit den für die Pegel Wolfenbüttel, Ohrum und Schladen bekannten W-Q-Beziehungen bzw. Daten beobachteter Hochwasserereignisse verglichen. Wolfenbüttel HQ100 = 186 m³/s nach Abflusstafel (nur bis 159 m³/s) geschätzt ca. 76,0 mNN berechnet 75,90 mNN Ohrum HQ100 = 173 m³/s nach Abflusstafel (nur bis 132 m³/s) geschätzt ca. 80,0 mNN berechnet 77,98 mNN Es ist zu erkennen, das an den Pegeln Wolfenbüttel und Ohrum eine gute Übereinstimmung erzielt wurden. Schladen HQ100 = 141 m³/s nach Abflusstafel (nur bis 88,3 m³/s) geschätzt für 112 m³/s ca. 92,2 mNN (entsprechend der hydraulischen Berechnung) berechnet 92,21 mNN Für den Pegel Schladen war die Auswertung schwierig. So sind in der Statistik der maximalen HW-Ereignisse zwei Ereignisse aufgeführt, die bei gleichem Wasserstand deutlich unterschiedliche Abflüsse ausweisen. HW 29.09.2007 bei 310 cm einen Abfluss von 90,6 m³/s
PNP = 88,72 mNN
91,82 mNN
HW 18.07.2002 bei 308 cm einen Abfluss von 50,3 m³/s
PNP = 88,72 mNN
91,80 mNN
In der aktuellen hydraulischen Berechnung wird am Pegel Schladen ein WSP von
92.21 mNN
bei einem Durchfluss von ca. 112 m³/s erreicht. Das HQ100 für den Pegel Schladen beträgt nach Tabelle 3/1 141 m³/s. Die Differenz zwischen 141 m³/s und am Pegel berechneten 112 m³/s fließt zum Teil östlich der Bahnlinie ab und wird daher durch das Pegelprofil nicht erfasst. Bericht_Oker-neu.doc/ Mai 2009
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Ermittlung der Überschwemmungsgebiete
Durch Verschneidung der berechneten HQ100-Wasserspiegellagen mit dem „qualifizierten“ digitalen Geländemodell wurden die Wassertiefen ermittelt. Auf Grund der 2D-Berechnung ergeben sich nur in den Bereichen Überschwemmungen, die in hydraulischer Verbindung mit dem Gewässer bzw. dem Hochwasser stehen. Für die Ermittlung von Hochwassergefahrenbereichen, das heißt Bereichen, die sich auf Grund ihrer Höhenlage unterhalb der berechneten Wasserspiegellage befinden, zum Beispiel hinter nicht überströmten Deichen, muss eine Extrapolation des Wasserspiegels in das weitere Vorland erfolgen.
In der Anlage 3 wurden die für den zu bearbeitenden Gewässerabschnitt erstellten Wassertiefenkarten für den HQ100-Abflusszustand blau abgestuft dargestellt. In gelber Tiefenabstufung sind die ermittelten Hochwassergefahrenbereiche dargestellt. Nach Auswertung der Wassertiefen wurden die Überschwemmungsgebiete ermittelt und auf der Grundlage der amtlichen Karten im Maßstab 1 : 5.000 (AK5) dargestellt. Die Überschwemmungsgebiete wurden auf Grundlage der hydraulischen Berechnungen unter Beachtung von Rückstaubereichen ermittelt. Das bedeutet, dass auch an Nebengewässern die keinen zu berücksichtigenden Zufluss im HQ100-Abflussband der Oker hatten, Brücken und Bauwerke (soweit bekannt) berücksichtigt wurden, um im hydraulischen Modell den möglichen Rückstau in diesen Nebengewässern zu ermitteln. Allgemein sind dabei zu unterscheiden: -
Überschwemmungsgebiete, für die der Wasserspiegel der Oker direkt maßgebend ist.
-
Überschwemmungsgebiete durch Rückstau in nicht abflusswirksamen Nebengewässern und Seitentälern sowie hinter Durchlässen in Bahn- und Straßendämmen. Es erfolgt ein Rückstau mit konstanter Spiegellage entsprechend dem an der Einmündung berechneten Wasserspiegel.
-
Überschwemmungsgebiete in Polderbereichen bzw. tieferliegenden Vorländern, die maximal bis zu der Aufstauhöhe geflutet werden können, ab der wieder ein Abfluss aus dem betreffenden Gebiet einsetzt (wird durch 2D-Modell berücksichtigt).
-
Überschwemmungsgebiete, zum Beispiel an steuerbaren Poldern, für die gesonderte hydraulische Berechnungen notwendig sind.
-
Überschwemmungsgebiete, die sich in eigentlich abgetrennten Bereichen hinter Bahn- und Straßendämmen befinden, die aber auf Grund der hydraulischen Durchlässigkeit der Dämme bzw. durch kleinere Entwässerungsdurchlässe und auch durch Qualmwasser eingestaut werden können. Ausgenommen sind Bereiche, die durch Hochwasserschutzdeiche geschützt sind, da hier auf Grund ihres Aufbaues von einer genügenden Abdichtung auszugehen ist.
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Alle Überschwemmungsgebiete sind Ergebnis einer stationären Wasserspiegellagenberechnung und ergeben sich unter der Voraussetzung, dass die Hochwasserwelle über ein ausreichendes Volumen verfügt, um diese Überschwemmungsgebiete zu füllen. Nach der rechnerischen Ermittlung der Überschwemmungsgebiete erfolgte die Plausibilitätsprüfung und Feinabstimmung der Überschwemmungsgebietsgrenzen entsprechend den örtlichen Gegebenheiten durch eine weitere Befahrung, Vorstellung und Beratung mit dem Auftraggeber, Unterer Wasserbehörde und Kommunen. Es zeigte sich, dass in kleinen Teilbereichen Unsicherheiten im Vergleich von digitalem Geländemodell und tatsächlichen Gegebenheiten auftraten. Durch eine nochmalige punktuelle Nachvermessung wurden an diesen Stellen aktuelle und verdichtende Höhendaten ermittelt und teilweise in das DGM eingearbeitet. Hydraulische Besonderheiten sowie Festlegungen zum HQ100-Überschwemmungsgebiet werden im Folgenden stichpunktartig beschrieben: •
Durch die 2D-Berechnung im gesamten Bearbeitungsabschnitt konnten evtl. Überströmungsbereiche an Deichen, Dämmen und Schutzmauern (entsprechend dem Zustand zum Zeitpunkt der Vermessung) lokalisiert werden. Für die tieferliegenden Vorlandbereiche wurden die maximalen Überschwemmungsgebiete unter Verwendung eines stationären Berechnungsansatzes ermittelt. Die Zuflüsse zu den Vorländern ergeben sich dabei in Abhängigkeit von der ermittelten Überströmung und den möglichen Zuflüssen aus den Oberwasserbereichen.
•
In den tieferliegenden Vorländern wurde der mögliche Aufstau an den querenden Straßendämmen sowie der Abfluss durch die Durchlässe in den Straßendämmen und Vorlandgräben berücksichtigt.
•
An zahlreichen Nebengewässern, an denen kein Zufluss zum HQ100 der Oker erfolgt, wurden der mögliche Rückstau im hydraulischen Modell berücksichtigt.
•
Stadtgebiet Braunschweig: Das Walzenwehr an der Eisenbüttler Straße wurde in den hydraulischen Berechnungen als vollständig angehoben angenommen. Der Kombinationsfischpass (zur Zeit der Vermessung im Bau) wurde entsprechend den übergebenen Planungsunterlagen in das hydraulische Modell eingearbeitet. Durch die stromoberhalb der Eisenbüttler Straße gelegenen Eisenbahnbrücken wird das HQ100-Überschwemmungsgebiet eingeengt. Der Hochwasserabfluss erfolgt bis zu einem HQ100 nur durch diese Durchlässe (Straße und Oker). Stromoberhalb der Bahnbrücken ergeben sich weitreichende Überschwemmungen, die im linken Vorland auch die Bahnline überfluten. An der BAB A39 erfolgt eine Einengung des ÜSG. Hier erfolgt beim HQ100 der Abfluss durch die Okerbrücke und die Brücke der A39 über die Bahnlinie im linken Vorland. Auf Höhe der Südsee sind im linken Vorland auch Bereiche der A39 und der „Alten Frankfurter Straße“ von Überschwemmungen betroffen. Im Bereich Rüningen und Stöckheim werden auch größere bebaute Bereiche überschwemmt. Im Bereich „Am Apfelgarten“ erfolgte die Überprüfung des ÜSG auch an Hand weiterer Höhendaten der Stadt Braunschweig, die aber die möglichen Überschwemmungen in diesem Bereich bestätigten.
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Das Wehr Rüningen wurde als vollständig geöffnet (niedergelegt) im hydraulischen Modell berücksichtigt. Es kommt zum Rückstau im Thiedebach und zum Abfluss im westlich der Bahnlinien befindlichen Mühlgraben. Dadurch ergeben sich Überschwemmungen im Bereich Rüningen. Im Bereich Leiferde sind beim HQ100 ebenfalls die okernahen Randbereiche der Ortslage von Überschwemmungen betroffen. Im gesamten Gewässerabschnitt zwischen Braunschweig und Wolfenbüttel ergeben sich durchgängig weitreichende Überschwemmungen der Auenbereiche. Diese werden nur durch die Dammlage der BAB A395 unterbrochen.
•
Wolfenbüttel: In der Ortslage Wolfenbüttel sind beim HQ100-Hochwasser weite Teile der Bebauung von Überschwemmungen betroffen. Im Bereich „Grüner Platz“, „Am Okerufer“ sowie Sportplatz und Neubau
Altersheim
wurden
zahlreiche
Höhenpunkte
im
Rahmen
der
Nachvermessung
aufgenommen. Die neuen Höhen bestätigten das ermittelte Überschwemmungsgebiet, so dass im Ergebnis der Nachvermessung keine Korrekturen des ÜSG erfolgten. Im Bereich des Stadtgraben wird durch die vorhandenen Deiche und Verwallungen eine direkte Überflutung des Zentrums verhindert. Durch den Rückstau in den „mittleren“ Okerzweigen sowie die Überströmung der Schulwall Straße kommt es zu bereichsweisen Überschwemmungen im Zentrum von Wolfenbüttel. Im Bereich Halcher und Linden sind ebenfalls Gebäude von Überschwemmungen betroffen. Durch die Überströmung der Bahnlinien und den Abfluss durch die Brücke der L630 über die Bahn kommt es zu Überschwemmungen im Bereich der Halchterschen Straße und Okerstadion, die sich bis zur Goslarschen Straße fortsetzen, bevor das Hochwasser westlich des Bahnhofs wieder in den linken Okerzweig zurückfließt. Zwischen Wolfenbüttel und Ohrum ergeben sich weitreichende Überschwemmungen, die auch östlich der Bahnlinie die Ortslage Neindorf erreichen. •
Ohrum: Im Bereich der Ortslage Ohrum sind nur Randbereiche der Bebauung von Überschwemmungen betroffen. Zwischen den Ortslagen Ohrum und Dorstadt ergeben sich beidseitig der Oker Überschwemmungen
•
Dorstadt: Im Bereich Dorstadt erreichen die Überschwemmungen ebenfalls Randbereiche der Bebauung. Die Warne und die Oker bilden hier ein gemeinsames Überschwemmungsgebiet. Dem Gewässerverlauf der „Alten Ilse“ folgend ergibt sich im rechten Vorlandbereich zwischen Dorstadt und Ohrum auch rechtsseitig der Bahnlinie ein Überschwemmungsgebiet. Dadurch kommt es zum Rückstau im Großen Graben (Höllebach) und zur Überflutung von Randbereichen der Ortslage Kissenbrück.
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Zwischen Dorstadt und Heiningen sind ebenfalls durchgängige große Überschwemmungsflächen vorhanden. Es kommt aber abschnittsweise zu einer Trennung der Überschwemmungsgebiete zwischen der Oker und der parallel fließenden Warne. •
Heiningen: Die HQ100-Überschwemmungen erreichen die Ortslage Heiningen, wobei besonders im nördlichen Bereich der Ortslage einige Gebäude betroffen sind. Die Straße zwischen Heiningen und Börßum (L 512) wird zwischen der Warnebrücke und Okerbrücke überströmt. Der südlich der Ortslage gelegene Kiesabbau ist durch Verwallungen vor Hochwasser geschützt.
•
Börßum: Die Ortslage Börßum ist nicht direkt durch das HQ100-Hochwasser der Oker bedroht. Die in den Karten dargestellten Überschwemmungen ergeben sich zum einen durch den Hochwasserabfluss in der Ilse und zum anderen durch die Überströmung der Bahnlinie südlich des Bahnhofs. Im Bereich der Brunnenfelder der Salzgitter AG schließt das Überschwemmungsgebiet der Ilse an das der Oker an. Südlich Börßum quert die Warnetalbahn die Okeraue. Die Bahnlinie wird nicht überströmt. Der Abfluss erfolgt durch die Okerbrücke sowie weitere Durchlässe im linken und rechten Vorland. Zwischen den Ortslagen Börßum und Schladen ergeben sich ebenfalls nahezu durchgängige Überschwemmungsgebiete, die ab der Einmündung des Eckergrabens auch weite Bereiche östlich der Bahnlinie einschließen.
•
Schladen: Im Bereich Schladen ergeben sich ca. ab Höhe der Kläranlage bis südlich der Ortslage an der Oker nur gewässernahe Überschwemmungen. Von der Oker gehen in diesem Abschnitt keine größeren Gefährdungen aus. Die weitrechenden Überschwemmungen im Bereich „Neue Wiese“ ergeben sich auf Grund der Ausuferungen der Oker auf Höhe Göddeckenrode im Bereich des Naturschutzgebietes. Das hier in das rechte Vorland ausufernde Hochwasser fließt östlich der Bahnlinie in Richtung Schladen. Dabei werden die südlich von Schladen befindlichen Kiesseen geflutet. Für die Kiesseen bei Schladen wurden aktuelle Lagepläne in das DGM eingearbeitet. Zwischen Schladen und Isingerode folgt das Hochwasser einem alten Gewässerverlauf bis zum Kiesteich nordöstlich von Schladen. Der ehemalige Gewässerlauf ist gut in den Wassertiefenkarten der Anlage 3 zu erkennen. Die Landstraße L 511 bei Isingerode bildet die Grenze des Überschwemmungsgebietes. Die neue Umgehungsstraße der B82 wurde ebenfalls in das digitale Geländemodell eingearbeitet.
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Im Bereich der Ortslage erfolgt die Überströmung der Hermann-Müller-Straße im Kreuzungsbereich mit der Jahnstraße und setzt sich nach Norden bis zur Durchströmung Straßenbrücke der B82 (Brücke der B82 über die Bahnlinie) fort. Nördlich der B82-Umgehungsstraße fließt das Hochwasser teilweise der Oker zu. Ein weiterer Teil fließt in den Kiesse nordöstlich von Schladen sowie entlang der Bahnlinie und eines Weges nach Norden zum Eckergraben. Zur Überprüfung der Überschwemmungsgebiete und der Geländehöhen wurden in relevanten Bereichen Nachvermessungen durchgeführt. Die Vermessungspunkte sind in der Anlage 3 dargestellt. - Straßenbrücke Umgehungsstraße B82 über die Bahnlinie - Überströmbereiche der Hermann-Müller-Straße in der Ortslage Schladen - südlich Schladen, Höhen auf dem Weg zwischen Bahndamm und Kiesteich und Geländehöhen an engster Stelle zwischen Bahnlinie und Kiesteichen - Höhen des Deiches am Bahndurchlass oberhalb Schladen und Geländehöhen bis zur Straße - Straßenhöhen der L90 bei Wülperode Alle nachvermessenen Höhen bestätigten die Höhen des DGM und somit die Korrektheit der hydraulischen Grundlagen. Für den Bereich Sachsen-Anhalt wurden vom Landesamt für Vermessung und Geoinformation des Landes Sachsen-Anhalt ein aktuelles digitales Geländemodell (ATKIS®-DGM 5 mit 5 m Gitterweite) bezogen und in das qualifizierte DGM der Oker eingearbeitet. Zwischen der Ortslage Schladen und der Bahnbrücke südlich Schladen ergeben sich entlang der Oker durchgängig Überschwemmungsgebiete. Stromoberhalb der Bahnbrücke südlich Schladen bis zur Ortslage Wiedelah wird das Überschwemmungsgebiet linksseitig durch die Bahnlinie und rechtsseitig durch die Straße L90 begrenzt. In diesem Bereich ist die Okeraue ein Naturschutzgebiet. Das Gewässer ist hier einer starken morphologischen Entwicklung mit Mäandern, Gewässerverlagerungen, Gewässerlaufteilungen und Verlandungen unterworfen. Die Abweichungen vom ehemaligen Gewässerverlauf werden in der Wassertiefenkarte der Anlage 3 sehr deutlich. Oft ist in diesem Bereich das eigentliche Gewässergerinne nicht deutlich zu identifizieren. •
Wiedelah: Im Bereich der Ortslage Wiedelah ergeben sich mit Ausnahme von teilweisen Überschwemmungen des Geländes am ehem. Betonwerk und des Lagerplatzes (nördlich der Ortslage) keine relevanten Gefährdungen durch ein HQ100-Hochwasser. Zwischen Wiedelah und Vienenburg bildet die B241 die Grenze des Überschwemmungsgebietes im rechten Vorland.
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•
Vienenburg: Im Bereich Vienenburg wird der Vienenburger See vom HQ100-Überschwemmungsgebiet erfasst. Im Bereich Kolberger Weg / Stadionstraße reichen die Überschwemmungen bis an den bebauten Bereich bzw. bis an das Stadiongelände. Die durchgeführten Nachvermessungen zeigten hier, dass das Gelände nur geringfügig über dem berechneten Wasserspiegel liegt. Zwischen Vienenburg und Probsteiburg wurde die Oker für den Kiesabbau verlegt, begradigt und mit zahlreichen Sohlstufen versehen. Entsprechend den damaligen Planungen soll zur Hochwasserentlastung ein Abfluss über die linksseitig der Oker gelegenen Kiesteiche erfolgen. Diese Situation stellt sich auch in den aktuell durchgeführten Berechnungen dar. Auf Höhe des Werksgeländes der Firma A. Oppermann ergibt sich eine Überströmung des rechten Deiches bzw. Hochufers. Hier verläuft eine Werksstraße auf dem Deich. Bei Inaugenscheinnahme vor Ort war eine geringere Höhe des Deiches gegenüber dem stromoberhalb und stromunterhalb gelegenen Deichabschnitten zu erkennen. Die durchgeführte Nachvermessung dieses Bereiches bestätigte die im hydraulischen Modell ermittelten Ausuferungen. Das Werksgelände der Firma A. Opermann (Klassieranlage) auf der linken Okerseite ist durch eine Verwallung geschützt. Auch dies wurde durch die Nachvermessung bestätigt.
•
Probsteiburg: Eine linksseitige Ausuferung in den Bereich der Probsteiburg konnte nach erfolgter Nachvermessung der Uferhöhen ausgeschlossen werden.
•
Oker: Im Bereich von Steinfeld befindet sich rechtsseitig das Firmengelände der GRILLO AG. In den ersten hydraulischen Berechnungen wurde dieser Bereich als Überschwemmungsgebiet ermittelt. Dabei kam es zur Überströmung des rechten Ufers und des vorhandenen Wegdammes zur ehemals vorhanden Wegebrücke nach Steinfeld. Durch die erfolgte Nachvermessung wurden die Höheninformationen in diesen Bereichen verdichtet sowie in das DGM und das hydraulische Modell übernommen. Die Berechnungen zeigten, dass ein Zufluss zum Werksgelände GRILLO AG insbesondere durch den Wegedamm verhindert wird. Die Geländehöhen im Uferbereich liegen nur geringfügig über den berechneten Wasserspiegellagen, daher ist zu empfehlen, die bei der Beratung mit Vertretern der Stadt Goslar und der Firma GRILLO angedachten Hochwasserschutzmaßnahmen für das Werksgelände trotzdem umzusetzen. Im Bereich der Ortslage Oker ergeben sich nur am Wehr (Rauhe Rampe) stromoberhalb der Straßenbrücke der Wolfenbüttler Straße Ausuferungen. Die rechtsseitigen Überschwemmungen sind dabei lokal begrenzt. Die Ausuferungen in das linke Vorland überströmen die Wolfenbüttler Straße und fließen dann der Abzucht zu. Stromoberhalb von Oker ergeben sich nur gelegentlich gewässernahe Überschwemmungen. Dieser Abschnitt ist durch ein großes Längsgefälle gekennzeichnet. Das Gewässer ist typisch für Gebirgsbäche, links und rechtsseitig durch steil ansteigendes Gelände begrenzt.
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Für die stromoberhalb von Oker befindliche Nachsperre „Okerstau“ ist das Hochwasserstauziel für die Ausgrenzung des Überschwemmungsgebietes maßgebend. Entsprechend den Angaben des Auftraggebers beträgt das Stauziel 309,75 mNN. Im hydraulischen Modell wurde diese Höhe als Randbedingung festgehalten und die Berechnung auch im Beckenbereich durchgeführt. Dadurch kann ausgehend vom Stauziel im Bereich der Stauwurzel der Anstieg der Wasserspiegellagen entsprechend dem in Ansatz gebrachten HQ100Abfluss besser ermittelt werden. Das Überschwemmungsgebiet des Okerstaus wie auch des Okerstausees ist per Gesetz festgelegt und bedarf keiner Festsetzung. Es ist in den Karten durch eine gelb hinterlegte ÜSG-Grenze gekennzeichnet und nur zur Information dargestellt.
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Zusammenfassung
Für den zu bearbeitenden Gewässerabschnitt der Oker - vom Okerstausee (km 116+000) - bis zum Wehr Eisenbüttler Straße in Braunschweig (km 55+100) waren die Überschwemmungsgebiete auf Grundlage einer hydraulischen Berechnung für ein Hochwasserereignis mit 100-jährlicher Wiederkehr zu bestimmen. Dazu wurde ein zweidimensionales hydraulisches Modell erstellt und damit die HQ100–Wasserspiegellagen berechnet. In die Bearbeitung wurde die Ermittlung des Überschwemmungsgebietes des Okerstaus (Romkerhalle) und des Okerstausees anhand der vorgegebenen Hochwasserstauziele einbezogen. Eine Übersicht des Bearbeitungsgebietes sowie der Blattschnitt der erstellten Karten ist in der Anlage 1 dokumentiert. Voraussetzung für die Berechnungen war die tachymetrische Vermessung von Gerinne- und Sonderprofilen sowie die Erstellung eines „qualifizierten“ digitalen Geländemodells (DGM) auf Grundlage des DGM5 des Landes Niedersachsen sowie Höhendaten des Landes Sachsen-Anhalt. Ergänzend wurden weitere Höhen in ausgewählten Vorlandbereichen eingemessen und teilweise in das DGM eingearbeitet. Die Ermittlung der Überschwemmungsgebiete erfolgte durch Verschneidung der HQ100-Wasserspiegellagen mit dem digitalen Geländemodell. Die dadurch erzeugten Wassertiefen sind in der Anlage 3 als Wassertiefenkarten im Maßstab 1 : 5.000 dargestellt. Zur Verdeutlichung des Hochwasserabflussgeschehens wurden Karten mit flächenhafter Darstellung der tiefengemittelten Fließgeschwindigkeiten und des Strömungsvektors erstellt (siehe Anlage 4). Nach
Auswertung
der
Wassertiefen
wurden
die
Überschwemmungsgebiete
ermittelt
und
die
Überschwemmungsgebietskarten auf der Grundlage der Flurkarten AK5 erstellt (Anlage 2).
Mit dem Ergebnisbericht wurden dem Auftraggeber alle digitalen Daten auf einer CD übergeben. Bericht_Oker-neu.doc/ Mai 2009
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Literatur- und Quellenverzeichnis
[1]
HYDRO_AS-2D Ein zweidimensionales Strömungsmodell für die wasserwirtschaftliche Praxis Benutzerhandbuch; Nujic, Kolbermoor 2004
[2]
Hrsg.: DVWK Hydraulische Methoden zur Erfassung von Rauheiten: I. Bestimmung von Rauheiten:II. Äquivalente Sandrauheiten und Stricklerbeiwerte fester und beweglicher Strömungsberandungen.-Hamburg; Berlin: Verl.Paul Parey,1990. -303 S. DVWK-Schriften 92
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