Herausforderungen und Lösungen

Starkregen und urbane Sturzfluten

Als urbane Sturzflut wird die aus einem oftmals lokal auftretenden Starkregen resultierende Überschwemmung eines Siedlungsgebietes bezeichnet (DWA T1/2013). Im Unterschied zu einem Fluss-Hochwasser können derzeit noch keine nennenswerten Vorwarnzeiten realisiert werden und das Vorhandensein eines Fließgewässers ist keine Voraussetzung für das Auftreten urbaner Sturzfluten.

Wasserwirtschaft 2.0 – Neue Wege der ingenieurtechnischen Überflutungsvorsorge

Zukünftig wird eine Häufung von Starkniederschlägen als Folge des Klimawandels prognostiziert. Kanalnetzbetreiber, Stadtplaner, Straßenbaulastträger und Anlieger müssen gemeinschaftlich an Lösungen für lokale Starkregenereignisse und urbane Sturzfluten arbeiten.

Die Leistungen der LINDSCHULTE Ingenieurgesellschaft für die Überflutungsvorsorge

Überstauberechnungen simulieren Fließvorgänge innerhalb von Kanälen

Mittels Überstauberechnungen werden die Fließvorgänge innerhalb des Kanals sowie Überstaumengen unter Anwendung eines hydrodynamischen 1D-Modells simuliert. Der Überstaunachweis nach DWA-A 118 ist ein vereinfachender Ersatz für den Überflutungsnachweis nach DIN EN 752 und Grundlage der klassischen Generalentwässerungsplanung. In den hydrodynamischen Simulationen des Kanalnetzes werden die Fließvorgänge innerhalb des Kanals sowie die an den Schächten austretende Wassermengen vollständig abgebildet. Die Fließvorgänge an der Oberfläche werden hier nicht betrachtet.

GIS-Analyse untersucht Fließwege von Niederschlagswasser auf der Geländeoberfläche

Diese rein qualitative Betrachtungsweise wird ohne Kopplung mit dem Kanalnetz durchgeführt und berücksichtigt keine Jährlichkeiten. Die GIS-Analyse ermittelt bei vergleichsweise geringem Aufwand die Fließwege und überflutungsgefährdeten Geländetiefpunkte und ermöglicht eine vereinfachte (statische) Volumenberechnung der Senken.

Die Straßenprofilmethode dient der Identifikation von Geländetiefpunkten und Senken

Die Straßenprofilmethode basiert darauf, dass Wasser, das aus Schächten austritt bzw. nicht mehr der Kanalisation zufließen kann, oftmals schadfrei in der Straßenparzelle abgeführt werden kann. Sie berücksichtigt die Abflusskapazität eines vereinfachten Straßenprofils. Diese Erweiterung der Überstauberechnungen ermöglicht einen vereinfachten Nachweis der Überflutungssicherheit für Jährlichkeiten. Aufgrund der 1-dimensionalen Betrachtungsweise wird eine laterale Überflutungs-ausbreitung hierbei noch nicht berücksichtigt.

1D/2D gekoppelte Abflusssimulation ermöglicht erstmalig vollwertige modelltechnische Überflutungsberechnung

Bidirektionale Kopplung eines hydrodynamischen 1D-Kanalnetzmodells mit einem 2D-Oberflächenmodell zur synchronen Berechnung von Abflussvorgängen im Kanal sowie an der Geländeoberfläche. Somit wird sowohl die Überflutung der Geländeoberflächen infolge einer Überlastung des Kanalnetzes als auch die Kanalüberlastung infolge einer Überflutung simuliert. Das Verfahren ermöglicht eine vollwertige modelltechnische Überflutungsberechnung im Sinne der DIN EN 752 sowie eine Nachweisführung der Überflutungssicherheit in Anlehnung an die DIN 1986-100.

Die gekoppelte 1D/2D Abflusssimulation ermöglicht erstmalig die vollwertige modelltechnische Überflutungsberechnung im Sinne der DIN EN 752. Sie ist das Resultat aktueller Software-Entwicklungen, durch die hydrodynamische 1D-Kanalnetzmodelle 2D-Oberflächenmodellen verknüpft werden können. Durch die bidirektionale Kopplung und synchrone Berechnung der beiden Modelle werden sowohl die Überflutung der Geländeoberflächen infolge einer Überlastung des Kanalnetzes als auch die Kanalüberlastung infolge einer Überflutung simuliert. Für Starkregenereignisse jenseits der Intensität, die einer Dimensionierung der Kanalisation zugrunde liegt (T > 10a), können durch die 1D/2D gekoppelte Abflusssimulation sehr genaue Prognosen zu den Überflutungsbereichen an der Oberfläche einschließlich der Fließtiefen und -geschwindigkeiten aufgestellt werden. Diese Informationen sind die Grundlage für realitätsnahe Risikoanalysen sowie für die wirtschaftliche Planung von Sanierungs- und Objektschutzmaßnahmen. Weiterhin bietet das Verfahren insbesondere für größere Erschließungsmaßnahmen eine effektive Möglichkeit zur Nachweisführung der Überflutungssicherheit in Anlehnung an die DIN 1986-100.

Reden wir über die Lösungsansätze der LINDSCHULTE Ingenieurgesellschaft für Ihre Herausforderungen der „Wasserwirtschaft 2.0“, insbesondere bei lokalen Starkregenereignissen sowie urbanen Sturzfluten – rufen Sie mich gerne direkt an: 05921 8844-61

Ihr Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Dirk Brunhöver

Starkregen und urbane Sturzfluten


  • Ermittlung der Fließwege in Ortslage auf Basis GIS-Analyse
  • Gefährdungsanalyse durch vereinfachte Risikobetrachtung
  • Starkregen führte zur Überschwemmung einer vierspurigen Straße
  • 3D-Darstellung der Topografie im Rahmen einer ingenieurtechnischen Überflutungsberechnung
  • TANDLER_Strassenprofile.jpg (Straßenprofilmethode (Bild: Tandler)
  • Visualisierung der 1D/2D gekoppelten Abflusssimulation (Bild: Tandler)
  • Straßenkategorisierung für Anwendung der Straßenprofilmethode (Bild: Tandler)
  • Lageplan mit 1D/2D gekoppelter Abflusssimulation