Technischer Hochwasserschutz Talsperren

Der Wasserrückhalt in Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken ist ein wesentlicher Baustein des technischen Hochwasserschutzes. Die Thüringer Fernwasserversorgung betreibt als Dienstleister für den Freistaat Thüringen 20 Hochwasserrückhaltebecken aller Größenordnungen mit einem gewöhnlichen Hochwasserrückhalteraum von insgesamt 29,31 Mio. m3. Neben den Hochwasserrückhaltebecken leisten auch die Trinkwasser- und Brauchwassertalsperren durch das Vorhalten von Hochwasserrückhalteräumen einen bedeutenden Beitrag zum Hochwasserschutz.

Thüringen ist ein Hochwasserentstehungsgebiet und setzt beim Hochwasserschutz auf eine Kombination von:

  • aktivem technischen Hochwasserschutz durch Hochwasserrückhaltebecken und Talsperren sowie Hochwasserpolder, Deiche, Flutkanäle und -mulden oder mobile Hochwasserschutzeinrichtungen sowie
  • Flächenvorsorge (Schaffung von Überschwemmungsflächen, Gewässerrenaturierung, Oberflächenentsieglung und Landschaftsgestaltung)

Oberste Priorität hat die Rückhaltung des Wassers an sich. Dies soll durch die Kombination verschiedener Hochwasserschutzmaßnahmen gewährleistet werden.

Da auch der beste Hochwasserschutz, sei er technischer oder naturnaher Art, nicht verhindern kann, dass Wetterereignisse zu Überschwemmungen führen, hat der Freistaat auch umfangreiche Maßnahmen zur Hochwasservorsorge vorgesehen, wie die Hochwasserraktionspläne oder den Hochwasserwarn- und meldedienst.

Hochwasserentstehung und -gefahren im oberen Werratal
Hochwasser in Themar (Dezember 1967)

Fließgewässer werden durch Niederschläge gespeist. Wenn es regnet, fließt das Wasser zum nächsten Bach oder Fluss, wo es abläuft. Bei andauernden oder starken Niederschlägen ist der Boden gesättigt und die Flüsse schwellen an, bis sie über die Ufer treten. Spätestens dann spricht man von Hochwasser.

Das Werragebiet wird häufig von Hochwasserereignissen heimgesucht, von denen eine Vielzahl zu Schadwirkungen und zum Teil zu beträchtlichen wirtschaftlichen Verlusten führten. Laut Chronik der Stadt Meiningen sind in den Jahren 1342, 1763, 1846, 1870 und 1890 extreme Hochwasser aufgetreten.

Winterhochwässer entstehen aus der Schneeschmelze verbunden mit Stauregen und dem Durchzug von warmer, feuchter Meeresluft. Dieser im gesamten Einzugsgebiet der Werra gleichzeitig ablaufende Vorgang führt zu einer Überlagerung der Hochwasserwellen mehrerer Flüsse. Die weitaus selteneren und weniger starken Sommerhochwässer sind meist auf örtliche Starkniederschläge zurückzuführen. Aufgrund des Gefälles im Relief Thüringens geht die Entwicklung und der Ablauf der Hochwasserwellen rapide vonstatten. Die Fließzeit vom oberen Thüringer Wald bis nach Meiningen beträgt etwa 16 Stunden, wo sich die Hochwasserwelle annähernd voll entwickelt hat.

Wirkung der Stauanlagen Ratscher, Grimmelshausen und Schönbrunn bei Hochwasser

Ein wichtiger Bestandteil des aktiven Hochwasserschutzes bildet die Erstellung und die Umsetzung der Hochwasserschutzkonzepte durch das Land Thüringen. In Südthüringen leistet die Thüringer Fernwasserversorgung einen wichtigen Beitrag zum aktiven Hochwasserschutz durch den Betrieb der Hochwasserrückhaltebecken Ratscher und Grimmelshausen sowie der Talsperre Schönbrunn. An diesen Stauanlagen wird je nach Jahreszeit und Schneerücklage ein Hochwasserrückhalteraum von bis zu 13,6 Mio. m³ frei gehalten. Die Steuerung der Anlagen unterliegt streng vorgegebenen wasserwirtschaftlichen Betriebsregeln.

Durch diese Steuerung werden drei Ziele verfolgt:

  • Deutliche Abminderung von Durchfluss und Wasserstand im Unterlauf, dadurch geringeres Schadenspotenzial
  • zeitliche Verzögerung des Auftretens des Hochwasserscheitels im Unterlauf
  • Vermeidung einer Überlagerung der Hochwasserwellen von Werra, Schleuse, Nahe und Hasel

Die folgende Grafik verdeutlicht am Beispiel des Hochwasserrückhaltebeckens Grimmelshausen, wie gut die ersten beiden Ziele beim Hochwasser 2003 erreicht wurden.

Aus der Stauanlage wird mit Beginn des Hochwassers, so viel Wasser abgelassen, dass die Abgabe an den natürlichen Flusslauf auf einen schadfreien Wert begrenzt wird. Der vorhandene Freiraum wird genutzt um die überschüssigen und schadbringenden Wassermassen aufzufangen und zwischen zu speichern. Hierdurch werden die Bereiche unterhalb der Stauanlage geschützt.

Auch Stauanlagen bieten keinen unbegrenzten Schutz. Mit Erreichen des Vollstaus ist die Hochwasserschutzwirkung der Stauanlage fast komplett ausgeschöpft. Das heißt, dass der Zufluss zur Stauanlage nahezu unverändert an den Unterlauf abgegeben wird. Vor diesem verbleibendem Risiko müssen sich die Bürger angemessen und eigenverantwortlich schützen. Entgegen teilweise verbreiteter Meinungen findet auch nach Erreichen des Vollstaus ein Leer- oder Ablassen der Stauanlagen definitiv nicht statt.

Hochwasserentstehungen und -gefahren im Unstrut-Helme Gebiet

Das Hochwasserrückhaltebecken Straußfurt besitzt aufgrund seines gewöhnlichen Hochwasserrückhalteraumes von 18,64 Mio. m³ sowie der Verbundwirkung mit dem Hochwasserrückhaltebecken Kelbra (Talsperrenbetrieb Sachsen-Anhalt) überregionale Bedeutung für den Hochwasserschutz im gesamten Unstrut-Helme-Gebiet bis hin zum Flussgebiet der Saale.

Das Hochwasserrückhaltebecken Straußfurt wurde im Zeitraum 1952 bis 1960 errichtet. Zwischen 1980 und 1988 erfolgten umfangreiche bauliche Veränderungen zur Einrichtung eines Teildauerstaus. Das Absperrbauwerk besteht aus einem circa 9 m hohen Staudamm mit einer Länge von rund 1.850 m. Auf etwa halber Länge quert das Gewässer Unstrut den Staudamm in einem Betonbauwerk. Hier werden die dem Hochwasserrückhaltebecken zufließenden Wassermengen im Hochwasserfall mittels vier Doppelhakenschützen auf einen maximalen Abfluss von bis zu 100 Kubikmeter pro Sekunde begrenzt, um Schäden unterhalb der Stauanlage zu vermeiden. Die darüber hinaus zufließenden Wassermengen werden im Stauraum zurückgehalten. Ist der Stauraum gefüllt, erfolgt eine Entlastung über die 270 m lange Hochwasserentlastungsanlage an der linken Dammschulter. Die Wassermengen strömen dann über das luftseitige Dammvorland ab.

Bei den Hochwässern 1961, 1981, 1994, 2003 und 2013 mit Zuflüssen von bis zu 280 m³ pro Sekunde konnten durch den dafür in der Betriebsvorschrift festgelegten Betrieb des Hochwasserrückhaltebeckens Straußfurt die Schäden in und an der Unstrut sowie an Siedlungen und Infrastrukturanlagen auf ein Minimum reduziert werden.

Wirkungsweise des Hochwasserrückhaltebeckens Straußfurt bei Hochwasser

Ganglinien des Gesamtzuflusses zum, der Gesamtabgabe aus dem und Stauinhalt des Hochwasserrückhaltebeckens Straußfurt für den Zeitraum 18.05. bis 11.06.2013

Die Abbildung verdeutlicht die Wirkungsweise des Hochwasserrückhaltebeckens Straußfurt. Zu Beginn des Hochwassers vom Mai/Juni 2013 befand sich das Hochwasserrückhaltebecken Straußfurt im üblichen Teildauerstau, so dass für den Hochwasserrückhalt ein gewöhnlicher Hochwasserrückhalteraum von 14 Mio. m³ zur Verfügung stand.

Die Regelabgabe im Hochwasserfall beträgt 40 m³/s. Nach dem kleinen Einstau am 18./19. Mai 2013 erfolgte im Rahmen des Betriebsplans eine Absenkung auf 3,5 Mio. m³ womit der Freiraum bis zum Vollstau nochmals um 1,1 Mio. m³ auf 15,1 Mio. m³ erhöht werden konnte.

Der erste Zuflussscheitel (26./27. Mai) wurde von circa 160 m³/s im Zufluss auf 40 m³/s in der Abgabe reduziert. Infolgedessen wurde am 29. Mai ein erstes Maximum des Stauinhaltes von 13,2 Mio. m³ erreicht. Die Abgabe an den Unterlauf wurde zwischen dem 28. und 31. Mai durch behördliche Steueranweisungen der TLUG in mehreren Schritten von 40 auf 100 m³/s erhöht. Durch die daraus resultierende Zwischenentlastung konnte vor Auflaufen der zweiten Hochwasserwelle eine Absenkung auf 9,9 Mio. m³ am Morgen des 31. Mai erreicht werden. Die Hauptwelle mit Doppelscheitel am 31. Mai/1. Juni brachte berechnete (Summe des Abflusses an den Pegeln Erfurt-Möbisburg und Nägelstedt zuzüglich 20 Prozent um das Zwischengebiet zu berücksichtigen) Zuflusswerte von circa 250 – 260 m³/s mit dem daraus resultierenden raschen Wiederanstieg des Stauspiegels. Der Vollstau wurde am 2. Juni um 03:00 Uhr erreicht, also etwa 12 Stunden nach Scheiteldurchgang. Die Hochwasserentlastungsanlage ging planmäßig in Betrieb und funktionierte durchgängig ordnungsgemäß. Durch Gegensteuerung der Schütztafeln am Abschlussbauwerk konnten mit Bezug auf den Hilfspegel Wundersleben die vorgegeben 100 m³/s eingehalten werden. Im Maximalzustand wurde die Hochwasserentlastung mit 18 cm (entspricht 5,18 m Beckenpegel) überströmt, der Stauinhalt betrug 20,071 Mio. m³, das heißt der außergewöhnliche Hochwasserrückhalteraum wurde mit 1,428 Mio. m³ in Anspruch genommen.

Der Abstau des Hochwasserrückhaltebeckens Straußfurt begann bereits am 3. Juni, zunächst mit 100 m³/s und wurde am 26. Juni mit Abschaltung des Schöpfwerkes Henschleben II und Wiedereinstellung des Sommerstauziels abgeschlossen.

Obwohl der Zuflussscheitel zum Hochwasserrückhaltebecken Straußfurt am 1. Juni mehr als 250 m³/s erreichte, konnte die maximale Abgabe auf 100 m³/s begrenzt werden. Die Scheitelkappung betrug demnach etwa 150 m³/s, entsprechend 60 Prozent des Gesamtzuflusses. Dadurch konnten erhebliche Schäden im Unterlauf verhindert werden.

Hochwasserrückhaltebecken im Überblick

Hochwasserrückhaltebecken