Hochwasserschutz Hochwasserschutz – handeln, bevor das Wasser kommt

Autor / Redakteur: Hans-Jürgen Bittermann / Jörg Kempf

Hochwasser kann nicht verhindert, aber in seiner Wirkung gemildert werden – mögliche Anpassungsstrategien sind eine generell an Hochwasser adaptierte Bauweise, die Schaffung von Retentionsflächen und die Verstärkung der bestehenden Schutzanlagen. Pumpen sind ein wesentliches Element des technischen Hochwasserschutzes.

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Vorbeugender Hochwasserschutz ist grundsätzlich kostensparender als die Beseitigung wiederkehrender und sich häufender Hochwasserschäden.
Vorbeugender Hochwasserschutz ist grundsätzlich kostensparender als die Beseitigung wiederkehrender und sich häufender Hochwasserschäden.
(Bild: gemeinfrei)

Die Prozessindustrie braucht viel Wasser: zur Herstellung von Produkten, als Löse- und Reinigungsmittel, hauptsächlich zur Kühlung. In der chemischen Industrie macht dies immerhin 80 % aus. Es ist einer der Gründe, warum viele Chemie- und Industrieparks sich in der Nähe von Flüssen angesiedelt haben. Doch: Wer nah am Wasser baut, muss mit dem Hochwasser-Risiko leben. Hinzu kommen die Gefahren von Starkregen-Ereignissen. Dass dies keine rein theoretischen Erwägungen sind, hat uns das Juni-Hochwasser aus dem Jahr 2013 vor Augen geführt: Bundesweit und in den Nachbarstaaten wurden Schäden in Höhe von nahezu zwölf Milliarden Euro gezählt.

TRAS 310: Gefahrenquelle Hochwasser

Weil das Technische Regelwerk die Anforderungen in §3 Störfall- Verordnung (StörfallV) im Hinblick auf umgebungsbedingte Gefahrenquellen nur unzureichend konkretisiert, hat die Kommission für Anlagensicherheit die TRAS 310 „Vorkehrungen und Maßnahmen wegen der Gefahrenquellen Nieder- schläge und Hochwasser“ erarbeitet. Der Betreiber sollte demnach so vorgehen:

  • Gefahrenquellenanalyse, in der geprüft wird, welche Gefahrenquellen singulär oder in Kombination auf den Betrieb einwirken können,
  • Analyse der Gefahren und Gefährdungen, in der geprüft wird, ob durch Einwirkungen auf sicherheitsrelevante Teile des Betriebsbereichs oder der Anlagen Störfälle eintreten können,
  • Erstellung eines Schutzkonzepts, in der Vorkehrungen zur Störfallverhinderung festgelegt werden,
  • Betrachtung von ‚Dennoch-Störfällen‘, durch die insbesondere Maßnahmen zur Begrenzung der Auswirkungen von Störfällen festgelegt werden.

Der Hochwasserschutz im Chempark Leverkusen setzt sich aus drei Bausteinen zusammen: Einem stationären und mobilen Schutz sowie einem Pumpwerk. Von den insgesamt 2,3 km, die sich der Chempark zum Rhein hin öffnet, werden 1,3 km von einer stationären, ca. 1 m hohen Spundwand gesichert. Zum Schutz des verbleibenden Kilometers wird im Bedarfsfall eine mobile Schutzwand aufgebaut. Bei Hochwasser drückt das Wasser aber nicht nur über die Ufer in den Chempark, sondern auch über die Kanäle. Deshalb können die Auslässe verschlossen werden. Gleichzeitig wird ein Pumpwerk aktiviert, das das anfallende Reinabwasser (nicht-behandlungsbedürftiges Regenwasser) in den Rhein pumpt. Die beiden Pumpen können pro Stunde 25 Millionen Liter bewegen.

„Das Thema der wetterbedingten Schäden wird für viele Industrie- und Gewerbeunternehmen zunehmend wirtschaftlich relevant“, so Projektleiter Dr. Stefan Markwort vom Ingenieur- und Beratungsdienstleister Tauw. Laut Rückversicherern haben sich die inflationsbereinigten volkswirtschaftlichen Schäden in den letzten zehn Jahren im Vergleich zu den 1980er Jahren fast verdoppelt. Die versicherten Schäden sind um den Faktor 2,5 gestiegen. „Nach vorliegenden Prognosen über die Entwicklung des Klimas kann davon ausgegangen werden, dass wetterbedingte Naturereignisse in Zukunft öfter und stärker als bisher eintreten werden“, ist sich Markwort sicher. Bisherige Risikobetrachtungen zu lokalen Starkniederschlägen und Starkwind-Ereignissen seien fast in jedem Fall unter zu günstigen Randbedingungen bewertet, geplant und ausgelegt worden.

Hamburg und Berlin machen’s vor

Das Problem stellt sich in gleicher Weise den Kommunen. Mit dem Ziel, nachhaltige Ideen und Konzepte für den Umgang mit Regenwasser zu entwickeln, haben die Behörde für Umwelt und Energie (BUE) und Hamburg Wasser (HW) gemeinsam das Projekt RISA – Regen Infra Struktur Anpassung – ins Leben gerufen. Ziel sind Maßnahmen, die zugleich den Hochwasserschutz für die Stadt als auch den Schutz des Grundwassers und der Oberflächengewässer gewährleisten. Ein dezentrales Konzept, das Regenwasser dort, wo es anfällt, erfasst und – soweit möglich – an Ort und Stelle durch geeignete Anlagen wieder dem natürlichen Wasserkreislauf zuführt.

Dr. Michael Beckereit, Geschäftsführer Hamburg Wasser: „Hamburg war die erste Stadt auf dem europäischen Kontinent, die eine zentrale Kanalisation bekommen hat. Nun sollten wir auch die ersten sein, die ein modernes Regenwassermanagement in die Stadtentwicklung integrieren. Das Projekt RISA hat dafür wichtige Weichen gestellt.“

Doch sei die Umstellung auf neue Organisations-, Betreiber- und Finanzierungsmodelle eine Herausforderung. Denn die neuen oberflächennahen Entwässerungsanlagen des RISA-Konzepts liegen in der Grauzone zwischen Wasser- und Abwasserwirtschaft und im Verantwortungsvakuum zwischen privaten Grundstücksbesitzern, den Hamburger Bezirken und der Stadtentwässerung.

Auch Berlin demonstriert ein Beispiel für den Umgang mit Stark­regen: Auf Grundlage des städtebaulichen Masterplans Tempelhofer Freiheit wird auf dem Tempelhofer Feld ein nachhaltiges Regenwasser-Management nach ökolo- gischen und ökonomischen Gesichtspunkten umgesetzt. Bislang wurden die Niederschlagsmengen, die auf dem Dach des ehemaligen Flughafengebäudes und dem betonierten Vorfeld anfielen, mit Kosten von rund 300 000 Euro/Jahr in die Regenwasserkanalisation und den Landwehrkanal abgeleitet. Künftig wird das Regenwasser in einem rund 3 ha großen Wasserbecken gesammelt, das am Rand des betonierten Vorfeldes entsteht.

Pumpen schützen vor Überschwemmungen

In Burcht, einem Stadtteil von Antwerpen, sammelt sich bei starkem Niederschlag das Regenwasser. Für die Überflutungssicherung wurde deshalb ein Pumpwerk nahe dem Fluss Schelde errichtet. Homa lieferte hierfür vier Propellerpumpen der Baureihe P641 (max. Förderhöhe: 7,5 m; max. Förderstrom: 4130 m3/h; Motorleistung: 115 kW). Die Hydraulik der Pumpen zeichnet sich durch eine besonders große Fördermenge bei geringer Förderhöhe sowie hohe Wirkungsgrade aus. Für die Installation der Propellerpumpen im Pumpwerk wurden Stahl-Tauchrohre mit einem Innen-Durchmesser von 1000 mm errichtet, in die die Pumpen eingebaut wurden. Das Regenwasser wird über das Kanalnetz in das Pumpwerk geleitet und von dort mithilfe der Propellerpumpen in die Schelde gefördert.

Die Rohrschachtpumpen der VUPX-Reihe von Sulzer eignen sich besonders für Anwendungen, bei denen große Mengen an Regenwasser oder Prozesswasser auf eine maximale Förderhöhe von zwölf Meter gepumpt werden müssen. Diese kompakten Pumpen besitzen hocheffiziente drei- oder vierflügelige Propeller mit geringer NPSH sowie eine platzsparende Bauform. Sie gewährleisten eine hohe Zuverlässigkeit und Effizienz. Um Platz zu sparen, können sie senkrecht montiert werden. Die kompakten Einheiten werden in Standardstahlrohren abgesenkt und müssen nicht verankert werden, da ihr Eigengewicht unter Verwendung des bewährten Kupplungsrings für einen sicheren Halt ausreichend ist. Die robuste Bauweise und die qualitativ hochwertigen Materialien gewährleisten eine hohe Betriebszuverlässigkeit und eine Hydraulikeffizienz bis 87 %.

Im Handbuch „Designing Flood Pumping Stations“ hat Grundfos alles Wesentliche rund um Hochwasserschutz-Pumpen zusammengetragen. Dank jahrzehntelanger Erfahrung in der Auslegung von Regenwasser-­Rückhaltebecken und Pumpstationen und deren Optimierung mithilfe moderner Simulationsprogramme können die Spezialisten dieses Anbieters die Dimension von Pumpstationen und deren Gesamtkosten reduzieren und dennoch einen sicheren Betrieb gewährleisten.

Fazit: Naturereignisse wie Hochwasser oder Starkregen müssen wir grundsätzlich akzeptieren. Eine Schadenbegrenzung durch smarte Vorsorge – z.B. mit Regenrückhaltebecken und auch Pump­systemen – ist jedoch in vielen Fällen möglich. Vorbeugender Hochwasserschutz ist grundsätzlich kostensparender als die Beseitigung wiederkehrender und sich häufender Hochwasserschäden.

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