Verbessertes Design von Deichen und Deichen

Deiche und Deiche sind hydraulische Strukturen, die gebaut sind, um Wasser zu speichern:

• Deiche verlaufen normalerweise parallel zu einem Wasserkörper (wie einem Fluss oder einem Meer) und haben Wasser nur auf einer Seite. Deiche wurden zuerst gebaut, um Land aus dem Meer zurückzugewinnen und so Land zu schützen, das die meiste Zeit natürlich unter Wasser sein würde. Sie bieten auch Schutz vor Überschwemmungen aus dem Meer bei Extremereignissen.
• Levees sind Böschungen, die für den Hochwasserschutz gebaut wurden. Sie sind in der Regel irdene Böschungen und haben wie Deiche nur auf einer Seite Wasser. Levees schützen Land, das normalerweise trocken ist, aber bei Extremereignissen überschwemmt werden kann.

Deiche und Deiche müssen regelmäßig gewartet und verstärkt werden, um ihre Schutzkapazitäten zu gewährleisten und die Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Neue Prognosen für den Anstieg des Meeresspiegels, das Ausmaß und die Häufigkeit extremer Wetterereignisse und ein erhöhtes Hochwasserrisiko an Küsten und Flüssen können dazu führen, dass die Sicherheitsanforderungen überdacht werden. Dies kann dazu führen, dass auf identifizierten Schwachstellen neue Schutzmaßnahmen aufgebaut werden oder bestehende erhöht und gestärkt werden. Die erneute Durchsetzung von Deichen und Deichen kann ihre Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegen Bruch und ihre Sicherheit gegen Überschwemmungen erhöhen. Die häufigsten Methoden zur Verstärkung von Deichen und Deichen sind:

• Erdarbeiten, die darauf abzielen, den Deich- oder Deichhang abzuflachen, einen Deich oder einen Deich anzuheben und zu erweitern oder Berms zu bauen.

• Bauliche Maßnahmen zur Stärkung von Deichen und Deichen, einschließlich Versickerungs- oder Trennwänden, Oberflächenversiegelung oder des zusätzlichen Baus mobiler oder nicht mobiler Hochwasserschutzwände.
• Verbesserungen des Deich- und Deichmaterials, zum Beispiel durch Bodenverbesserung oder den Einsatz geosynthetischer Materialien.
• Oberflächenschutz von Deich und Deich, z.B. durch Gesteinsschichten, um Erosion zu verhindern oder ein Overtopping zu ermöglichen.
• Schutz von Deichen und Deichen durch die Plantage von holzigen Pflanzen.

Einer der häufigsten Versagensmechanismen von Deichen und Deichen ist das Brechen, falls Wasser sie überdeckt. Deiche und Deiche können so gebaut werden, dass eine Überdeckung möglich ist (z. B. durch Stärkung der Innenwand oder Verbreiterung und Verstärkung der Oberfläche). Solche Deiche und Deiche verhindern die unkontrollierten katastrophalen Brüche, die mit verheerenden Überschwemmungen des Hinterlandes verbunden sind. Schäden können immer noch aufgrund des Wassers auftreten, das die Strukturen überdeckt, aber sie sind im Vergleich zu einem Deich- oder Deichbruch viel kleiner. Ein anderer adaptiver Ansatz zur Stärkung von Deichen und Deichen besteht in ihrer teilweisen oder vollständigen Dekonstruktion, insbesondere in potenziellen Überschwemmungsgebieten, um mehr Platz für den Fluss oder das Meer zu schaffen (siehe Anpassungsoption Sanierung und Wiederherstellung von Flüssen und Überschwemmungsgebieten ). In diesem Fall können Deiche oder Deiche vollständig demontiert, durch Aufschlitzen geöffnet oder bei Bedarf weiter ins Landesinnere verlegt werden, was ein nachhaltigeres und längerfristiges Anpassungspotenzial bietet. Für Deiche ist die Entwicklung eines parallelen Deichsystems mit geschlossenem Rückhaltepolder auch eine Option, um extreme Hochwasserspitzen zu mildern: Der Bau von Doppeldeichsystemen ermöglicht es, den Raum dazwischen zu nutzen, um das Wasser zu speichern, das überspült wird.

Daher sollten alternative naturbasierte Lösungen immer evaluiert werden, um die langfristige Nachhaltigkeit des Hochwasserschutzes zu gewährleisten, die damit verbundenen Kompromisse zu minimieren und vielfältige Vorteile für die Umwelt und die Gesellschaft zu bieten.

Die Wahl der Art des Deich- oder Deicheingriffs hat nicht nur wichtige Auswirkungen auf die Sicherheit der Menschen und Vermögenswerte hinter diesen Infrastrukturen, sondern auch auf die visuellen und landschaftlichen Auswirkungen. Die Einbeziehung der Interessenträger während der Entwurfsphase ist wichtig, um die Menschen über die positiven Auswirkungen in Bezug auf Anpassung und Sicherheit zu informieren. Die Beteiligung der Interessenträger kann auch dazu beitragen, Minderungsmaßnahmen zu ermitteln, die die visuellen und landschaftlichen Auswirkungen der verbesserten Deiche und Deiche verringern und ihre soziale Akzeptanz verbessern können.

Die Deich- oder Deichverstärkung hat starke Unterstützer und Gegner, wobei sich die Bedenken und Präferenzen im Laufe der Zeit ändern und stark von den lokalen Prioritäten abhängen. Die Unterstützung ist in der Regel stark nach einem Hochwasserereignis. Wo Verstärkung geplant ist, um sich proaktiv an den Klimawandel anzupassen, ist es wahrscheinlicher, dass sie auf Widerstand stößt. Die Erhöhung und Verstärkung von Deichen und Deichen kann sich negativ auf die umliegende Landschaft auswirken. Darüber hinaus kann die Erhöhung der Flussdeiche die Größe der Spitzenströme flussabwärts erhöhen und so die Hochwassergefahr und das Risiko flussabwärts verstärken. Darüber hinaus begünstigt die Erhöhung des Hochwasserschutzes und die daraus resultierende Verringerung der Häufigkeit von Hochwasserereignissen den „Verlust von Hochwasser“-Gedächtnis. Dies kann zu einer zunehmenden Exposition in hochwassergefährdeten Gebieten führen, die in der Regel als „Höheneffekt“ bezeichnet wird. Bei unerwarteten und plötzlichen Ausfällen des Hochwasserschutzes könnte dies zu katastrophalen Folgen führen (Projekt JRC PESETA IV, Dottori et al., 2020).

Angesichts der physikalischen Grenzen, wie hohe und starke Deiche und Deiche gebaut werden können, ist es wichtig, alternative und integrative Lösungen zu bewerten und zu prüfen. Es bedeutet, sich besonders auf Lösungen zu konzentrieren, die mehr Platz für den Fluss oder das Meer bieten. Darüber hinaus wurden viele bestehende Deiche und Deiche vor Jahrzehnten gebaut. Sie erfüllen möglicherweise nicht die aktuellen Standards für den Hochwasserschutz und erfordern kostspielige Upgrades.

Der Bau von Deichen und Deichen erfordert erhebliche finanzielle Investitionen. Die Finanzierung kann eine große Hürde sein, insbesondere in wirtschaftlich weniger wohlhabenden Regionen. Die Kostenschätzungen für die Anpassung von Deichen und Deichen unterscheiden sich je nach Struktur und Bewehrungsmethode. Einige indikative Kosten werden in einer Überprüfungsstudie gemeldet (Aerts, 2018): 20,8–25 Mio. EUR/km pro m Seedeich in den Niederlanden; 21,8–31,2 Mio. EUR/km pro m Seedeich für europäische Städte; 5,3 Mio. $/km pro m Deich in Kanada; 1,9 Mio. $/km pro m irdenen Deich, der in Kanada angehoben wurde; 5,6 Millionen US-Dollar/km für mobile Überschwemmungsmauern in den Vereinigten Staaten; 130–330 USD/m2 für die Panzerung von Küstenlinien mit Gestein oder anderem Material im Vereinigten Königreich. Diese Kosten umfassen nicht die Instandhaltungskosten, die für die Wirksamkeit dieser Maßnahmen von entscheidender Bedeutung sind. Sie können für große Infrastrukturen besonders hoch sein, insbesondere angesichts neuer Herausforderungen durch den Klimawandel.

Die Vorteile der Umsetzung verschiedener Maßnahmen zur Anpassung an Überschwemmungen werden in der Regel als geringeres Hochwasserrisiko oder geringere Schäden ausgedrückt, wodurch die Sicherheit und das Wohlergehen der Gemeinden verbessert werden. Immobilienschutz, landwirtschaftliche Sicherheit und Tourismuswirtschaft profitieren von diesen Strukturen. Wenn die Gestaltung von Deichen und Deichen gut in das Gebiet integriert ist, können diese Schutzmaßnahmen die Freizeit- und Tourismusmöglichkeiten verbessern. Beispiele sind Promenaden (siehe beispielsweise die Fallstudie Umsetzung des integrierten Masterplans für Küstensicherheit in Flandern).

Investitionen in Deiche und Deiche können wirtschaftlich attraktiv sein, um das Hochwasserrisiko in weiten Teilen der Welt zu reduzieren, aber nicht überall. Daher sollten immer alternative Lösungen bewertet werden, und es sollte beachtet werden, dass Maßnahmen, die dem Meer oder Fluss mehr Raum geben, oft mehrere positive Nebeneffekte für Ökosysteme bieten.

Alle Änderungen an bestehenden Deich- und Deichsystemen müssen mit den Anforderungen der Wasserrahmenrichtlinie im Einklang stehen, die einen guten Zustand der europäischen Wasserkörper erfordern. Darüber hinaus ist ab dem zweiten Umsetzungszyklus die Berücksichtigung der Auswirkungen des Klimawandels gemäß der EU-Hochwasserrichtlinie obligatorisch. Um Umweltschäden zu vermeiden, schreibt die EU-Richtlinie über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) vor, dass bestimmte Infrastrukturprojekte einer UVP unterzogen werden müssen. Der Bau von Küstenarbeiten zur Eindämmung von Erosion und Schutzmaßnahmen gegen harte See, die „die Küste verändern können“, wie Deiche, sowie Hochwasserentlastungsarbeiten im Landesinneren fallen unter Anhang II der UVP-Richtlinie. Die Mitgliedstaaten entscheiden, ob Projekte in Anhang II einem UVP-Verfahren unterzogen werden sollten, entweder auf Einzelfallbasis oder in Bezug auf Schwellenwerte und Kriterien. Wartung und Rekonstruktion dieser Arbeiten sind ausdrücklich ausgeschlossen. Jedes Infrastrukturprojekt, einschließlich Deichen und Deichen, das voraussichtlich erhebliche Auswirkungen auf die im Rahmen des Natura-2000-Netzes der EU geschützten Lebensräume und Arten haben wird, wird einer „angemessenen Bewertung seiner Auswirkungen auf das Gebiet“ unterzogen, um festzustellen, ob das Projekt die Integrität des Gebiets beeinträchtigen wird.

Die Zeit für die Umsetzung von Anpassungsmaßnahmen für Deiche und Deiche variiert je nach Strukturtypologie, gewählter Verstärkungsmaßnahme und ob eine UVP durchzuführen ist, erheblich. Die Implementierungszeiten liegen im groben Bereich von 5-25 Jahren.

Die erwartete Lebensdauer angepasster Deiche und Deiche beträgt in der Regel mehr als 30 Jahre. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Instandhaltung eine wichtige Rolle spielt und dass sich der Instandhaltungsbedarf im Laufe der Zeit aufgrund der Alterung der Strukturen und der Veränderungen der Flusseinleitungen und des Meeresspiegels ändert.