Konzept für das Einzugsgebietsmanagement bei Sturzflutenrisiken in Glasgow
Normalerweise ein flacher Fluss, das White Cart Water war anfällig für Blitzfluten. Sein Wasserstand kann nach nur 12 Stunden Regen um sechs Meter ansteigen, was anfällige Vororte in Glasgow flussabwärts bedrohte. Das öffentliche Bewusstsein für solche Hochwasserrisiken in den 1980er und 1990er Jahren und die Prognosen intensiverer Regenperioden machten die Ausarbeitung eines Hochwasserverhütungsplans für den Stadtrat von Glasgow zu einer Priorität. Im Jahr 2006 wurde das Programm für das White Cart Water und seinen Nebenfluss (der Auldhouse Burn), der 2004 vom Stadtrat gefördert wurde, von der schottischen Regierung genehmigt und wurde zu diesem Zeitpunkt das größte Hochwasserschutzprogramm Schottlands. Es umfasst den Bau von drei vorgelagerten Wasserspeicherflächen außerhalb der Stadt und eine Reihe von nachgelagerten Maßnahmen innerhalb des Stadtgebiets wie niedrige Mauern und Böschungen. Künftige Risiken des Klimawandels wurden berücksichtigt und die Flexibilität bei der Ausgestaltung der oberen Einzugsgebiete ermöglicht es, weitere Speichergebiete einzuführen, um das durch die Auswirkungen des Klimawandels verursachte Gleichgewicht zu gegebener Zeit abzubauen.
Beschreibung der Fallstudien
Herausforderungen
Das White Cart Water hat Einwohnern und Unternehmen in der Südseite von Glasgow über viele Jahrzehnte Elend zugefügt. Der Fluss ist anfällig für Blitzfluten. Nur zwölf Stunden Regen können dazu führen, dass der Wasserstand um sechs Meter ansteigt, mit dem Potenzial, den Fluss in einen tobenden Strom zu verwandeln, da er stromabwärts in Richtung der verwundbaren Vororte der Stadt an Dynamik gewinnt. In den letzten 100 Jahren gab es mehr als 20 signifikante Überschwemmungen, die durch relativ kleine Stürme verursacht wurden. Eines der denkwürdigsten war in Hogmanay im Jahr 1984, als 500 Häuser überschwemmt und Millionen Pfund Schaden verursacht wurden. Nur 12 Tage später verursachten Überschwemmungen im selben Gebiet weiteres Elend. 1990 wurden die Bewohner des Gebiets erneut geschlagen. 1994 platzte der Fluss seine Ufer wieder an verschiedenen Orten, und 1999 erlitten Familien Tausende von Pfund Schaden, als das Wasser in ihren Häusern die Taillenhöhe erreichte. Insgesamt wurde geschätzt, dass 1.710 Wohngebäude und 40 Unternehmen von Überschwemmungen bedroht sind, obwohl dies aufgrund des Mietverhältnisses in diesem Gebiet mehr als 6.700 Häuser entspricht, wobei die geschätzten Schadenskosten bei Werten von 2008 mehr als 100 Millionen Pfund betragen, wenn nichts getan wird.
Bestehende Hochwasserschutzmaßnahmen entlang des White Cart Water Korridors waren stückweise und isoliert. Große Investitionen waren erforderlich, um Immobilien nicht nur vor aktuellen Hochwasserrisiken, sondern auch vor häufigeren Überschwemmungen zu schützen, die infolge des globalen Klimawandels erwartet werden, basierend auf den Projektionen des UKCP09, dem Szenario mittlerer Emissionen und dem Zeithorizont für Glasgow bis 2050, wird es eine Zunahme der Schwere der fluvialen Überschwemmungen geben (1:100 Jahre Ereignis auf 1:200 Jahre) und eine Zunahme der Schwere der pluvialen Überschwemmungen (von 1:100 jährlich auf 1:200 jährlich).
Die Gefahr wiederholter Überschwemmungen stellte auch große Versicherungsschwierigkeiten für Haushalte, Unternehmen und die lokale Wirtschaft dar. Ende 2002 zog die Versicherungswirtschaft ihre Garantie für eine erschwingliche Hochwasserversicherung in Hochrisikogebieten zurück. Die Branche bestätigte, dass sie in Erwägung ziehen müsste, höhere Versicherungsprämien zu erheben oder sogar den Hochwasserschutz insgesamt zu verweigern. Dies könnte dazu führen, dass Immobilienwerte stark reduziert werden.
Ziele
Das öffentliche Bewusstsein für die Überschwemmungen der 1980er und 1990er Jahre, zusammen mit dem zunehmenden Bewusstsein, dass Meteorologen infolge des Klimawandels in Zukunft intensivere Regenperioden projizieren, machten die Suche nach der Lösung für ein Programm zu einer Hauptpriorität für den Glasgow City Council.
Der allgemeine Effekt des Programms war, die Überschwemmungen von Wohn- und Geschäftsimmobilien in mehreren Gebieten des Vororts Glasgow durch das White Cart Water und zwei Gebiete des Vororts Glasgow durch den Auldhouse Burn (White Cart Water Zufluss) zu mildern. Das Programm umfasste auch den Bau von Hochwasserdämpfungsgebieten vor Glasgow.
Die Regelung wurde entwickelt, um das Hochwasserereignisse von 1 % (eins in 100 Jahren) unter Berücksichtigung der Prognosen des Klimawandels bis 2050 zu schützen, was 0,5 % (eins in 200 Jahren) Hochwasserereignissen entspricht, die auf der aktuellen Situation basieren (Daten aus dem Jahr 2006); sowie eine nachhaltige und umweltfreundliche Lösung für das Hochwasserproblem zu bieten.
In diesem Fall umgesetzte Anpassungsoptionen
Lösungen
Seit 1984 wurde eine Reihe von Studien durchgeführt, um ein geeignetes Hochwasserverhütungssystem für das White Cart Water und seinen Nebenfluss zu ermitteln, um bis zu 1 in 200 Jahren Schutz zu bieten (entsprechend dem Schutz von bis zu 1 in 100 Jahren Ereignis bis 2050, nach den betrachteten Prognosen des Klimawandels). Im Jahr 2002 begann die Entwicklung des Programms mit Hilfe von Beratungsingenieuren. Das daraus resultierende White Cart Water Flood Prevention System, das größte Hochwasserschutzprogramm in Schottland, wurde im November 2004 veröffentlicht und 2006 von der schottischen Regierung genehmigt.
Die Regelung beruht auf dem Prinzip der Bewirtschaftung des Einzugsgebiets. Es kombiniert modernste Engineering-Lösungen und natürliche Hochwasserrisikomanagement-Techniken. Im Mittelpunkt steht dabei die Optimierung der Hochwasserspeicherung im oberen Einzugsgebiet, so dass die Hochwasserschutzmauern innerhalb der Stadt auf eine akzeptable Höhe begrenzt werden können, was dazu beiträgt, die Auswirkungen auf bestehende Wildlebensräume zu begrenzen und Barrieren zwischen dem Fluss und der Gemeinde zu vermeiden. Der alternative Ansatz wäre eine „nur Mauern“-Lösung, die zum Bau von inakzeptabel hohen Mauern entlang des städtischen Korridors des Flusses geführt hätte.
Der Plan beinhaltete den Bau von drei Hochwasserspeichergebieten flussaufwärts der Stadt, um den Großteil des Überschwemmungswassers, das durch extreme Regenfälle erzeugt wird, vorübergehend zurückzuhalten und die Freisetzung von Wasser, das stromabwärts durch die Stadt fließt, auf ein akzeptables Niveau zu kontrollieren. Insgesamt wurden 33 Standorte für den Bau der Speicherreservoirs mit Staudämmen bis sechzehn Meter Höhe in Betracht gezogen; diese Standorte wurden auf Größe, Topographie, geotechnische Eignung und die damit verbundenen Umweltauswirkungen evaluiert. Mehrere der in Betracht gezogenen Gebiete wurden aufgrund erheblicher ökologischer und geotechnischer Bedenken verworfen. Zusammen haben die drei schließlich errichteten Hochwasserspeicher die Fähigkeit, über 2,6 Millionen Kubikmeter Hochwasser zurückzuhalten und die Flussspitzenströme um bis zu 45 % zu reduzieren.
Zentral für den erfolgreichen Betrieb der Lagerräume war die Installation der weltweit größten Hydro-Brake Durchflussregelungsgeräte in die drei Staudämme an jedem Lagerplatz. Die Hydro-Brake ist so konzipiert, dass Wasser so lange wie möglich ungehindert durchströmt wird. Wenn das Wasser stromaufwärts in einer Flutsituation eine vorher festgelegte Höhe erreicht, aktiviert und gibt das Hydro-Brake Wasser mit kontrollierter Geschwindigkeit in den Fluss frei. Die Lagerstätten bleiben die meiste Zeit des Jahres trocken.
Während des Sturms reduzieren die temporären Lagerflächen den Fluss stromabwärts deutlich. Dennoch stellt dieser stark reduzierte Strom in Verbindung mit dem großen Einzugsgebiet unterhalb der Hochwasserspeicher immer noch eine Bedrohung dar und kann in Glasgow Überschwemmungen verursachen. Aus diesem Grund wurden auch Hochwasserschutzanlagen in Form von niedrigen Mauern und Böschungen in ausgewählten Teilen des Flusskorridors durch die Stadt mit einer Gesamtlänge von 7,6 km gebaut.
Diese Arbeiten boten auch Möglichkeiten zur Verbesserung der Umwelt entlang des Flusskorridors und rund um die Lagerstätten. Die zentralen Betonrohre, die die Hydro-Brakes enthalten, wurden von großen Erddämmen eingekapselt, die hauptsächlich aus standortgeworbenem Material gebaut wurden, was den Bedarf an schweren Lastkraftwagenfahrten auf den Transport von 180.000 Kubikmetern erheblich beschränkte. Anstatt die Betonstrukturen der Verschüttungen für diese Reservoirs freizulegen, da sie unwahrscheinlich sind, wurden sie mit Opfermaterial (Boden) gefüllt. Um sicherzustellen, dass die Staudämme mit der bestehenden Landschaft verschmelzen, wurde eine Grasbedeckung eingerichtet. Diese Verschüttungen würden nur eingesetzt, wenn 1:200 Jahre Überschwemmungen stattfanden, in diesem Fall würde die Kraft des freigesetzten Wassers es ausspülen.
Die Dämme und Säugetiere wurden so konzipiert, dass sie die Bewegung von Fischen und Säugetieren strom- und stromabwärts nicht verhindern. Die Basis der culverts enthält Leitbleche und Felsbrocken, um ein abwechslungsreiches Strömungsmuster zu gewährleisten und eine minimale Wassertiefe für den Fischdurchgang in niedrigen Strömungen zu behalten. Darüber hinaus gibt es keine hydraulischen Tropfen, wobei die Basis des Kanals auf dem gleichen Gefälle wie das ursprüngliche Flussbett gelegt wird. Säugetiere wurden auch während der gesamten Länge des Säugetiers bereitgestellt, und die laufende Überwachung hat gezeigt, dass diese von Ottern an allen drei Standorten verwendet werden. Darüber hinaus wurden die Hochwasserspeicher als Chance angesehen, die biologische Vielfalt durch die Schaffung künstlicher Lebensräume für wildlebende Tiere zu verbessern: Wald mit 6.000 neu gepflanzten Bäumen, Peeling und über 90.000 Quadratmeter artenreicher Feuchtgrünland, flachen Kratzen und Teichen. In ähnlicher Weise wurde innerhalb der Stadt Umgestaltung eines bestehenden Parks, Verschönerung von Gärten und Kleingärten durchgeführt. Außerdem wurden künstliche Lebensräume für Vögel, Fledermäuse und Otter geschaffen und 1.000 Bäume gepflanzt. Die Entwicklungen trugen ebenfalls zur Verbesserung grüner Erholungsräume bei.
Relevanz
Der Fall wurde hauptsächlich aufgrund anderer politischer Ziele entwickelt und umgesetzt, jedoch unter erheblicher Berücksichtigung von Aspekten der Anpassung an den Klimawandel.
Zusätzliche Details
Stakeholderbeteiligung
Der Stadtrat von Glasgow erkannte an, wie wichtig es ist, die wichtigsten Akteure in die Weiterentwicklung des Programms einzubeziehen. Es wurden eine Lenkungsgruppe und Arbeitsgruppen eingerichtet, die bei der Entwicklung des Systems helfen sollten, so dass die lokalen Gebietskörperschaften im oberen Einzugsgebiet und die Umweltbehörden von der Anfangsphase bis zur endgültigen Form einen Beitrag zur Regelung leisten können. Dies erwies sich als entscheidender Faktor, um die frühzeitige Ermittlung von Planungs- und Umweltauflagen sicherzustellen. Sie sorgte auch dafür, dass Möglichkeiten für Umwelt-, Entwicklungs- und Freizeitvorteile berücksichtigt wurden, sowie die Eindämmung des Klimawandels in das Projekt integriert wurde.
Die Entwicklung von technischen Entwürfen für das Programm wurde durch die Schaffung einer Environmental Working Group (EWG) ergänzt, die Interessenträger der Scottish Environment Protection Agency, Scottish Natural Heritage, Scottish Water, lokale Angel-/Fischereigruppen und der Royal Society for the Protection of Birds sowie Umweltexperten der drei beteiligten lokalen Behörden (Glasgow City Council, East Renfrewshire Council und South Lanarkshire Council) umfasst. Die Arbeit der EWG trug dazu bei, die Umweltauswirkungen des Programms zu minimieren und, soweit möglich, die natürliche Umwelt zu verbessern und so bei der Entwicklung eines nachhaltigen Hochwasserverhütungssystems zu helfen.
Die Konsultation war ein Schlüsselaspekt bei der Entwicklung der Regelung und der Auswahl der letzten drei Hochwasserspeichergebiete. Durch One-to-One-Diskussionen und eine umfangreiche öffentliche Ausstellung wurden die Ansichten und Meinungen der Betroffenen zusammengetragen und, soweit möglich, in das Design integriert. Die Öffentlichkeit wurde umfassend über die Entwicklung und den Fortschritt des Projekts durch den Versand von regelmäßigen Newslettern und die Schaffung einer speziellen Website informiert. Trotz der Größe und des Umfangs des Projekts gingen nur begrenzte Einwände ein, die alle anschließend durch Diskussion gelöst wurden, ohne dass eine öffentliche lokale Untersuchung erforderlich war.
Der detaillierte Stakeholder-Engagement-Prozess dauerte etwas mehr als zwei Jahre vor der Vorlage des Programms und wurde in geringerem Maße während der Zeit, in der das Programm von den schottischen Ministern geprüft wurde, fortgesetzt, d. h. weitere achtzehn Monate.
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
Ein Vollzeit-Verbindungsbeamter wurde zu Beginn des Projekts ernannt, um die Beteiligung der Interessenträger zu steuern, und blieb bis zum Abschluss der Bauarbeiten beteiligt; dies führte zu einer sehr geringen Anzahl von Einwänden, die von den Interessenträgern erhoben wurden.
Die Zusammenarbeit und Zusammenarbeit zwischen den umliegenden Kommunen und dem Projektteam war entscheidend für den reibungslosen Ablauf des Projekts durch die gesetzlich vorgeschriebenen Genehmigungsverfahren.
Die Anwesenheit vieler unterirdischer Dienstleistungen, die Nähe bestehender Gebäude, invasive Arten (einschließlich japanischer Knötchen und Riesenschweine) und der eingeschränkte Zugang machten den Entwurf und den anschließenden Bau der städtischen Hochwasserabwehr zu einer großen Herausforderung. Die angewandte Bauform berücksichtigte diese und andere Zwänge und versuchte, die am besten geeignete Lösung zu erreichen. In vielen Gebieten war der einzige Zugang zum Bau der Hochwasserabwehr aus dem Flussbach. Dort, wo dies erforderlich war, wurden temporäre Gesteinsschleppstraßen und Arbeitsbühnen innerhalb des Flusses gebaut.
Kosten und Nutzen
Die Bauarbeiten wurden zwischen 2008 und 2011 in zwei getrennten Aufträgen mit einem Auftragswert von 53 Mio. £ (63 Mio. EUR) durchgeführt. Die Hochwasserabwehr auf dem White Cart Water bei Cathcart wurde durch einen 80-prozentigen Zuschuss von 40 Millionen Pfund von der schottischen Regierung unterstützt. Die schottische Regierung verfügte über ein System, in dem sie Mittel in Höhe von 80 % der Arbeiten zum Hochwasserrisikomanagement bereitstellen würde.
Das prognostizierte Hochwasserrisiko wurde auf weniger als 1 % reduziert (einschließlich künftiger Auswirkungen auf den Klimawandel bis 2050), was je nach derzeitiger Situation einem Risiko von weniger als 0,5 % entspricht. Die installierten Hochwasserschutzmaßnahmen haben sich als wirksam erwiesen, um Millionen von Hochwasserschäden frühzeitig abzuwenden – auch vor und unmittelbar nach Abschluss der Arbeiten. Am 4. Februar 2011 wurde ein jedes zehnjährige Hochwasserereignis (10 % jährliche Überschreitungswahrscheinlichkeit) erheblich reduziert, vor allem aufgrund der hydraulischen Fertigstellung der Hochwasserlagergebiete, und es wird geschätzt, dass zwischen 1 Millionen und 3 Millionen Pfund Schaden abgewendet wurden. Am 29. November 2011 ereignete sich ein noch größeres Hochwasserereignis. Dieses Ereignis ereignete sich kurz nach Abschluss des Programms und rund 231 Objekte verhinderten Überschwemmungen, was einem eingesparten Kosten von £12 Millionen entspricht. Die Analyse nach dem Ereignis hat gezeigt, dass das Schema wie erwartet mit Modellvorhersagen durchgeführt wird, die beobachtete Daten eng miteinander vergleichen.
Rechtliche Aspekte
Das wichtigste Rechtsinstrument ist die „Schema“ selbst, die im Rahmen des Hochwasserpräventionsgesetzes (Schottland) 1961 gefördert wurde. Dies gab dem Rat das Recht auf Zugang zu Eigentum, um die in dem Schema festgelegten Arbeiten innerhalb bestimmter definierter Maßgrenzen durchzuführen. Während die Regelung den rechtlichen Rahmen bot, mussten für die Durchführung der Arbeiten alle anderen Anforderungen an die Planungs- und Umweltvorschriften erfüllt werden, und alle spezifischen Genehmigungen, Genehmigungen und/oder Genehmigungen, die für die Ausführung der Arbeiten erforderlich waren, mussten eingeholt werden. Da die Wasserläufe die Grenze zwischen verschiedenen Gebietskörperschaften bilden, mussten insgesamt 14 getrennte Planungsanträge gestellt werden. Zwei der Staudammstrukturen wurden von der Grenze zwischen den lokalen Behörden durchtrennt und verlangten, dass ein Teil des Staudamms von einem Planungsantrag in einer Gemeinde und dem anderen Teil der anderen abgedeckt werden muss. Diese mussten sorgfältig verwaltet und koordiniert werden. Darüber hinaus sahen die Rechtsvorschriften über die Verwaltung der Staudämme vor, dass die rechtliche Verantwortung für einen Staudamm, der durch eine Grenze aufgeteilt wurde, von einer lokalen Behörde gehalten werden musste. Die Zusammenarbeit zwischen den beteiligten lokalen Behörden hat dies ermöglicht.
Der kooperative Charakter des Prozesses zwischen allen beteiligten lokalen Behörden und anderen Interessenträgern ermöglichte es, Probleme anzugehen, bevor sie zu möglichen rechtlichen Hürden wurden, die den Prozess hätten stoppen oder zu einer öffentlichen lokalen Untersuchung geführt oder von den Ministern der schottischen Regierung zur Überprüfung aufgefordert wurden. Dies war der Schlüssel zur erfolgreichen Umsetzung des Projekts.
Umsetzungszeitraum
Das Hochwasserschutzprogramm wurde 2004 vom Glasgow City Council gefördert und 2006 von der schottischen Regierung genehmigt. Der Bau der Hochwasserspeicher im oberen Einzugsgebiet und des städtischen Schutzes wurde in zwei separaten Verträgen durchgeführt, die zwischen 2008 und 2011 gleichzeitig liefen. Die Arbeiten wurden 2011 abgeschlossen.
Bis Sommer 2019 werden im Rahmen des lokalen Hochwasserrisikomanagementplans Clyde und Loch Lomond weitere 3 km Stadtverteidigungsmauer errichtet. Dies wird die Hochwasserabwehr weiter verbessern und andere Gebiete in der Stadtregion schützen.
Lebensdauer
Das Designleben der physischen Arbeiten beträgt 120 Jahre.
Referenzinformationen
Kontakt
Bill Douglas
Glasgow City Council
Flood Risk Management
Project Management and Design
Development and Regeneration Services (DRS)
231 George Street
Glasgow G1 1RX, United Kingdom
Tel.: +44 0141 287 8669
E-mail: bill.douglas@drs.glasgow.gov.uk
Generic e-mail: floodriskmanagement@drs.glasgow.gov.uk
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Referenz
Covenant of Mayors for Climate and Energy: Sustainable, Climate-Resilient and Vibrant Cities Good practices from Covenant of Mayors signatories.
Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Apr 18 2024
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