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EU-Initiative COST C22 “Urban Flood Management”
Dutch Program „Living with Water“
Flächen- und Katastrophenmanagement
überschwemmungsgefährdeter städtischer Gebiete
als Konsequenz auf eine Risikozunahme durch Klimaänderung
Partner:
Prof. Dr.-Ing. E. Pasche
Juniorprof. Dr.-In.g N. Lieberman
Prof. Dr.-Ing. Knieling
Dr.-Ing. Kaj Lippert
Assoziierte Partner
(D):
Prof. Jörn Walter
Hans-Joachim Hinz
Assoziierte Partner
(EU):
Chris Zevenbergen
Freie und Hansestadt Hamburg
Dr. Toon Segeren
WL Delft Hydrauliccs NL
Ellen Kelder
City of Dordrecht NL
Peter Borrows
Environmental Agency UK
Klimaänderung
Temperaturanstieg
2
Klimaänderung
und deren Auswirkungen
3
Klimaänderung
Zunahme der Sturmfluten
4
Klimaänderung
Meeresspiegelanstieg
Scenario study for the German North Sea coast – prediction for 2050
Sea level
rise
Tidal
fluctuation
Storm
surge
5 % increase
of intensity
10 % increase
of intensity
Precipitation
8 % increase
of intensity
15 % increase
of intensity
5
Zielsetzung
Kritische Überprüfung der bestehenden Hochwasserschutzpraxis in
Stadtgebieten der Küstenregion
Bewertung des Restrisikos und der Verwundbarkeit bei extremen
Hochwassern (Hochwasser über Bemessungshochwasser)
Entwicklung neuer Konzepte des Hochwasserrisiko-Managements
hinter den Deichen
6
Hochwasserrisiko durch Sturmfluten
Stadt Hamburg
In the urban areas protected by flood defence structures …
Live more than 180.000 citizens
are more than 140.000 jobs
Is the damage more than 10 bill. €
7
Traditioneller
Hochwasserschutz
Deich/Polder
Warft
8
Traditioneller Hochwasserschutz
Entwicklung der Deichprofile in Hamburg
Dikes before 1962
Present dike profile
Crest-height 8,00 m a.SL.
Crest-height 5,70 m a.SL.
nach 1962
Dikes after
1962
Crest-height 7,20 m a.SL.
42,70 m,
9
Traditioneller Hochwasserschutz
Deicherhöhung und Verstärkung
10
Traditioneller Hochwasserschutz
Weiter so?
11
Traditioneller Hochwasserschutz
Levee-Effekt
People believe to be safe behind
the levees. No flood risk at all!
12
Traditioneller Hochwasserschutz
Levee-Effect
Lessons Learnt from Storm Surge
16./17.02.1962 in Hamburg:
Hundreds of Dike breeched
Instantaneous Flooding of wide
parts of the City
13
Traditioneller Hochwasserschutz
Folge unzureichender Schutzstrategie hinter Deichen
Lessons Learnt from Storm Surge
16./17.02.1962 in Hamburg:
People had to leave because of
no water, no electricity and no heating
Empty Districts are threatened by
burglary
bbb
14
Traditioneller Hochwasserschutz
Folge unzureichender Schutzstrategie hinter Deichen
Lessons Learnt from Katrina and Elbe-Flood:
Logistic and technical requirements for
safe evacuation of a large number of citiziens
are nearly not to fulfill
15
Traditioneller Hochwasserschutz
Folge unzureichender Schutzstrategie hinter Deichen
Lessons Learnt from Katrina and Elbe-Flood:
Escape Ways are blocked
People do not want to leave
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Bruttosozialprodukt
Traditioneller Hochwasserschutz
Folge unzureichender Schutzstrategie hinter Deichen
Katastrophenereignis
Dammbruch
Optimistische
Prognose des BSP
Trendfortsetzung der
BSP
?
2007
Zeitpunkt X
Entwicklung des BSP
nach Katastrophe
Zeitachse
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Neue Gedanken zum HochwasserrisikoManagement hinter Deichen
1.
Raumplanung (Regularien und Einschränkungen)
Einführung eines Zonierungs- und
Codierungssystems
Problembereich wird vom
Institut für Stadt-, Regional- und
Umweltplanung der HUC bearbeitet
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Neue Gedanken zum HochwasserrisikoManagement hinter Deichen
2.
Katastrophenschutz-Maßnahmen
vertikale Evakuierung
Kaskadierende Kammerbildung
Konsequenz: Anpassung der Baukonstruktion und Wohnkultur
Baukonstruktion (Dry- and Wetproofing,),
Innovatives Wohnen (Floating Homes, Amphibian Homes)
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Hochwasserrisiko-Management hinter Deichen
Konzept der Kaskadierenden Kammern
Kann
Hochwasserwelle
abgeschwächt
werden
b
Kann Flutung des
Hinterlandes
verhindert
werden?
Hinterland
20
Hochwasserrisiko-Management hinter Deichen
Konstruktive Gestaltung der Kammerelemente
Simple structure
dike, 1,5 – 2,5 m high
1st compartment line:
2nd and 3rd compartment lines: dismountable walls, 1,0 m high
Main dike and 1st compartment dike must be resistant to overflow
cascading compartments
hinterland
c1
c2
c3
a
a
a
h
21
Hochwasserrisiko-Management hinter Deichen
Notwendige Anpassung der Wohnbebauung
Cascading Compartments
c1
amphibic
architecture
c2
Hinterland
c3
dry-/wet-proofing
architecture
piles
Dry-proofing
amphibic
homes
Wet-proofing
h
residual risk
adaptation
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Hochwasserrisiko-Management hinter Deichen
Notwendige Anpassung der Wohnbebauung
Floating homes
23
Hochwasserrisiko-Management hinter Deichen
Notwendige Anpassung der Wohnbebauung
Floating homes
Amphibian homes
24
Hochwasserrisiko-Management hinter Deichen
The Dutch Way – Multifunktionale Räume
Erweiterung des
Wohnens auf dem
Wasser
zu neue Stadtteile
im und am
Wasser
25
Hochwasserrisiko-Management hinter Deichen
The Dutch Way – Multifunktionale Räume
Erweiterung des
Wohnens auf dem
Wasser
zu neue Stadtteile
im und am
Wasser
26
Hochwasserrisiko-Management hinter Deichen
Umsetzung in Städteplanerische Konzeption
Verteidigungskaskarden, Innovative Bau- und Lebensformen, und praxistaugliche
Schutzstrategien im Katastrophenfall
Zweite
Verteidigungslinie
Einsatz von mobilen
Schutzvorkehrungen und
hochwasserresistenten
Materialien
Vertikale
Evakuierung
Hauptdeich
Einsatz von adaptiven Bauweisen wie
Hausboote, Aufschwimende Häuser
und Gebäude auf Pfeilern
27
Hochwasserrisiko-Management hinter Deichen
Umsetzung in Städteplanerische Konzeption
Durchführung eines Creativity Workshops
in Amsterdam im Juni 2007
Illinois State University,
Delft University
Japanese Experts
28
Development of the Modelling Software
KALYPSO Dike Breech
Internetbasiert
GIS-basiert
Client-ServerTechnologie
OGCStandards
Open Source
Software
Extensions of KALYPSO - Enterprise
Kooperation zwischen TUHH und
Björnsen Beratende Ingenieure GmbH
29
Neue Gedanken zum HochwasserrisikoManagement hinter Deichen
4.
Entwicklung von Methoden zur Verbesserung der Risikokultur und Akzeptanz
neuer Schutzkonzepte bei Bürgern und Entscheidungsträgern
Interactive Learning Groups – Veränderungen nicht nur durch Information sondern
durch aktives Lernen erreichbar
Theoretische Grundlage:
Methode von Kolb
Theoretical Basis:
Method of Kolb
Lernprozess vollzieht sich in
vier Phasen
Learning Process happens in
four phases
30
Neue Gedanken zum Hochwasserrisiko
Potentialanalyse zur Lern- und Adaptionsbereitschaft
Sozialwissenschaftliche Untersuchungen in Hamburg
Einwohner_2005
Erste Ergebnisse
Stat_Geb_2005.Bev_Insgesamt
0
Sozialstruktur: hoher
Ausländeranteil, mehr als 50%
>0 bis 25
Mehr als 40 verschiedene
Nationalitäten
>1000 bis 1889
Hohe Zahl an Sozialhilfeempfängern
(ca. 14 %)
>2500
37% der Wohnbebauung sozialer
Wohnungsbau
Wirtschaftsstruktur: Hafen
>25 bis 1000
>1889 bis 2500
Altersklasse 45 bis 65 Jahre
Abweichung vom
Hamburger Durchschnitt
<= 0,60
> 0,6 - 0,85
> 0,85 - 1,15
> 1,15 - 2
>2
Ziel: Entwicklung von Risikogruppen nach sozio-kulturellem Profil und deren
räuml. Abgrenzung
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Neue Gedanken zum Hochwasserrisiko
Potentialanalyse zur Lern- und Adaptionsbereitschaft
Sozialwissenschaftliche Untersuchungen in Hamburg
Erste Ergebnisse
1
Sozialstruktur: hoher
Ausländeranteil, mehr als 50%
5
Mehr als 40 verschiedene
Nationalitäten
Hohe Zahl an Sozialhilfeempfängern
(ca. 14 %)
2
6
37% der Wohnbebauung sozialer
Wohnungsbau
3
Wirtschaftsstruktur: Hafen
4
Ziel: Entwicklung von Risikogruppen nach sozio-kulturellem Profil und deren
räuml. Abgrenzung
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Methoden zur Risikovermittlung
Hochwasser-Animations-Zentrum
Demonstration of flood by symbols
Flood Cylinder Model
Development of a flood animation centre
Multimedia Show: Narrator,
movies and acoustic elements
Haptic flood model
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Methoden zur Risikovermittlung
Flutsäulenmodell
Demonstration of flood by symbols
Flood Cylinder Model
Development of a flood animation centre
Multimedia Show: Narrator,
movies and acoustic elements
Haptic flood model
34
Methoden zur Risikovermittlung
Flutsäulenmodell
Demonstration of flood by symbols
Flood Cylinder Model
Development of a flood animation centre
Multimedia Show: Narrator,
movies and acoustic elements
Haptic flood model
35
Methoden zur Risikovermittlung
Haptisches Modell
Demonstration of flood by symbols
Flood Cylinder Model
Development of a flood animation centre
Multimedia Show: Narrator,
movies and acoustic elements
Haptic flood model
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Entwicklung von Risikokultur
Haptisches Modell
Demonstration of flood by symbols
Flood Cylinder Model
Development of a flood animation centre
Multimedia Show: Narrator,
movies and acoustic elements
Haptic flood model
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Lernmethoden dder
Interactive Learning Groups (ILG)
Creating Emotions by Narrator
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Lernmethoden dder
Interactive Learning Groups (ILG)
Creating Emotions by Narrator
Discussion with Flood Experts and Water Authorities
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Lernmethoden dder
Interactive Learning Groups (ILG)
Creating Emotions by Narrator
Development of own Mitigation Plans
Discussion with Flood Experts and Water Authorities
40
Erfolgskontrolle der Resilience Strategie mit
Flood Risk Assessment Tool FloReTo
Web-based system for Flood Risk Assessment
Analysis of
Resilience
Performance
41
The End
42