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Düsseldorfs Altstadt vor Hochwasser schützen

Die Stadt Düsseldorf ist für den Hochwasserfall an Rhein und Düssel gut aufgestellt. Trotzdem drohte im Januar 2011 – bedingt durch die komplexe urbane Gewässersituation – eine Hochwassergefährdung des historischen Ständehauses. Sofortmaßnahmen des Hochwasserschutzes durch den Stadtentwässerungsbetrieb Düsseldorf (SEBD) waren erforderlich.

Hydrotec führte im Auftrag der Stadt Düsseldorf eine modelltechnische Analyse auf Grundlage der bestehenden wasserwirtschaftlichen Verhältnisse durch. Ziel war es, die relevanten Einflussgrößen für einen Anstieg des Wasserspiegels zu ermitteln und die Zuflusssituation für verschiedene Szenarien zu quantifizieren.

Komplexes urbanes Gewässersystem

Binnendelta der Düssel (Urheber der Karte: Jan Stöfer / Morty (talk))

Binnendelta der Düssel (Urheber der Karte: Jan Stöfer / Morty (talk))

Im Stadtgebiet von Düsseldorf teilt sich die Düssel in mehrere Teilströme auf, die jeweils in den Rhein münden. Die inneren Abzweige der Südlichen und der Nördlichen Düssel verlaufen teilweise verrohrt durch die Düssel dorfer Altstadt. Kurz vor seiner Mündung durchfließt die Innere Südliche Düssel drei Teiche: den Kaiserteich, den Schwanenspiegel und den Spee´schen Graben. In unmittelbarer Nähe dieses Gewässer-Ensembles befinden sich die Gebäude einiger Landesministerien sowie das Ständehaus, das einen Teil der Kunstsammlung Nordrhein-Westfalen beherbergt.

Im Falle eines Rheinhochwassers werden die inneren Gewässerarme der Düssel, sowohl zum Rhein als auch im Zuflussbereich, von der Südlichen und Nördlichen Düssel ab- geschiebert. Dadurch entsteht ein geschlossenes System, dem eine Vielzahl an Grundwassereinleitungen (Bauwasserhaltungen, Kühlwassereinleitungen und Sanierungswassereinleitungen) und Regenwasser aus 27 ha befestigter Fläche zufließen. Eine Pumpstation im Spee’ schen Graben sorgt in dieser Situation für Entwässerung.

Kombinierter Einsatz von NASIM und HYDRO_AS-2D

Mithilfe von NASIM wurden Zuflussganglinien aus den angeschlossenen Trennsystemen sowie den Böschungsbereichen berechnet. Die Grundwasserzuflüsse wurden als Hochwasserableitung Innere Düssel konstant angenommen, da sie unabhängig vom kurzfristigen Niederschlagsgeschehen sind.

Das 2D-Modell bildete den Fließvorgang in dem sehr flachen, durch Staustufen und Querbauwerke überformten Gewässer ab und berechnete die Wasserspiegellagen für verschiedene Szenarien. Im Rahmen der Untersuchung wurden verschiedene Einflüsse, die zu einem Hochwasser führen können, bilanziert und verschiedenen Eintrittswahrscheinlichkeiten zugeordnet.

Für die Regenwassereinleitungen wurde auf Grundlage von Kostra-Ereignissen das Zuflussvolumen verschiedener Wiederkehrhäufigkeiten ermittelt. Auch die Auswirkung des Ausfalls von Pumpen wurde untersucht.

Zum Zeitpunkt der Studie wurde dem Gewässersystem an 14 Einlei-tungspunkten im Gebiet konstant (Grund-)Wasser zugeführt. Die Aufzeichnungen der Stadt Düsseldorf zeigten, dass die Einleitungsmengen der Bauwasserhaltungen starken Schwankungen unterliegen. Dies wurde anhand verschiedener Szenarien in der Bilanzierung berücksichtigt.

Teich mit Turm_klein

Urabnes Gewässer: der Schwanenspiegel, ein von der Düssel durchströmter Teich

Handlungsbedarf aufgezeigt

Die Ergebnisse zeigen, dass das System bei maximaler Pumpenleistung die Regenwassereinleitungen bis zu einem 20-jährlichen Ereignis schadlos aufnehmen kann. Bei einer Erhöhung des Speichervolumens durch Absenkung der Schaltpunkte im Pumpwerk können sogar Regenwassereinleitungen mit einer Wiederkehrhäufigkeit von >100 Jahren aufgenommen werden. Von ihnen geht weder in ihren Scheitelwerten, noch in ihrem Abflussvolumen eine Hochwassergefahr aus.

Die Grundwassereinleitungen bringen das größte Abflussvolumen für das Gewässersystem der Inneren Düssel und bergen die größte Gefahr eines Hochwasserereignisses.

Die Studie macht den Ursprung der Gefährdung deutlich und zeigt auf, an welcher Stelle für die Stadt Düsseldorf Handlungsbedarf besteht


Dipl.-Ing. Heike Schröder

Veröffentlicht am 11.10.2012