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Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie

Starkregen-Gefahrenkarten für hessische Kommunen

In Orten mit einer größeren bebauten Fläche reichen die Fließpfadkarten zur Gefahrenabschätzung nicht mehr aus. Hier müssen neben der Topographie und der Landnutzung (z. B. Waldgebiet, landwirtschaftliche Fläche oder Straße) auch Senken oder Gräben, in denen das Wasser zusammenfließt, sowie kleinräumige Strukturen (z.B. Gartenmauern) die den Oberflächenabfluss beeinflussen, berücksichtigt werden.

Starkregen-Gefahrenkarten sind für Planungen in kritischen Gebieten sowie für mittlere und große Kommunen erforderlich. Diese Karten werden durch Ingenieurbüros auf der Basis von detaillierten hydraulischen Simulationen erstellt. Sie stellen zusätzlich zu den Fließwegen auch Senken dar, in denen sich Wasser sammeln kann und die Wassertiefe, die bei einem angenommenen Starkregenereignis entstehen kann. In den Starkregen-Gefahrenkarten können auch die Kanalnetzte mitsimuliert werden. Zudem werden kleinere Hindernisse wie Bordsteinkanten, Gartenmauern oder Einfahrten berücksichtigt. Mit einer Starkregen-Gefahrenkarte erfahren Sie genau, wo sich das Wasser im Fall eines Starkregen-Ereignisses in Ihrer Kommune sammeln würde und welche Gebäude oder Infrastrukturen besonders gefährdet sind.

Für die Starkregen-Gefahrenkarten werden hochaufgelöste (1 m²) hydraulische Simulationen von Abfluss nach Starkregen (zweidimensional, instationär) durchgeführt. In diese Simulationen gehen folgende Daten ein:

  • Die Topographie (viel genauer aufgelöst als für die Fließpfadkarten),
  • der Niederschlag und
  • Bauwerke (z.B. Brücken, Mauern, Gräben und Durchlässe).

Bisher wird zur Simulation des Niederschlagsabflusses meist gleichmäßiger Regen über der ganzen Fläche angenommen. Regenmessungen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) mit RADAR zeigen aber, dass dies gerade für Starkregenereignisse sehr unrealistisch ist. Meist regnet es an einer Stelle viel mehr als wenige Kilometer oder gar Meter entfernt. Der Regen fällt auch nicht die ganze Zeit gleichmäßig (z.B. 20 Minuten lang), sondern in Schauern; dazwischen gibt es Phasen, wo es nur wenig regnet. Deswegen wurden im Projekt Methoden entwickelt, die es ermöglichen, real gemessene Starkregenverteilungen aus Radardaten für die Simulation zu verwenden.

Diese Daten und Methoden sollen in Hessen zukünftig in Starkregen-Gefahrenkarten einfließen. Um dies zu erleichtern, wurden Hilfestellungen zur Nutzung von Radar-Niederschlagsdaten erarbeitet:

  • Routinen zum Einlesen von Radardaten in GIS-Anwendungen sowie
  • Radardaten vergangener Niederschlagsereignisse, die auch über Gebieten verwendet werden können, die topographisch ähnlich zum tatsächlichen Ort des Ereignisses sind.

Die Modelle, mit denen der Abfluss nach einem Starkregenereignis simuliert wird, sind aus Modellen für Flusshochwasser entstanden. Bei einem Flusshochwasser fließt das Wasser typischerweise über eine flache Wiese oder Aue und steht oft mehrere Zentimeter bis sogar Meter tief. Bei Starkregen, vor allem wenn er auf einen Hang fällt, ist die Situation aber ganz anders: Das Wasser fließt in einem relativ dünnen Film sehr schnell den Hang hinunter. Dies ist in den Modellen bisher nicht angemessen berücksichtigt.

Mit Hilfe einer Kipprinne wurde im Projekt das Abflussverhalten von Regenwasser bei kurzzeitigen intensiven Starkregen am Hang untersucht. Um den Einfluss der Rauigkeit des Untergrundes zu untersuchen, wurden die Versuche mit glattem Boden, mit Asphalt-Struktur und mit Kunstrasen durchgeführt. Dabei zeigte sich, dass die bisher verwendeten Abschätzungen für die Rauigkeit des Untergrundes nicht geeignet sind, um Starkregenabfluss am Hang darzustellen.

Auch wenn im Projekt noch keine optimale Lösung für dieses Problem entwickelt werden konnte, gibt es immerhin eine erste Verbesserung der Modellgleichungen, die vom Wasserbaulabor der Hochschule RheinMain entwickelt wurde und online kostenfrei abgerufen werden kann. Für eine endgültige Lösung ist derzeit noch weitere Forschung nötig.

Zunächst sollte anhand der hessenweiten Starkregen-Hinweiskarte eine Ersteinschätzung der Gefährdung der Kommune erfolgen.

Wenn Ihre Kommune in der Starkregen-Hinweiskarte entweder einen erhöhten Starkregen-Index (orange, rot, lila) oder einen erhöhten Vulnerabilitäts-Index (graue oder schwarze Umrandung) aufweist, wird die Erstellung einer Starkregen-Gefahrenkarte empfohlen.

Die Kommunen sollten bei einer Beauftragung einer Starkregen-Gefahrenkarte durch ein Ingenieurbüro in der Ausschreibung die Verwendung der neuen Radardaten und der verbesserten Modellgleichungen fordern. Beide Produkte stehen allen Ingenieurbüros frei zur Verfügung, durch diese Festsetzung wird der Bewerberkreis nicht eingeschränkt.

Die Erstellung von Starkregen-Gefahrenkarten (und auch die Umsetzung von Schutzmaßnahmen gegen Starkregenschäden) wird durch das Land Hessen finanziell unterstützt. Mitgliedskommunen bei „Hessen aktiv: Die Klima-Kommunen“ können Fördersätze von bis zu 90 Prozent erhalten - alle anderen bis zu 70 Prozent.