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TP 3.3: Hochwassermanagement

Im Teilprojekt 3.3 erfolgt eine Entwicklung von Anpassungsstrategien für die Talsperrenbewirtschaftung unter zukünftigem Klima. Das aktivierbare Potenzial vorliegender Hochwasserschutzeinrichtungen (Talsperren, Polder) wird identifiziert, und es wird der Bedarf zusätzlicher Schutzmaßnahmen aufgezeigt.

Im Rahmen des Teilprojekts wurden die Harztalsperren und ihre Steuerung in das Modell PANTA RHEI implementiert. Hierfür wurden die der Steuerung zu Grunde liegenden Lamellenpläne so in das Modell integriert, dass monatlich variable Abgaben aus einer Lamelle möglich sind. Dies erlaubt auch die Wiedergabe komplexer Lamellenpläne wie beispielsweise der der Innerste- und Okertalsperre.

Abb. 1: Berechnete und beobachtete Abgaben der Sösetalsperre im Jahr 2007

Eine genaue Übereinstimmung von gemessenen und berechneten Abgaben ist nicht möglich, da die tatsächliche Steuerung einer Sperre auf Erfahrung basierende Ermessensspielräume enthält, die die Lamellenpläne nicht kennen. Die Ergebnisse des Modells sind jedoch sehr robust: Abbildung 1 zeigt gemessene und berechnete Abgaben für die Sösetalsperre im Jahr 2007. Da in diesem Jahr die Hochwasserentlastung erneuert wurde, galt ein besonderer Betriebsplan mit vergrößertem Hochwasserschutzraum, der in das Modell jedoch nicht im implementiert wurde. Der berechnete Talsperreninhalt ist folglich größer als der beobachtete. Große Abgaben werden später berechnet als sie tatsächlich vorgenommen wurden. Die Spitzenabgabe wird dennoch auf ca. 2 m³/s genau getroffen. Auch die kumulierte Abgabe stimmt gut mit den beobachteten Werten überein.

Für die Abschätzung des Klimawandel-Einflusses wurden Berechnungen mit WETTREG 2006 durchgeführt. Die Abbildung 2 vergleicht die Änderung der Hochwassergefährdung in Osterode mit der Änderung der Energieerzeugung der Söse-Talsperre für die nahe (2021-2050) und ferne (2071-2100) Zukunft. Eine Erhöhung der Hochwassergefährdung deutet sich in der Zunahme des hundertjährlichen Abflusses HQ100 von 67 m³/s auf 78 m³/s für die nahe bzw. 80 m³/s für die ferne Zukunft an. In der höheren Standardabweichung drückt sich eine größere Unsicherheit des HQ100-Abflusses aus.

Abb. 2: Vergleich  der Änderung der Hochwassergefährdung in Osterode mit der Änderung der Energieerzeugung der Söse-Talsperre für die nahe (2021-2050) und ferne (2071-2100) Zukunft.

Das erhöhte Wasserdargebot eröffnet auch neue Möglichkeiten in der Talsperren-bewirtschaftung. Dabei lässt sich Trinkwasser regional, Energie hingegen international vermarkten. Jede zusätzliche erzeugte Kilowattstunde kann abgesetzt werden. Die rechte Seite der Abbildung 2 zeigt daher die mit den WETTREG-Daten berechnete Energieerzeugung. Danach ist eine Erhöhung sowohl für die nahe als auch die ferne Zukunft zu erwarten. Die konstante Standardabweichung zeigt, dass die Unsicherheit hier durch die Hochwasserturbine dominiert wird, die durch ihren Intervallbetrieb für eine hohe Variabilität der Energieerzeugung sorgt.

 

Leitung: Prof. Dr.-Ing. G. Meon
Bearbeiter: Dipl.-Ing. M. Gocht
Leichtweiß-Institut
TU Braunschweig

KLIFWA/TP 3.3