Altenoyther Kämpe Graben - Landkreis Cloppenburg
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Altenoyther Kämpe Graben - Landkreis Cloppenburg
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NLWKN Betriebsstelle <strong>Cloppenburg</strong><br />
2819-08 <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> Studie<br />
INHALTSVERZEICHNIS<br />
I. Schriftliche Unterlagen<br />
Erläuterungsbericht<br />
1 Veranlassung ..................................................................................................1<br />
2 Beschreibung des Untersuchungsgebietes.................................................2<br />
3 Beitrag von Kommune und unterer Wasserbehörde ..................................4<br />
4 Hochwasserereignisse...................................................................................4<br />
5 Vermessung ....................................................................................................4<br />
5.1 Digitales Geländemodell...................................................................................4<br />
6 Hydrologie.......................................................................................................6<br />
6.1 Einzugsgebiet ...................................................................................................6<br />
6.2 Niederschlag-Abfluss-Modellierung ..................................................................6<br />
7 Hydraulik .......................................................................................................10<br />
7.1 Hydraulisches Modell (1D)..............................................................................10<br />
7.1.1 Datenaufbereitung ..........................................................................................10<br />
7.1.2 Anfangsbedingung..........................................................................................10<br />
7.1.3 Hydraulische Kennwerte.................................................................................11<br />
7.1.4 Modellkalibrierung...........................................................................................12<br />
7.1.5 Ergebnisse......................................................................................................12<br />
7.2 Hydraulisches Modell (2D)..............................................................................12<br />
7.2.1 Hydraulisches Modell......................................................................................12<br />
7.2.2 Nachvermessung............................................................................................13<br />
7.2.3 Datengrundlage ..............................................................................................14<br />
7.2.4 Anfangsbedingungen......................................................................................15<br />
7.2.5 Ergebnisse......................................................................................................16<br />
8 Zusammenfassung.......................................................................................17<br />
9 Quellenverzeichnis.......................................................................................18<br />
2819-09 Erläuterungsbericht_AKG.doc
NLWKN Betriebsstelle <strong>Cloppenburg</strong><br />
2819-08 <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> Studie<br />
Tabellen:<br />
Tabelle 1: Hydrologische Kennwerte der Teileinzugsgebiete 6<br />
Tabelle 2: Übersicht der Manning-Strickler-Beiwerte 11<br />
Tabelle 3: Spitzenabflüsse der Teileinzugsgebiete (TEZG) in m³/s 16<br />
Abbildungen:<br />
Abbildung 1: Typische Charakteristik des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> 3<br />
Abbildung 2: Typischer Straßendurchlass <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> 3<br />
Abbildung 3: KOSTRA-Daten für den Bereich Friesoythe 7<br />
Abbildung 4: Ganglinien der NA-Modellierung 7<br />
Abbildung 5: Einzugsgebiet <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> 9<br />
Abbildung 6: Nachvermessungsbereiche am <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> 14<br />
Abbildung 7: Geländenutzungsarten im Einzugsgebiet des <strong>Altenoyther</strong><br />
Kämpe <strong>Graben</strong>s 15<br />
Übersichtslageplan 1 : 20.000<br />
Lageplan 2.1 1 : 5.000<br />
Lageplan 2.2 1 : 5.000<br />
techn. Lageplan 3.1 1 : 5.000<br />
techn. Lageplan 3.2 1 : 5.000<br />
Längsschnitt 4.1 Stat. 0+016 bis Stat. 1+000 1 : 1.000 / 1 : 100<br />
Längsschnitt 4.2 Stat. 1+000 bis Stat. 2+000 1 : 1.000 / 1 : 100<br />
Längsschnitt 4.3 Stat. 2+000 bis Stat. 3+000 1 : 1.000 / 1 : 100<br />
Längsschnitt 4.3 Stat. 3+000 bis Stat. 4+100 1 : 1.000 / 1 : 100<br />
Längsschnitt 4.3 Stat. 4+050 bis Stat. 5+171 1 : 1.000 / 1 : 100<br />
2819-09 Erläuterungsbericht_AKG.doc
NLWKN Betriebsstelle <strong>Cloppenburg</strong><br />
2819-08 <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> Studie<br />
Erläuterungsbericht<br />
1 Veranlassung<br />
Für die Ermittlung von Überschwemmungsgebieten ist in Niedersachsen der Landesbetrieb<br />
für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz zuständig. Für das Einzugsgebiet<br />
des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> ist der NLWKN <strong>Cloppenburg</strong> zuständig.<br />
Zur Durchführung dieser Aufgaben wurde das Ingenieurbüro Pabsch & Partner auf der<br />
Grundlage der zuvor durchgeführten Preisabfrage mit der Unterzeichnung des Ingenieurvertrages<br />
beauftragt.<br />
Die Beauftragung umfasste folgende für die Bearbeitung der Aufgabenstellung notwendigen<br />
Arbeitsschritte:<br />
• Terrestrische Vermessung des Gerinnes, sowie der Sonderbauwerke,<br />
inkl. der Aufnahme der Rauheitsparameter und Fotodokumentation<br />
• Ermittlung der Bemessungsabflüsse durch Erstellung eines Niederschlag-<br />
Abfluss-Modells<br />
• Erstellung des hydraulischen Modells für die eindimensionale stationäre<br />
Berechnung mit dem Programm WSP-ASS von Professor Knauf<br />
• Erstellung eines hydraulischen Modells für eine zweidimensionale instationäre<br />
Berechnung mit dem Programm SOBEK der Firma DelftHydraulics<br />
• Berechnung der Wasserspiegellage mit den ermittelten Abflussscheiteln<br />
des 100-jährlichen Hochwassers<br />
• Verschneidung der ermittelten Wasserspiegellagen mit dem DGM (1D),<br />
Verschneidung erfolgt im 2D-Modell automatisch innerhalb des Berechnungsprogramms<br />
• Ermittlung der Überschwemmungsgebietsgrenzen als manuelle Bearbeitung<br />
der Verschneidung anhand der benetzten Querprofilabschnitte<br />
• Gegebenenfalls lokale Nachvermessung bei großen Ungenauigkeiten des<br />
DGM5 oder bei unsicheren Verschneidungsergebnissen mit geringen<br />
Wassertiefen<br />
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2819-08 <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> Studie<br />
• Erstellung eines Ergebnisberichtes mit den zugehörigen Unterlagen sowie<br />
einer Kartendarstellung für das Überschwemmungsgebiet (Papier und<br />
Datenträger)<br />
2 Beschreibung des Untersuchungsgebietes<br />
Die Stationierung des zu berechnenden Abschnittes des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong>s<br />
beginnt an der Mündung in die Lahe und endet südöstlich der Ortschaft Altenoythe in<br />
der Gemeinde Friesoythe im <strong>Landkreis</strong> <strong>Cloppenburg</strong>. Die Fließrichtung des 5,2 Kilometer<br />
langen Gewässerabschnitts ist überwiegend Nord bwz. Nordwesten. Die größte<br />
Ortschaft im Einzugsgebiet des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong>s ist Altenoythe. Das Gewässer<br />
fließt östlich am Ort vorbei. Das Gewässer wird durch 16 Querbauwerke geleitet,<br />
von denen die meisten Rohrdurchlässe aus Beton sind.<br />
Der <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> ist ein geradlinig verlaufendes Gewässer zur Entwässerung<br />
der landwirtschaftlichen Flächen. Seine Gerinnecharakteristik ist über den gesamten<br />
Verlauf des Berechnungsabschnittes nahezu identisch, was sich in den angesetzten<br />
Gerinnerauheiten widerspiegelt.<br />
Das Einzugsgebiet des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong>s im Kreis <strong>Cloppenburg</strong> liegt fast<br />
gänzlich in der Gemeinde Friesoythe, während kleine Teilflächen im Bereich der Gemeinde<br />
Bösel liegen. Das EZG hat eine Größe von ca. 14,15 km². Durch die Höhendifferenz<br />
von 3 m ergibt sich ein mittleres Gefälle von 0,6 ‰.<br />
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2819-08 <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> Studie<br />
Abbildung 1: Typische Charakteristik des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong><br />
Abbildung 2: Typischer Straßendurchlass <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong><br />
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3 Beitrag von Kommune und unterer Wasserbehörde<br />
4 Hochwasserereignisse<br />
Im Vorfeld wurde von Behörden und im Zuge der Vermessung durch Anlieger von früheren<br />
Hochwasserproblemen im Bereich nördlich und westlich der „Sozialen Arbeitsstätte“<br />
berichtet. Diese sollen aber nach Aussage der Stadt Friesoythe durch den Bau<br />
eines Beckens und einer Pumpe nicht mehr vorhanden sein. Weder Becken noch<br />
Pumpe wurden im Rahmen der ÜSG-Ermittlung angesetzt, da sie nicht die nötigen<br />
Vorraussetzungen erfüllen, um im Rahmen einer HQ100-Berechnung begünstigend auf<br />
das ÜSG einwirken zu können.<br />
5 Vermessung<br />
Die Vermessung der Profile erfolgte als Grundlage für die Durchführung der hydraulischen<br />
Berechnungen des Ist-Zustandes.<br />
Bei der Vermessung wurden im Bereich des Gewässerbettes etwa 554 Vermessungspunkte<br />
nach Lage und Höhe aufgenommen. Zur Erfassung der Geländehöhen im Vorland<br />
wurden Geländepunkte auf Basis des Digitalen Geländemodells DGM 5 ermittelt.<br />
Die zeichnerischen Unterlagen enthalten die technischen Querprofile. Es sind alle aufgemessenen<br />
Querprofile mit Gerinnecharakteristik und Bauwerksabmessungen grafisch<br />
einzusehen.<br />
Die beiliegende CD enthält die Vermessung als GIS-Shape.<br />
5.1 Digitales Geländemodell<br />
Das DGM 5 wird aus Basis-Höhendaten unter Berücksichtigung geomorphologisch<br />
prägnanter Informationen wie Geländekanten in einer standardmäßigen Gitterweite von<br />
5 m x 5 m errechnet. Die Geomorphologie-Informationen sind wesentliche Bestandteile<br />
des DGM 5. Die Genauigkeit beträgt ±0,5 m, dies ist allerdings abhängig von der Art<br />
der Erstellung der DGM-Daten (z.B. Digitalisierung über Orthophotos, Höhenlinien,<br />
Laserscanverfahren).<br />
Das Digitale Geländemodell ist zwingend erforderlich, um eine detaillierte Aussage<br />
über die Größe und Tiefe der Überschwemmungsfläche treffen zu können.<br />
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Das DGM 5 wurde vom NLWKN für den kompletten Untersuchungsbereich zur Verfügung<br />
gestellt.<br />
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6 Hydrologie<br />
6.1 Einzugsgebiet<br />
Das Einzugsgebiet des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong>s umfasst insgesamt<br />
A E = 14,15 km². Die maßgeblichen Zuflüsse sind vereinzelte Gräben der landwirtschaftlichen<br />
Entwässerung und das Entwässerungssystem der Ortschaft Altenoythe.<br />
Die geringe Größe von weniger als 20 km² lässt die Anwendung der Hochwasserbemessungswerte<br />
nach NLÖ [1] nicht zu. Aufgrund der Differenzen der hydraulischen<br />
Leistungsfähigkeit des Gewässers zwischen Unterlauf, Mittellauf und Oberlauf wurde<br />
das Einzugsgebiet anhand der Topographie und anhand der <strong>Graben</strong>verläufe in fünf<br />
Teileinzugsgebiete aufgeteilt um eine sinnvolle Grundlage für die Niederschlag-<br />
Abfluss-Modellierung zu erhalten.<br />
6.2 Niederschlag-Abfluss-Modellierung<br />
Nach DVWK Heft 113 [4] und DVWK Heft 124 [5] wurden folgende Festlegungen und<br />
Annahmen für das Gewässer getroffen. Die Modellierung erfolgt mit dem SCS-<br />
Verfahren. Die Ermittlung der CN-Werte auf Grundlage der Nutzung der Teileinzugsgebiete<br />
ist der Tabelle 1 zu entnehmen. Zur Ermittlung der CN-Werte wird die mittlere<br />
Bodenfeuchteklasse II angesetzt. Über den Kartenserver des LBEG sind einige Bohrprofile<br />
in Einzugsgebiet einzusehen. Im oberen Horizont sind Sande, Feinsande und<br />
Schluffe vorhanden. Daher wird Bodentyp B für ein geringes Versickerungsvermögen<br />
angesetzt. Abbildung 5 zeigt die Aufteilung des Gesamteinzugsgebietes des <strong>Altenoyther</strong><br />
Kämpe <strong>Graben</strong>s in fünf Teileinzugsgebiete.<br />
TEZG Größe max. Höhe min. Höhe Siedlung Acker Wiese / Grünland Wald<br />
NR. [ha] [m+NN] [m+NN] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%] [ha] [%]<br />
CN<br />
1 126 6.0 4.5 3.96 3.14 81.76 64.89 39.15 31.07 1.30 1.03 71.77<br />
2 250 6.4 4.8 10.31 4.12 170.54 68.22 64.59 25.84 4.51 1.80 72.46<br />
3 504 9.5 5.2 61.22 12.15 286.35 56.82 138.34 27.45 18.37 3.64 72.67<br />
4 231 8.0 6.5 58.46 25.31 69.52 30.10 95.57 41.37 7.48 3.24 71.97<br />
5 336 12.2 6.7 39.20 11.67 134.73 40.10 144.24 42.93 18.43 5.49 70.17<br />
Tabelle 1: Hydrologische Kennwerte der Teileinzugsgebiete<br />
Es werden verschiedene 100-jährliche Regendauern nach KOSTRA angesetzt (Abbildung<br />
3), um die maßgebende Belastung zu ermitteln. Die Niederschlagsverteilung erfolgt<br />
nach der vom DVWK [5] empfohlenen Verteilung.<br />
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Abbildung 3: KOSTRA-Daten für den Bereich Friesoythe<br />
Das Niederschlag-Abfluss-Modell wurde mit den Programm TalSim aufgestellt, um<br />
anhand der daraus resultierenden Ganglinien das Überschwemmungsgebiet zu<br />
bestimmen. Die ermittelten Ganglinien sind Abbildung 4 zu entnehmen. Es stehen keine<br />
Pegeldaten oder ähnliche Aufzeichnungen zur Verfügung, so dass die Ergebnisse<br />
lediglich durch die ingenieurtechnische Einschätzung verifiziert werden konnten.<br />
Abflussganglinien T=100, D=6Std<br />
10.00<br />
9.00<br />
Abfluss [m³/s] / Niederschlag [mm]<br />
8.00<br />
7.00<br />
6.00<br />
5.00<br />
4.00<br />
3.00<br />
2.00<br />
TEZG 1<br />
TEZG 2<br />
TEZG 3<br />
TEZG 4<br />
TEZG 5<br />
Zufluss Lahe<br />
Niederschlag<br />
1.00<br />
0.00<br />
21.02.1900 12:00<br />
21.02.1900 00:00<br />
20.02.1900 12:00<br />
20.02.1900 00:00<br />
19.02.1900 12:00<br />
19.02.1900 00:00<br />
18.02.1900 12:00<br />
18.02.1900 00:00<br />
17.02.1900 12:00<br />
Abbildung 4: Ganglinien der NA-Modellierung<br />
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Aufgrund der flachen Geländeneigung ergeben sich relativ niedrige Fließgeschwindigkeiten<br />
für Oberflächen-, Zwischen- und Gerinneabfluss. Bei einer Länge von 5.171 km<br />
simulierter Flusslänge ergäbe sich hier eine Fließzeit von etwa vier Stunden. Bei der<br />
Ermittlung der maßgeblichen Regendauer für das Einzugsgebiet dient dieser Wert als<br />
erster Ansatzpunkt. Die maßgebliche Regendauer erzeugt den für das Gebiet ungünstigsten<br />
Lastfall. Im vorliegenden Fall ist zwar die Regenspende für eine Regendauer<br />
von 4 Stunden recht hoch, aber das Ganglinienvolumen relativ klein. Aus diesem<br />
Grund wurden weitere Regendauern untersucht. Die maßgebende Regendauer ergibt<br />
sich danach zu T = 6 Std. Trotz der im Vergleich zur vierstündigen Regendauer um<br />
12,3 l/s verringerten Regenspende ist das Abflussvolumen aufgrund der längeren Regendauer<br />
hier deutlich größer und somit für die Berechnung maßgeblich.<br />
Die Ergebnisse der NA-Modellierung sind aus der Erfahrung heraus plausibel. Das<br />
Einzugsgebiet des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong>s ist mit 14,15 k² als klein zu betrachten<br />
und befindet sich unterhalb der zulässigen Grenze zur Verwendbarkeit der NLÖ Gleichungen.<br />
Wirklich verlässlich ist die Verwendung des Ansatzes nach NLÖ ohnehin für<br />
kleine Einzugsgebiete erfahrungsgemäß nicht. Die dort angesetzten Abflussspenden in<br />
einer Größenordnung von bis zu 250 l/(s*km²) werden in kleineren Einzugsgebieten<br />
häufig deutlich überschritten. Die Gleichungen sind für deutlich größere Einzugsgebiete<br />
ermittelt worden.<br />
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Abbildung 5: Einzugsgebiet <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong><br />
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7 Hydraulik<br />
7.1 Hydraulisches Modell (1D)<br />
Für die zunächst eindimensionale stationäre Wasserspiegellagenberechnung wurde<br />
das Programm WSP-ASS (Version 3.0d) von Prof. Knauf (FH Darmstadt) verwendet.<br />
Alle Daten werden in einem Datenbanksystem (ACCESS) verwaltet.<br />
Die Berücksichtigung der Rauhigkeit wurde nach dem Manning-Strickler-Ansatz vorgenommen.<br />
Nach BWK-Merkblatt [1] erfolgt die Erhebung der Fließwiderstände bei der<br />
Vermessung/Begehung.<br />
7.1.1 Datenaufbereitung<br />
Für die hydraulische Berechnung ist zunächst eine Aufbereitung der aus der Vermessung<br />
gewonnenen Daten erforderlich. Hierbei muss die nicht zu vermeidende Abweichung<br />
der Profildaten von der Profilspur, die durch die natürliche Streuung bzw. die<br />
bereichsweise Unzugänglichkeit durch eine Projektion der vermessenen Punkte auf die<br />
Profilspur ausgeglichen werden. Dies ist notwendig, da es andernfalls zu falschen<br />
Durchflussbreiten und somit auch zu falschen Wasserständen kommen kann. Für Profile<br />
mit abgeknicktem Verlauf muss die Projektion der Profilpunkte abschnittsweise für<br />
jedes Teilprofil erfolgen, da es ansonsten zu extremen Abweichungen kommen kann.<br />
Die Aufbereitung erfolgt über Skript-Funktionen im GIS-Programm ArcView.<br />
7.1.2 Anfangsbedingung<br />
Für die Anfangsbedingung der Berechnung wurde kein Wasserspiegel der Lahe im<br />
Übergangsbereich zur <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> vorgegeben. Der Anfangswasserspiegel<br />
wurde anhand eines Längsschnittes mit etwa parallelen WSP- und Sohllinien,<br />
angesetzt.<br />
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7.1.3 Hydraulische Kennwerte<br />
In der folgenden Tabelle sind die Manning-Strickler-Beiwerte angegeben, die für das hydraulische Modell angesetzt wurden.<br />
k st -Wert Oberflächenstruktur k st -Wert Oberflächenstruktur k st -Wert Oberflächenstruktur k st -Wert Oberflächenstruktur<br />
[m^0.33/s] natürliche Gewässer [m^0.33/s] ausgebaute, künstl. Gerinne [m^0.33/s] Vorländer [m^0.33/s] Flusslandschaften / Mäander<br />
80,0 glatt 95,0 Stahl, Zementputz geglättet, Fliesen 40,0 Rasen 40,0 Rasen<br />
57,5 Feinsand, Schlamm 90,0 Holz, ungehobelt 30,0 Gras, Acker ohne Bewuchs 30,0 Wiese, Einzelbewuchs<br />
52,5 Sand oder Feinkies 75,0 Beton, glatt, Asphaltbeton, Klinker, sorgfältig verfugt 27,0 Waldboden 27,0 Waldboden<br />
50,0 Feinkies 70,0 Ziegelmauerwerk, Rauputz, Verbundpflaster 25,0 Wiese, felsiger Waldboden 25,0 Wiese, felsiger Waldboden<br />
40,0 mittlerer Kies 60,0 Beton rau, glatte Bruchsteine 24,0 Gras mit Stauden 24,0 Gras mit Stauden<br />
35,0<br />
Schotter, mittlerer Grobkies,<br />
verkrautete Erdkanäle<br />
50,0 Pflaster, ARMCO-Profile 22,0 Krautiger Bewuchs 22,0 Krautiger Bewuchs<br />
33,0 Lehm, Wasserpflanzen 48,0 Beton mit Fugen, grobes Bruchsteinmauerwerk 20,0 Acker mit Kulturen 20,0 Acker mit Kulturen<br />
30,0 Bach, Böschung unregelmäßig 40,0 Natursteine rau 15,0 Unregelmäßiges Vorland 15,0 Unregelmäßiges Vorland<br />
27,5 Kiesanlandung, Wurzelgeflecht 35,0 Spundwände 12,0 Sehr unregelmäßiges Vorland 12,0 Sehr unregelmäßiges Vorland<br />
25,0 Grobe Steine, Geröllanlandung 30,0 Schotter, Steinschüttung, Rasengittersteine 5,0 Buhnenfelder<br />
22,5 Unregelmäßige Erdkanäle 25,0 Grobe Steinschüttung<br />
20,0 Fels, Geröll 23,5 Steinschüttung mit Krautbewuchs<br />
15,0 Wildbach mit Felsbrocken 15,0 Raue Sohlrampe<br />
12,0 Wildbach mit sehr groben Steinen<br />
10,0 Felsenmeer<br />
Tabelle 2:<br />
Übersicht der Manning-Strickler-Beiwerte<br />
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7.1.4 Modellkalibrierung<br />
Die Modellkalibrierung konnte nicht anhand von Pegeldaten durchgeführt werden, weil<br />
am <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> kein Pegel betrieben wird.<br />
7.1.5 Ergebnisse<br />
Im Bereich der Ortschaft Altenoythe zeigte die Simulation Überschwemmungsflächen<br />
bis in das Siedlungsgebiet hinein. Aufgrund des Rechenansatzes als stationäre, eindimensionale<br />
Simulation errechneten sich hier jedoch in den überschwemmten Gebieten,<br />
im Vergleich zum Regenereignis und zur relativ kleinen Einzugsgebietsgröße, ein<br />
augenscheinlich zu großes Wasservolumen und somit vermutlich auch zu große Überschwemmungsgebiete.<br />
Des Weiteren konnten mit dieser Rechenmethode nicht alle Vorlandfließwege eindeutig<br />
identifiziert werden.<br />
Der Vollständigkeit halber sind die Ergebnisse der Berechnung den Anlagen zu entnehmen.<br />
Erfahrungsgemäß sind zudem einige Straßenhöhen, insbesondere in ländlicheren Gebieten,<br />
oft deutlich höher als das umliegende Gelände. Dies ist meist nicht exakt im<br />
digitalen Geländemodell abgebildet. Darum musste hier Abschnittsweise nachvermessen<br />
werden.<br />
Aus diesen Gründen wurde in Absprache mit dem NLWKN eine Nachvermessung<br />
durchgeführt und ein zweidimensionales instationäres hydraulisches Modell aufgebaut.<br />
7.2 Hydraulisches Modell (2D)<br />
7.2.1 Hydraulisches Modell<br />
Die Wasserspiegellagenberechnung wurde unter Verwendung des ein- sowie zweidimensionalen<br />
Moduls des Berechnungsprogramms SOBEK der Firma Delft Hydraulics /<br />
NL durchgeführt.<br />
Durch die Kopplung der 1D- an die 2D-Berechnungen erfolgt die Ermittlung der Überschwemmungsflächen.<br />
An Stellen, wo der Wasserstand die anstehende Geländehöhe<br />
überschreitet, wird ein Teilabfluss an das Vorlandabflussmodell (2D-Modell) abgege-<br />
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ben und fließt nach Richtung des hydraulischen Gefälles in die angrenzenden Rasterflächen.<br />
Die Berechnung erfolgte instationär mit den Abflussganglinien der N-A-Modellierung.<br />
7.2.2 Nachvermessung<br />
Im August 2010 wurde auf Grundlage der Ergebnisse der 1D-Simulation und im Mündungsbereich<br />
des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong>s in die Lahe auf Anregung des NLWKN<br />
eine Nachvermessung einiger Bereiche und Straßenzüge durchgeführt und eingepflegt<br />
(Abbildung 6 / rote Bereiche).<br />
• „<strong>Altenoyther</strong> Straße“ oberhalb des Profils 5+171 bis zur Bebauungsgrenze<br />
• Davon abgehend nach Norden die Höhen der Grundstücke am Bebauungsrand<br />
parallel zum Gewässer<br />
• Die Straße „In den Kämpen“ senkrecht zum Gewässer vom Bauwerk bei km<br />
4+560 bis oberhalb der Beckenstandorte<br />
• Hier Anschluss an die nach Süden verlaufende Straße „Schmaler Damm“<br />
Der NLWKN hat ergänzend hierzu im Oktober 2010 noch Vermessungen im Bereich<br />
„Röbkendamm“ (Fluss-km 2.+500 bis ~3+000) und „Zu den Kämpen“ (Fluss-km<br />
~2+500) durchgeführt.<br />
Des Weiteren wurden in der 47./48. KW noch Vermessungsdaten aus den Neubaugebieten<br />
Altenoythes westlich „Schmaler Damm“ eingearbeitet. Diese wurden von der<br />
Stadt Friesoythe zur Verfügung gestellt.<br />
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2819-08 <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> Studie<br />
<strong>Altenoyther</strong> Kämpe<br />
<strong>Graben</strong><br />
Ortslage Altenoythe<br />
Abbildung 6: Nachvermessungsbereiche am <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong><br />
7.2.3 Datengrundlage<br />
Der Berechnung liegt das gleiche digitale Geländemodell (DGM) wie in Kapitel 5.1 beschrieben<br />
zu Grunde. Dieses wurde um die Ergebnisse der Nachvermessungsarbeiten<br />
ergänzt.<br />
Die Rauheitsbeiwerte im Gerinne wurden entsprechend der 1D-Gerinneberechnung<br />
angesetzt.<br />
Die Festlegung der Rauheitsbeiwerte der 2D-Vorlandabflussberechnung erfolgte anhand<br />
der Nutzungskartierung im GIS (Abbildung 7).<br />
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NLWKN Betriebsstelle <strong>Cloppenburg</strong><br />
2819-08 <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> Studie<br />
Abbildung 7: Geländenutzungsarten im Einzugsgebiet des <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong>s<br />
7.2.4 Anfangsbedingungen<br />
Für die Durchführung der modelltechnischen Simulation müssen Anfangsbedingungen<br />
an den Modellrändern gesetzt werden. Dazu wird am oberen Modellrand (Station<br />
5+171) eine Anfangsbedingung in Form eines Zuflusses sowie am unteren Modellrand<br />
(Mündung) ein Wasserstand vorgegeben. Zusätzlich werden die unter 6.2 genannten<br />
Zuflussganglinien entlang des simulierten Gewässerverlaufes zugeführt. Der Wasserstand<br />
am unteren Modellrand (Mündung Lahe) wurde analog zur 1D-Berechnung angesetzt.<br />
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Die Spitzenabflusswerte aus den einzelnen Teileinzugsgebieten (Abbildung 5) sowie<br />
die Abflusssumme in m³/s am Modellende (Mündung in die Lahe) sind analog zu Abbildung<br />
3 der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen.<br />
Tabelle 3: Spitzenabflüsse der Teileinzugsgebiete (TEZG) in m³/s<br />
Spitzenabfluss<br />
in m³/s<br />
TEZG1 TEZG2 TEZG3 TEZG4 TEZG5 Summe<br />
0.75 1.38 2.78 2.04 2.25 9.20<br />
7.2.5 Ergebnisse<br />
Die hydraulischen Berechnungen wurden für ein 100-jährliches Hochwasser durchgeführt.<br />
Die Ermittlung des Überschwemmungsgebietes erfolgte mit einem 5 m x 5 m -Raster.<br />
Mit Hilfe der zweidimensionalen instationären Berechnung in Kombination mit der Einarbeitung<br />
aktueller örtlicher Geländehöhen konnte ein im Vergleich zur eindimensionalen,<br />
stationären Wasserspiegellagenberechnung realistischeres Bild der sich für den<br />
Bemessungsfall ergebenden Überschwemmungsgebiete erzeugt werden. Diese sind<br />
im Vergleich in ihrer Ausprägung deutlich geringer und in Bezug auf die Wasservolumina<br />
plausibler.<br />
Des Weiteren konnten die tatsächlich vorhandenen Fließwege im Vorlandbereich identifiziert<br />
werden.<br />
In Folge des HQ100-Abflusses sind entlang des Gewässers vorwiegend landwirtschaftlich<br />
genutzte Flächen und sonstige Grünlandbereiche von Überschwemmung betroffen.<br />
Im Bereich der Ortslage Altenoythe reichen die Überschwemmungsflächen bis an die<br />
Ortslage heran, wobei auch einige wenige Gebäude nördlich „In den Kämpen“ oder<br />
auch östlich „Zu den Kämpen“ zumindest teilweise im ÜSG liegen.<br />
Nachvermessung und Berechnung haben gezeigt, dass die Grundstücke „Im Schoole“<br />
überwiegend oberhalb des maximalen Wasserstandes liegen.<br />
Die Ergebnisse der Überschwemmungsgebietsberechnung in Form von Überschwemmungsgebietsausdehnung<br />
detailliert den Plänen der Anlage zu entnehmen.<br />
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8 Zusammenfassung<br />
Für die <strong>Altenoyther</strong> Kämpe <strong>Graben</strong> im Bereich der hydrologischen Landschaft Dwergter<br />
Geest, im <strong>Landkreis</strong> <strong>Cloppenburg</strong>, war die hydraulische Berechnung für ein 100-<br />
jährliches Hochwasser durchzuführen.<br />
Voraussetzung dieser Berechnung war die realitätsnahe Abbildung des vorhandenen<br />
Gewässersystems. Dafür war es notwendig das gesamte Gewässer mit seinen Bauwerken<br />
vermessungstechnisch aufzunehmen. Gleichzeitig erfolgte die Wahl der für die<br />
Gewässerabschnitte charakteristischen Rauheitswerte. Die Geländedarstellung des<br />
Vorlandbereiches erfolgte mittels eines durch den NLWKN zur Verfügung gestellten<br />
digitalen Geländemodells (DGM) mit einer Rastergröße von 5 m x 5 m. Die Zuflüsse in<br />
das Modell wurden auf Basis einer NA-Modellierung ermittelt.<br />
Der Modellaufbau und die anschließende Berechnung erfolgte mit dem<br />
1D/2D-Programm SOBEK der Firma Delft Hydraulics aus den Niederlanden.<br />
Die Ergebnisse der Überschwemmungsgebietsberechnung in Form von Überschwemmungsgebietsausdehnung<br />
sind in den Arbeitskarten im Maßstab 1 : 5.000 dargestellt.<br />
Eine Übersicht bietet der Übersichtslageplan im Maßstab 1 : 20.000.<br />
Aufgestellt:<br />
Hildesheim, 10.12.2010<br />
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9 Quellenverzeichnis<br />
[1] Hrsg. NLÖ:<br />
Niedersächsisches Landesamt für Ökologie: Hochwasserbemessungswerte für<br />
die Fließgewässer in Niedersachsen<br />
Hildesheim April 2003<br />
[2] Hrsg. BWK<br />
Merkblatt 1/BWK: Hydraulische Berechnung von naturnahen Fließgewässern –<br />
Teil 1 Stationäre Berechnung der Wasserspiegellinie unter besonderer Berücksichtigung<br />
von Bewuchs- und Bauwerkseinflüssen.<br />
Düsseldorf: September 1999<br />
[3] PSW – Programm Service Wasserwirtschaft, Knauf, D.:<br />
Anwenderbeschreibung HYDRA – WSP-PC: Wasserspiegellagenberechnung<br />
für gegliederte Flussprofile mit Vorländern und durchströmtem Bewuchs.<br />
Darmstadt<br />
[4] DVWK 113/1984, Verlag Paul Parey:<br />
Arbeitsanleitung zur Anwendung von Niederschlag-Abfluss-Modellen,<br />
Teil II Synthese<br />
[5] DVWK 124/1985, Verlag Paul Parey:<br />
Niederschlag – Starkregenauswertung nach Wiederkehrzeit und Dauer<br />
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