Untersuchungen zur Auslegung eines Retentionsbeckens an der Schnittstelle zwischen urbanen und natürlichen Einzugsgebieten

Zusammenfassung

Aus Wirtschaftlichkeits- und Risikoüberlegungen sowie gewässerökologischen Gesichtspunkten, werden in der Urbanhydrologie für die Dimensionierung von Anlagen (Kanäle sowie Speicherbauwerke) bauwerkspezifische Wiederkehrzeiten für die Errichtung zwischen 1 und 10 Jahre empfohlen während für wasserbauliche Überlegungen (z. B. Hochwasserschutz) diese im Bereich zwischen 20 und 100 Jahre liegen. Als Schnittstelle zwischen diesen unterschiedlichen Anlagentypen sind u. a. Regenrückhaltebecken zu sehen. Aus Sicht des Hochwasserschutzes sollte jede Abflussbeschleunigung sowie verringerter Rückhalt aufgrund von Befestigung von Flächen durch Bereitstellung entsprechender Retentionsvolumina kompensiert werden, da jeglicher (urbaner) Niederschlagsabfluss – wenn dieser nicht versickert wird – früher oder später in einen Vorfluter mündet. Es stellt sich nun aber die Frage, inwieweit der in der Kanalisation abgeführte urbane Niederschlagsabfluss zur Hochwasserbildung im Gewässer beiträgt bzw. in welchem Ausmaß Retentionsvolumen an dieser Schnittstelle aktiviert werden kann. Ziel dieser Arbeit ist es zu untersuchen, wie Hochwasserschutz im Gewässer und Bemessung von Anlagenteilen in der Urbanhydrologie optimal aufeinander abgestimmt werden können. Basierend auf hydrodynamischen Modellrechnungen des urbanen Gebietes wird untersucht, welche Auslegungsgrößen an dieser Schnittstelle für eine wirtschaftliche, gewässerökologische sowie auch im Sinne eines Hochwasserschutzes sinnvolle Lösung relevant sind.

Abstract

For the design of system components in urban hydrology return periods for design rainfall events between 1 and 10 years are usually suggested, based on economic and risk considerations as well from fresh water-ecological aspects. For the design of rural flood control, design events with return periods between 20 and 100 years or even more are suggested. At the interface between these two systems, storage basins are located for water retention. For flood control, any kind of additional impervious area in urban agglomerations should be compensated with an additional retention volume, because—if not infiltrated—additional surface runoff ends up in a receiving water body. The question arises, to which extend in the sewers collected urban runoff contributes to fluvial flooding and to which extent an additional retention volume contributes to the reduction of the peak runoff. The aim of this work is to investigate this interface between these two systems and to determine how investment costs in retention volume at that described interface supports flood control. Based on systematic hydrodynamic simulations, reasonable and cost-efficient design criteria are to be defined.