image
image
Freistaat
Sachsen
Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft
nach dem Augusthochwasser 2002
unter besonderer Würdigung der Hilfe aus der Schweiz
Der Wiederaufbau des
sächsischen Pegelmessnetzes
Der Wiederaufbau des
sächsischen Pegelmessnetzes

image
image

image
image
Der Wiederaufbau
des sächsischen
Pegelmessnetzes nach
dem Augusthochwasser
2002
unter besonderer Würdigung der Hilfe aus der Schweiz
Freistaat
Sachsen
Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft

image
Zweieinhalb Jahre nach der Jahrhundertflut in Sachsen
wollen wir ein Resümee ziehen über Auswirkungen
und Schäden, aber insbesondere über die Umsetzung
der Konzepte zum Wiederaufbau des sächsischen
Pegelmessnetzes.
Viel ist inzwischen publiziert worden über die Fehler und
Mängel, die das Ausnaß der Katastrophe begünstigten.
Nunmehr ist es auch möglich, über intensive Aufbauarbeit
zu berichten und darzustellen, wie es gelingen soll, bei ähn-
lichen Ereignissen besser gerüstet zu sein.
Das sächsische Hochwasser-Pegelmessnetz wurde völlig
neu konzipiert. Wichtig war es, die vor der Flut existieren-
den Mängel auszuwerten sowie verbesserte technische
und organisatorische Lösungen zu erarbeiten und umzu-
setzen.
Die logische Folge der Handlungsabläufe wurde analysiert
und überdacht. Datenerhebungen vor Ort am Pegel –
Datenübertragung zur Hochwasserzentrale – Verteilung der
Meldungen an die Empfänger: Jede dieser drei Phasen
musste verbessert und vor allem unter Extrembedingungen
sicherer gemacht werden.
Die redundante Ausführung der Technik war eine wichtige
Erkenntnis. Sowohl die Datenerhebung vor Ort am Pegel als
auch die Übertragung der Daten zur neu geschaffenen
Hochwassermeldezentrale im Landesamt für Umwelt und
Geologie werden zukünftig über zwei voneinander unab-
hängigen Wege realisiert. Hinzu kommt ein erweitertes
Niederschlagsmessnetz, was in Abstim mung mit dem
Deutschen Wetterdienst (DWD) betrieben wird und es
ermöglicht, Niederschlagsmengen direkt in die Hoch -
wasserprognosen einzubeziehen. Das macht den gesamten
Überwachungsprozess wesentlich sicherer, ohne dass wir
verkennen, dass es auch mit verbesserter Technik keine
hundertprozentige Sicherheit bei Katastrophen dieser Art
gibt.
Dieser technische Aufwand erfordert selbstverständlich
erhebliche finanzielle Mittel, die Bund, Freistaat und –
speziell für das Pegelmessnetz – auch die Schweizer Eid -
genossenschaft zur Verfügung gestellt haben. Dafür möch-
ten wir uns auch an dieser Stelle noch einmal herzlich
bedanken.
Aus dieser ersten, unbürokratischen Hilfe der Schweiz hat
sich inzwischen eine intensive Zusammenarbeit mit dem
Bundesamt für Wasser und Geologie der Eidgenossen -
schaft entwickelt. Diese wollen wir zur weiteren
Verbesserung des Gesamt prozesses und zum beiderseiti-
gen Nutzen fortsetzen.
Ulrich Langer
Geschäftsführer Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft
2
Einführung
Neukonzeption des sächsischen Hochwasser-Pegelmessnetzes
mit Unterstützung der Schweizer Eidgenossenschaft

image
image
kapazität auch in den katastrophenfreien Zeiten benötigt
werden. Die Infrastruktur ist relativ teuer, weil nur ein klei-
ner Markt existiert und die Entwicklung der Hightech –
Geräte erhebliche Kosten verursacht. Die effiziente
Bereitstellung der Daten erfordert große Erfahrung und
Kompetenz.
Ausgehend von dieser Problematik ist aus Sicht beider
Organisationen die Zusammenarbeit ein Erfolg und für bei-
de Parteien von Nutzen. Es konnte ein intensiver Austausch
auf allen Ebenen stattfinden. Jeder profitierte von den
Erfahrungen der anderen Seite.
Für die Zukunft ist vorgesehen, sich über die Anwendung
neuer Messmethoden und Geräte weiterhin auszutauschen
und allenfalls gemeinsame Entwicklungen durchzuführen.
Darüber hinaus sollen Testergebnisse mit neuen Mess -
infrastrukturen verglichen werden.
Hochwasserschutz kann nicht auf den extremsten Fall aus-
gelegt werden und es wird immer wieder zu Schäden kom-
men. Deshalb kann eine angemessene Vorsorge sowie die
gegenseitige Hilfe in solchen Situationen aus menschlicher,
fachlicher und finanzieller Hinsicht nicht hoch genug einge-
schätzt werden.
Prof. Dr. Manfred Spreafico
Chef der Landeshydrologie
beim Bundesamt für Wasser und Geologie der Schweiz
Erfolgreiche Zusammenarbeit
für beide Partner von Nutzen
Durch das katastrophale Hochwasser im August 2002 in
Sachsen wurden viele hydrometrische Stationen im
Freistaat zerstört oder stark beschädigt. In Anbetracht des
Ausmaßes der Schäden hat der schweizerische Bundesrat
entschieden, bei der Wiederherstellung des sächsischen
Hochwasserpegelmessnetzes mitzuhelfen und dafür 1 Mio.
SFr. zur Verfügung gestellt.
In mehreren gemeinsamen Begehungen besuchten
Experten der Staatlichen Umweltbetriebsgesellschaft des
Freistaates Sachsen (UBG) und der Schweizerischen
Landeshydrologie beim Bundesamt für Wasser und
Geologie (LH) die Stationen, diskutierten Maßnahmen und
besprachen administrative Abläufe.
In der Folge wurden im Rahmen eines gemeinsamen Work -
shops in der Schweiz anhand von Beispielen Lösungs-
möglichkeiten für die hydrometrischen Messungen,
Datenübertragungen und Warnsysteme diskutiert.
Die UBG hat dann gemeinsam mit ihren Partnern im Bereich
des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und
Landwirtschaft die Sanierungsmaßnahmen geplant und die
Wiederinstandstellung ausgeführt.
Wichtige Stationen dieses Prozesses werden nunmehr vor-
gestellt.
Die Erhebung hydrologischer Grundlagen und der Betrieb
von Alarmsystemen sind eine wichtige Staatsaufgabe, für
die umfangreiche Finanzmittel und ausreichend Arbeits-
3

Einführung
2
Neukonzeption des sächsischen Hochwasser-Pegelmessnetzes
mit Unterstützung der Schweizer Eidgenossenschaft
2
Erfolgreiche Zusammenarbeit für beide Partner von Nutzen
3
Inhalt
4
1
Das Augusthochwasser 2002 und seine Auswirkung auf das sächsische Pegelmessnetz
5
1.1
Das sächsische Pegelmessnetz
5
1.2
Verlauf und hydrologische Einordnung des Hochwassers
7
1.3
Situation und Sofortmaßnahmen an den Pegeln
9
2
Erste Schritte auf dem Weg zu neuen Konzepten
11
2.1
Analyse der Ausfallursachen
11
2.2
Erfahrungsaustausch mit Schweizer Fachkollegen
13
3
Anforderungen an das künftige Pegelmessnetz
14
3.1
Hochwasserschutz und Hochwassernachrichtendienst in Sachsen
14
3.2
Pegelkonzeption des Landesamtes für Umwelt und Geologie
16
3.3
Bauliche und technische Anforderungen zur Gewährleistung der Datenverfügbarkeit
17
4
Analyse des Handlungsbedarfs
19
5
Gewählte technische und organisatorische Lösungen
21
5.1
Pegelneubau und Ertüchtigung vorhandener Pegel
21
5.2
Datenverfügbarkeit und Datenfernübertragung
24
5.3
Durchflussmessungen bei Hochwasser mittels ADCP
25
6
Arbeitsstand und Ausblick
27
4
Inhalt

image
image
5
1 Das Augusthochwasser 2002
und seine Auswirkung auf das
sächsische Pegelmessnetz
1.1 Das sächsische
Pegelmessnetz
Als Geburtsstunde des sächsischen Pegelmesswesens
kann nach den Recherchen von Fügner (1990) die
Einrichtung der Elbestrompegel 1775 in Meißen und 1776
in Dresden angesehen werden. Ab 1822 folgten erste Pegel
im Muldegebiet. Mit zunehmender Industrialisierung und
vor allem als Folge des Katastrophenhochwassers von 1897
gewannen gewässerkundliche Fragen so sehr an
Bedeutung, dass 1907 das Hydrotechnische Amt gegründet
und in den Folgejahren das hydrologische Pegelmessnetz
zielstrebig ausgebaut sowie der auf Beobachter gestützte
Hochwassermeldedienst eingerichtet wurden. 1921
bestand das sächsische Pegelmessnetz aus 232 Stationen.
Nach dem 2. Weltkrieg übernahmen die Sächsische
Landesdirektion für Wasserwesen, später in der DDR die
Ämter für Meteorologie und Hydrologie bzw. für
Wasserwirtschaft und ab 1975 die Wasserwirtschafts -
direktionen die Aufgaben der Hydrologie. Sie entwickelten
das Messnetz weiter, z. B. durch die Einführung automati-
sierter Datenfernübertragung. In Auswertung des schweren
Hochwassers 1954 traten ab 1961 gesamtstaatliche
Regelungen zum Hochwassermeldedienst und seit 1982
neue Hochwassermeldeordnungen mit einem auf Alarm -
stufen von Hochwassermeldepegeln aufgebauten Warn-
system in Kraft.
Seit 1994 sind für die Betreuung der sächsischen
Landespegel die Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft
(UBG; Basismessnetz und Sondermessnetze) sowie die
Landestalsperrenverwaltung (LTV; Kontroll- und Steuer -
messnetze) zuständig. Die Pegel der Bundeswasserstraßen
– darunter der Elbe – unterstehen der Wasser- und Schiff-
fahrtsverwaltung des Bundes (WSA).
Im Basismessnetz werden hydrologische Daten der wasser-
wirtschaftlich bedeutsamen Fließgewässer erfasst. Das
Kontroll- und Steuermessnetz liefert die Daten zur
Bewirtschaftung von Talsperren, Rückhaltebecken und
Speichern. Sondermessnetze dienen der Datengewinnung
für spezielle Aufgabenstellungen, z. B. der Erfassung des
Abflussverhaltens kleiner Einzugsgebiete.
Tabelle 1 beinhaltet eine Übersicht über das sächsische
Pegelmessnetz im Jahr 2002 auf der Grundlage des
Hydrologischen Handbuches des Freistaates Sachsen
(LfUG 2002a). Nachfolgend sind einige Informationen über
Abb. 1:
Pegel Herzogswalde 1/ Triebisch, Juli 2002

image
den Hochwassernachrichtendienst und die Ausstattung des
sächsischen Pegelmessnetzes zum Zeitpunkt des August -
hochwassers 2002 zusammengestellt:
Im Freistaat Sachsen waren vor dem Augusthochwasser
2002 108 Pegel als Hochwasser meldepegel eingestuft. Die
Ablesung dieser Pegel sowie die telefonische Übermittlung
der Hochwasserstandsmeldungen an die Meldezentrale der
UBG oblagen ehrenamtlichen Beobachtern, die von der UBG
betreut wurden. Die Verteilung der Hochwassernachrichten
erfolgte auf Grundlage der zu diesem Zeitpunkt geltenden
Hochwasser meldeordnung mit Hilfe eines automatischen
Nachrichten verteilungssystems durch die UBG. Die damali-
gen Melde wege sind in Abbildung 3 schematisch darge-
stellt.
Hinsichtlich der technischen Ausrüstung dominierten
Schwimmerschreibpegel, mit denen 136 Anlagen ausge -
rüstet waren. Darüber hinaus kamen Winkelkodierer,
Einperl-, Druck- und Radarsysteme zum Einsatz. Am Pegel
Wolkenburg arbeitete bereits eine Ultraschalldurchfluss-
messanlage.
Immer größere Bedeutung erlangte schon vor dem
Hochwasser die Fernübertragung der erfassten Daten. So
waren bereits 92 Pegel des Basismessnetzes bzw. 75
Hochwassermeldepegel mit Datenfernübertragung (DFÜ)
6
Abb. 2: Schreibpegel und Winkelkodierer mit
Datenfernübertragung
Abb. 3:
Meldewege
im Jahr 2002
(LfUG 2004a)
Messnetz Anzahl davon Betreiber
Oberflächenwasser
der Pegel
Hochwassermeldepegel
Basismessnetz 183 99 UBG
3 WSA
Kontroll- und
48
6
LTV
Steuermessnetz
Sondermessnetze
22
UBG, WSA
Tab. 1:
Sächsisches Pegelmessnetz im Jahr 2002
Umweltbetriebsgesellschaft (UBG)
Erstellung und Weiterleitung von
Hochwasserstandsmeldungen
Landestalsperrenverwaltung
StUFA
Wasser- und Schifffahrtsverwaltung
Polizeidirektion
Nachbarländer
Regierungs-
präsidium
SMUL
Lagezentren der SMI
Wasser- und Schifffahrtsverwaltung
Landestalsperrenverwaltung
StUFA
Nachbarländer
UBA
Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie (LfUG)
Landeshochwasserzentrale
und regionale Hochwasserzentren
StUFA Leipzig StUFA Chemnitz StUFA Bautzen
Erstellung und Weiterleitung
von Hochwasserstandsberichten
Landratsämter/Leitstellen . Kreisfreie Städte
Gemeindeverwaltungen
Besitzer gefährdeter Grundstücke, Gebäude und Anlagen
Einrichtungen, die für die Abwehr von Gefahren für die öffentliche Sicherheit
und Ordnung zuständig sind (z. B. Wasserwehr)
ausgestattet. Von den Hochwassermeldepegeln verfügten
62 zusätzlich über einen Messwertansager und 29 über
einen automatischen Alarmmelder. Die Ausrüstung ent-
sprach dem damaligen Stand der Technik. Erste autarke
Systeme auf der Basis von 12 V-Technik ermöglichten auch
an infrastrukturell schwer oder nicht erschließbaren
Standorten die Datenübertragung.

image
1.2 Verlauf und hydrologische
Einordnung des
Hochwassers
In der ersten Augusthälfte 2002 suchten heftige, hinsicht-
lich ihrer Intensität sowie ihrer räumlichen und zeitlichen
Ausdehnung seltene Niederschläge große Teile Mittel-
europas heim. Das darauf folgende Hochwasser entwickel-
te sich in Sachsen zu einer Naturkatastrophe. Es führte ins-
besondere in den Flüssen des Osterzgebirges, im
Flussgebiet der Mulde und im Elbestrom zu
Wasserständen, die die bisher aus Pegelmessungen und
historischen Hochwassermarken bekannten Höchststände
an vielen Orten übertrafen (Tab. 2).
Nach den inzwischen vorliegenden Ereignisanalysen (SMUL
2003, LfUG 2004a) bildete sich ein so genanntes Vb-Tief,
dessen Kern in den Morgenstunden des 12.8. über
Tschechien hinweg in Richtung Sachsen zog und sich dort
nochmals erheblich verstärkte. Abbildung 5 zeigt die daraus
resultierenden Niederschlagshöhen. Große Teile des östli-
chen und mittleren Erzgebirges erhielten mit über 200 mm
Niederschlag das Doppelte bis Dreifache des mittleren
Augustniederschlages. In der Station Zinnwald-Georgenfeld
an der deutsch-tschechischen Grenze wurden vom Morgen
des 12. bis zum Morgen des 13. 8. sogar 312 mm gemes-
sen – eine Niederschlagshöhe, die nahe am physikalisch
möglichen Maximum liegt. Die Böden, die entweder aus
geologischen Gründen oder wegen der hohen Vorfeuchte
wenig speicherfähig und deshalb rasch gesättigt waren,
konnten kaum Wasser aufnehmen. Daher flossen im
7
Pegel/Gewässer Einzugs- Beob.- HHW HW HQ Hq
gebiet Beginn bis 2000 2002 2002 2002
km
2
cm (Jahr)
cm
m
3
/s
m
3
/(s*km
2
)
Dresden/ Elbe
53096
1806
877 (1845)
940
4580
0,086
Dohna/ Müglitz
198
1912
410 (1927)
450
400
2,02
Schmiedeberg 1/ Rote Weißeritz
47,8
1983
115 (1983)
380
140
2,93
Ammelsdorf/ Wilde Weißeritz
49,3
1931
127 (1932)
258
120
2,43
Hainsberg 3/ Wilde Weißeritz
162
1928
163 (1958)
251
220
1,35
Zöblitz/ Schwarze Pockau
129
1937
270 (1999)
332
160
1,24
Lichtenwalde/ Zschopau
1575
1910
438 (1932)
636
1250
0,79
Nossen 1/ Freiberger Mulde
585
1926
390* (1958)
467
690
1,18
Erlln/ Freiberger Mulde
2983
1959
502 (1974)
674
1550
0,52
Wechselburg 1/ Zwickauer Mulde
2107
1910
531* (1954)
597
1000
0,47
Golzern 1/ Vereinigte Mulde
5442
1909
700* (1954)
868
2600
0,48
Bad Düben 1/ Vereinigte Mulde
6171
1824
722* (1954)
852
2200
0,36
Tab. 2:
Ausgewählte Hochwasserstände, -abflüsse und -spenden vom August 2002 (*Wasserstand bezogen auf frü-
heres Pegelnull)
Abb. 4:
Ortslage Weesenstein
im Müglitztal
(Foto: Stefan Häßler)

image
8
Hochwasserstandsganglinie Pegel Golzern 1/Vereinigte Mulde
Scheitel: 13.08.2002, 20:00 Uhr mit 868 cm
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Alarmstufe 4
Wasserstand in cm
(Stufa Leipzig 05/09/02)
12.08.2002, 06
12.08.2002, 10
12.08.2002, 14
12.08.2002, 18
12.08.2002, 22
13.08.2002, 02
13.08.2002, 06
13.08.2002, 10
13.08.2002, 14
13.08.2002, 18
13.08.2002, 22
14.08.2002, 02
14.08.2002, 06
14.08.2002, 10
14.08.2002, 14
14.08.2002, 18
14.08.2002, 22
15.08.2002, 02
15.08.2002, 06
15.08.2002, 10
15.08.2002, 14
15.08.2002, 18
15.08.2002, 22
16.08.2002, 02
16.08.2002, 06
16.08.2002, 10
16.08.2002, 14
16.08.2002, 18
16.08.2002, 22
17.08.2002, 02
17.08.2002, 06
17.08.2002, 10
17.08.2002, 14
17.08.2002, 18
17.08.2002, 22
18.08.2002, 02
18.08.2002, 06
18.08.2002, 10
18.08.2002, 14
18.08.2002, 18
18.08.2002, 22
19.08.2002, 02
19.08.2002, 06
19.08.2002, 10
Alarmstufe 3
Alarmstufe 2
Alarmstufe 1
Gebirge über 60 bis 90 % der gefallenen Niederschläge
innerhalb kürzester Zeit oberflächig ab.
Die linken Nebenflüsse der oberen Elbe – insbesondere die
Rote und die Wilde Weißeritz sowie die Müglitz – über-
fluteten am 12. und 13.8. ihre dicht besiedelten Täler,
beschädigten oder zerstörten zahlreiche Häuser und spülten
Straßen und Bahngleise weg (Abb. 4). Trotz größter
Anstrengungen der Rettungskräfte kamen hier 12
Menschen ums Leben (LfUG 2004a).
Im Oberlauf der Zwickauer Mulde bildete sich bereits bis
zum Nachmittag des 12.8.2002 und in der Freiberger Mulde
oberhalb der Zschopau in der Nacht vom 12. zum 13.8. der
Hochwasserscheitel aus. In den Unterläufen von Zwickauer
und Freiberger Mulde wurden die Scheitelwasserstände in
den Vormittagsstunden des 13.8. registriert. Die Hoch-
wasserwellen aus Freiberger und Zwickauer Mulde über-
lagerten sich und führten in der Vereinigten Mulde zu einem
lang gestreckten Hochwasserscheitel, der seinen Maximal-
wert am Pegel Golzern 1 am 13.8. gegen 20:00 Uhr und am
Pegel Bad Düben 1 am 14.8. gegen 10:00 Uhr erreichte (vgl.
Abb. 6).
An der Elbe bei Dresden, wo der Pegelstand durch die vor-
ausgegangenen Niederschläge bereits erhöht war, bewirk-
ten die extrem hohen Zuflüsse aus dem Osterzgebirge
zunächst einen raschen Anstieg der Wasserführung mit
Ausbildung eines ersten Scheitels bei ca. 720 cm. Ab dem
14.8. ließ die aus Tschechien eintreffende Welle den Wasser-
stand weiter kontinuierlich ansteigen. Der lang gestreckte
Scheitel von 940 cm passierte den Pegel Dresden am 17.8.
in der Zeit von 7:00 bis 9:00 Uhr (LfUG 2002b).
Dem Hochwasserereignis vom August 2002 wird auf der
Basis der Jahres-HQ-Werte unter Einbeziehung des genann-
ten Hochwassers an den osterzgebirgischen Elbe-Zuflüssen
ein Wiederkehrintervall von 100 bis 500 Jahren, an der
Zwickauer Mulde von 100 bis 200 Jahren, an der Freiberger
Mulde von 200 bis 400 Jahren sowie an der Elbe bei
Dresden von 150 bis 200 Jahren zugeordnet (IKSE 2004).
Abb. 6:
Hochwasserganglinie
des Pegels Golzern 1/
Vereinigte Mulde
mit Alarmstufen
Abb. 5:
Niederschlagshöhe für den 11. bis 13. 8. 2002
in mm (Quelle: Deutscher Wetterdienst)
Diese Werte repräsentieren ebenso wie die in Tabelle 2
angegebenen Abflussmengen, die teilweise auf
Spendenvergleiche und Niederschlags-Abfluss-Model -
lierungen zurückgehen, den aktuellen Kenntnisstand und
unterliegen der weiteren Prüfung.

image
image
9
1.3 Situation und Sofort maß-
nahmen an den Pegeln
Durch direkte Einwirkung des Hochwassers wurden ins-
gesamt 48 Pegel beeinträchtigt. Die zusammenfassende
Schadensaufnahme zeigte, dass drei Pegelhäuser, zwei
Rohrpegel, ein Radarpegel, sechs Seilkrananlagen, sieben
Messstege, zehn Lattenpegel sowie zahlreiche Mess -
strecken, Pegeltreppen und Geländer unterschiedlich stark
beschädigt bzw. vollständig zerstört wurden. Neun
Pegelhäuser waren bis zum Dach überflutet, in 13 weiteren
Pegelhäusern erreichte das Wasser eine Höhe von bis zu
einem Meter. Die Beschädigung oder Zerstörung erfolgte
meist vor dem Durchgang der Hochwasserscheitel.
Die Ufer- und Sohlbefestigungen waren den Strömungs-
verhältnissen während des Hochwassers in vielen
Abschnitten nicht gewachsen. Durch Erosion und
Geschiebeablagerung kam es auch im Bereich von
Pegelanlagen zu großräumigen Profilveränderungen bis hin
zur Verlagerung des Gewässerbettes (Abb. 9).
Die hohen Wasserstände führten vielfach zum Ausfall der
Pegeltechnik durch Anstoßen von Schwimmern an die
Pegelschachtabdeckung, Abreißen von Schwimmerseilen,
Aussetzen von Pegelschreibern, zur Überschreitung der
Messbereiche sowie zu Defekten an Umkehrspindeln von
Pegelschreibern. Durch die Zerstörung von Strom- und
Telefonkabeln sowie das Überströmen von Zählerschränken
und DFÜ-Technik in den Pegelhäusern konnten keine Daten
mehr übertragen werden.
Zusätzliche Beeinträchtigungen ergaben sich aus Strom-
und Telefonabschaltungen der Netzbetreiber sowie infolge
Überflutung oder Zerstörung von Straßen und Brücken.
Viele Pegel waren aufgrund der Unpassierbarkeit oder
Zerstörung der Zuwegungen nicht mehr erreichbar. Wegen
Überlastung des Telefonnetzes wurde die Übermittlung von
Hochwassermeldungen durch die Beobachter behindert. An
einigen Pegeln waren Beobachter selbst vom Hochwasser
betroffen, manche mussten evakuiert werden.
Abb. 7:
Zerstörter Pegel Hainsberg 1/ Rote Weißeritz
Abb. 8:
Überflutetes Pegelhaus Golzern 1/ Vereinigte
Mulde

image
image
image
image
10
Abb. 11: Bergung des Messsteges Pegel Zöblitz/
Schwarze Pockau
Abb. 12: Nivellitische Aufnahme der Geschwemmsel -
linie
Abb. 10:
Setzen eines Hilfspegels durch Mitarbeiter der
UBG
Abb. 9:
Geschiebeablagerungen am Pegel Schmiede -
berg 1/ Rote Weißeritz
Unmittelbar nach Durchlaufen der Hochwasserwelle
begannen die Mitarbeiter in den zuständigen Fachbereichen
des Messnetzbetriebes Wasser der UBG mit der Schadens-
aufnahme, mit Sofortreparaturen und der nivellitischen
Sicherung der Hochwasserscheitellinie. Zur schnellst -
möglichen Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit der
Pegelanlagen wurden folgende Sofortmaßnahmen einge-
leitet:
n
Sicherstellung der Ablesbarkeit der Lattenpegel durch
Reparatur oder Setzen von Hilfspegeln an elf Pegel-
anlagen
n
Sicherstellung der Datenfernübertragung durch
Reparatur bzw. Austausch von Komponenten sowie
Installation von Ersatz-DFÜ (12 V, 90 Ah-Batterie,
Funkmodem) an sechs Pegelanlagen
n
Beräumung und Entfeuchtung an 22 überschwemmten
Pegelanlagen
n
Veranlassung der Beräumung der Messstrecken und des
Pegelumfeldes an 36 Pegelanlagen
n
Veranlassung der Bergung von vier sowie der Reparatur
von zwei Seilkrananlagen
n
Veranlassung der Bergung von vier sowie der Reparatur
von zwei Messstegen
n
Beauftragung zur Errichtung von autarken Compact-
Stationen mit Solareinheit an sieben Hochwasserpegeln.
Bis zum 23.8.2002 waren alle Hochwasserpegel wieder
meldefähig, vielfach jedoch nur mit Hilfe von Übergangslö-
sungen wie z. B. Hilfspegeln, CompactStationen, Mobil-
telefonen und Ersatzbeobachtern.
Bei den meisten Pegeln im Schadensgebiet waren infolge
starker Erosion oder massiver Sedimentablagerungen
die Wasserstands-Durchfluss-Beziehungen dauerhaft
beeinflusst.

image
image
11
2 Erste Schritte auf dem Weg
zu neuen Konzepten
2.1 Analyse der
Ausfallursachen
Ausgehend von der Zielstellung, für das sächsische
Pegelnetz zukünftig eine hohe Sicherheit vor Ausfällen zu
gewährleisten, kam der Analyse der Ausfallursachen eine
große Bedeutung zu. Sie wurde daher mit besonderer
Sorgfalt durchgeführt.
Bereits in dieser Arbeitsphase – unmittelbar nach Abklingen
der Hochwasserwelle – lag ein konkretes Hilfsangebot aus
der Schweiz vor. Es umfasste 1 Mio. SFr. Soforthilfe zum
Wiederaufbau des Pegelmessnetzes sowie die Zusage
fachlicher Beratung und Unterstützung. In der Folge kam es
auf Veranlassung von Herrn Professor Spreafico (Abb. 13) zu
ersten intensiven Kontakten zwischen Mitarbeitern des
Schweizerischen Bundesamtes für Wasser und Geologie
(BWG) und der UBG. Bei mehreren gemeinsamen
Befahrungen des Schadensgebietes wurden Schäden an
Pegelanlagen aufgenommen und die Ursachen analysiert.
Die Erfahrungen der Schweizer Kollegen sowie der fachli-
che Austausch waren dabei äußerst hilfreich und bildeten
einen wichtigen Baustein für die Erneuerung des sächsi-
schen Pegelmessnetzes nach dem Augusthoch wasser
2002.
Unter dem Begriff Ausfall soll hier im weitesten Sinn jede
relevante Beeinträchtigung bei der Datengewinnung
(Erfassung und Registrierung von Wasserständen und/oder
Durchflüssen) sowie deren Übertragung vom Pegel zur
Datenzentrale verstanden werden.
Die Ausfallursachen sind drei Kategorien zuzuordnen:
n
Direkte Hochwassereinwirkung am Pegelstandort
n
Indirekte Hochwasserauswirkung durch Schäden bei
Dritten
n
Ausfall von Beobachtermeldungen.
In Tabelle 3 sind die ermittelten Ausfallursachen zusam-
mengestellt und einer Kurzbewertung hinsichtlich der
Möglichkeit ihrer Beeinflussung unterzogen worden.
Es wird deutlich, dass insbesondere die direkten Hoch -
wasserauswirkungen am Pegelstandort durch die UBG
beeinflusst werden können. Lediglich die aus einem kata-
strophalen Niederschlags- und Hochwasserereignis resul-
tierenden Sedimentablagerungen sind durch Maßnahmen
an den Pegelanlagen nicht beherrschbar.
Bei Abhängigkeit von den Anlagen Dritter, deren
Ausfallsicherheit von der UBG nicht beeinflusst werden
kann, sind Pufferlösungen und/oder Parallelsysteme zu kon-
zipieren. Dies betrifft vor allem die Medienerschließung. Bei
der Zuwegung muss unter Umständen topografisch bedingt
in Kauf genommen werden, dass ein Pegel bei
Extremhochwasser zu Fuß oder mit Kraftfahrzeug nicht
erreichbar ist. Trotzdem müssen Datenerfassung und
Datenübermittlung sichergestellt sein.
Die Funktionsfähigkeit eines ausschließlich auf Beobachtern
basierenden Hochwassermeldesystems kann aus objekti-
ven und subjektiven Gründen nicht hundertprozentig garan-
tiert werden.
Im Ergebnis der Ursachenanalyse wurden die
Anforderungen an das zukünftige Pegelmessnetz formuliert
und entsprechende technische Lösungen konzipiert. Dies
ist in den nachfolgenden Kapiteln detailliert dargestellt.
Abb. 13:
Begehung am Pegel Wechselburg mit Herrn
Prof. Spreafico (links im Bild)

12
Ausfallursachen
Kurzbeschreibung
Anzahl
Bewertung
Direkte
Beschädigung/Zerstörung von
30
Beeinflussung überwiegend möglich durch
Hochwasser-
Pegelanlagen/Anlagenteilen
HW-sichere Anordnung und Ausführung der
Einwirkung am
durch Überflutung
Anlagenteile
Pegelstandort
Beschädigung/Zerstörung von
13
Beeinflussung überwiegend möglich durch
Pegelausrüstung (mechanische,
HW-sichere Anordnung und Ausführung der
elektrische, elektronische)
Pegelausrüstung
durch Überflutung
Beschädigung/Zerstörung von
5
Beeinflussung überwiegend möglich durch
Pegelanlagen/Anlagenteilen
HW-sichere Anordnung oder widerstands-
durch Treibgut
fähige Ausführung der Anlagenteile
Beeinträchtigung durch
Beeinflussung möglich durch wasserbauliche
Erosion/Auskolkung
32
Maßnahmen
Beeinträchtigung durch
Beeinflussung möglich durch Maßnahmen
Sedimentablagerung
Dritter im Oberlauf/Einzugsgebiet
Indirekte
Ausfall/Abschaltung
12
Abhängigkeit von Dritten;
Hochwasser-
des Energienetzes
netzunabhängige Alternativen
Auswirkung
durch UBG erforderlich
durch Schäden
bei Dritten
Ausfall/Überlastung
10
Abhängigkeit von Dritten;
des Fernmeldefestnetzes
netzunabhängige Alternativen durch UBG
erforderlich
Ausfall/Überlastung
keine
Abhängigkeit von Dritten;
des GSM-Netzes
Angabe
netzunabhängige Alternativen durch UBG
möglich
erforderlich
Unterbrechung bzw. Zerstörung
keine
Abhängigkeit von Dritten;
von Verkehrsverbindungen
Angabe
operative Zufahrtsmöglichkeit?
möglich
verbleibendes Risiko
Ausfall von
Ausfall durch Nichterreichbarkeit
Beeinflussung bedingt möglich durch
Beobachter-
des Pegelstandortes
Auswahl geeigneter Pegelstandorte;
Meldungen
Restrisiko bleibt
Ausfall durch Beeinträchtigung/
Beeinflussung bedingt möglich
Evakuierung des Beobachters
36
durch Auswahl geeigneter Beobachter
(Wohnort); Restrisiko bleibt
Meldefehler und fehlende
Beeinflussung bedingt möglich durch
Meldungen infolge Überlastung
Auswahl geeigneter Beobachter;
bzw. anderweitiger Verpflichtungen
Restrisiko bleibt
Tab. 3:
Tabelle Ausfallursachen

image
image
13
2.2 Erfahrungsaustausch mit
Schweizer Fachkollegen
Im Zuge der Neugestaltung des Pegelmessnetzes in
Sachsen organisierten die Schweizer Kollegen einen Work -
shop mit dem Ziel, die Erfahrungen des hochwassersiche-
ren Pegelbaus und -betriebs sowie der Hochwasservorher-
sage und -alarmierung der Schweiz mit den jüngsten Erfah-
rungen aus Sachsen zusammenzuführen und sich über die
Möglichkeiten eines optimierten Hochwasser warndienstes
auszutauschen. Der Workshop, der im Bundesamt für
Wasser und Geologie in Bern vom 24. bis 26.3.2003 statt-
fand, vereinte Fachvorträge von Kollegen des Schweizer
Bundesamtes für Wasser und Geologie, des Sächsischen
Landesamtes für Umwelt und Geologie sowie der UBG. Die
Themen palette reichte von der Auswertung des Hoch -
wassers im August 2002, der Organisation des Hochwasser-
warnsystems in der Schweiz bis hin zur Vorstellung techni-
scher und organisatorischer Lösungen der Datenerfassung
und Auswertung. Die UBG stellte die in Entstehung befind-
lichen Konzepte zu Pegelbau und Ausrüstung vor. Der für
fachliche Dispute zur Umsetzung einer hohen Datenverfüg -
barkeit an den Hochwassermeldepegeln vorgesehene
Rahmen wurde gern und ausgiebig genutzt.
Exkursionen und Demonstrationen zu den in der Schweiz
praktizierten Pegeldispositionen und -ausstattungen, den
gebräuchlichen fest installierten und mobilen Messgeräten
sowie den verwendeten Messmethoden unterstützten die
Fachvorträge.
Die Vorstellung und Diskussion des auch beim Hochwasser
2002 in Sachsen eingesetzten ADCP-Messgerätes nahm
dabei einen breiten Raum ein.
Neben der Gewinnung der Daten waren auch deren Über-
tragung und Auswertung sowie die Art der Veröffentlichung
von besonderem Interesse. Dabei beeindruckte besonders
die Aktualität der im Internetportal des Schweizer
Bundesamtes publizierten Wasserstands- und Abflusswerte
(www.bwg.admin.ch).
Von den Vorträgen und Diskussionen auf dem Workshop
gingen starke Impulse für die Entwicklung und Aus -
gestaltung des Pegelbau- und Ausrüstungskonzeptes des
Freistaates Sachsen aus. Hier wurde die Grundlage für eine
fachliche Zusammenarbeit gelegt, die weit über eine rein
finanzielle Unterstützung hinausreicht.
Abb. 14:
Kollegen aus der Schweiz und Sachsen beim
Fachsimpeln
Abb. 15:
Die Teilnehmer des Workshops vom 24. bis 26. 3. 2003 in Bern. Der Erfahrungsaustausch vereint Fachkollegen
aus der Schweiz und aus Sachsen.

image
image
image
14
3.1
Hochwasserschutz und
Hochwassernachrichten-
dienst in Sachsen
Aus den in der Vergangenheit bestehenden und im Ergebnis
der Ereignisanalysen festgestellten Defiziten leitete das
LfUG folgende Anforderungen an den zukünftigen
Hochwasserschutz ab (LfUG 2004b):
n
Der Schutz von Menschenleben muss im Vordergrund
stehen.
n
Eine völlige Verhinderung von finanziellen Schäden ist
technisch und ökonomisch nicht realisierbar. Das finan-
zielle Risiko ist durch eine Kosten-Nutzen-Analyse der
erforderlichen Aufwendungen für den Hochwasser -
schutz bestimmbar.
n
Es ist nicht nur das Gefahren- sondern auch das
Schadens potential zu verringern.
Geeignete Maßnahmen zur Verminderung des Gefahren -
potentials sind die Reduzierung des Hochwasser abflusses
(z. B. Bau von Rückhaltebecken), die Steigerung der
Abflusskapazität, die Vermeidung lokaler Schwach stellen
(z. B. enge Brücken), die Ufer sicherung und Geschiebe -
bewirtschaftung sowie die Reduzierung und der Rückhalt
von Treibgut. Die Verminderung des Schadens potentials
beinhaltet sowohl die Freihaltung der gefährdeten Flächen
von Bebauung als auch Nutzungsvorschriften und Maß -
nahmen der Bauvorsorge wie Bauauflagen oder Objekt -
schutzmaß nahmen.
Die fachliche Grundlage zur Planung und Umsetzung
dieser Maßnahmen bilden die nach 2002 neu erstellten
Hochwasserschutzkonzepte und die darin enthaltenen
Gefahrenkarten. Die Gefahrenanalyse baut auf den
Erfahrungen der Schweiz auf (BWW 1997) und umfasst
alle relevanten Prozesse wie Wasserabfluss, Erosion,
Sedimentablagerung und Treibgut (LfUG 2004a,b).
Für den Katastrophenfall ist eine gute Notfallplanung uner-
lässlich. Jede Gemeinde muss deshalb detaillierte Hoch -
wasseralarmpläne bereithalten und die Einsatzbereitschaft
ihrer Wasserwehr sicherstellen. Eine wichtige Grundlage
zur Auslösung von Abwehrmaßnahmen sind Hochwasser -
vorhersagen und -alarmierungen sowie deren sichere Über-
mittlung an die verantwortlichen Stellen.
Abb. 16:
Ausschnitt aus der Gefahrenkarte Schlottwitz/
Müglitztal (LfUG 2004b)
3 Anforderungen an das
künftige Pegelmessnetz

Der Hochwassernachrichten- und -alarmdienst wurde neu
konzipiert, um künftig schneller und qualitativ bessere
Informationen über die mögliche Entstehung einer
Hochwassersituation bzw. über die Entwicklung eines
bereits eingetretenen Hochwassers zu liefern (Abb. 17).
Rechtsgrundlagen sind die Hochwassernachrichten- und
Alarmdienstverordnung (HWNAV) und die Hochwasser-
meldeordnung (HWMO) vom 17. 8. 2004.
Die Leitung des Hochwassernachrichten- und -alarm -
dienstes liegt seit dem 1. 4. 2004 beim neu gebildeten
Landeshochwasserzentrum (LHWZ) des LfUG. Es verteilt
die Hochwassernachrichten, die aus Hochwasser -
standsmeldungen, Hochwassereilbenachrich tigungen und
Hochwasserwarnungen bestehen, Flussgebietsweise ent-
sprechend den Zustellungsplänen der HWMO. Für jeden
Hochwassermeldepegel (HWP) sind jeweils vier Alarm-
stufen und ggf. zusätzliche Meldestufen festgelegt (Tab. 4).
Die Lage der Hochwassermeldepegel ist in der beiliegenden
Karte verzeichnet. Die Ausrufung der Alarmstufen erfolgt
flussabschnittsweise durch die zuständige untere
Wasserbehörde.
In den kleinen Einzugsgebieten der sächsischen Mittel -
gebirge liegen zwischen dem Beginn von Starknieder -
schlagsereignissen und dem Erreichen bzw. Überschreiten
der Alarmstufenbereiche nur sehr kurze Reaktionszeiten
von 4 bis 6 Stunden. Hochwasser vorhersagen für einen
größeren Zeitraum gründen sich in diesen Flussgebieten
deshalb vor allem auf Niederschlagsprognosen und flächen-
bezogene aktuelle Niederschlagsdaten. Aus diesem Grund
erhielt die UBG im Jahr 2003 den Auftrag für die Errichtung
und den Betrieb eines landes eigenen Ombrometer -
messnetzes zur Verdichtung des staatlichen Niederschlags -
messnetzes des Deutschen Wetterdienstes.
15
Tab. 4:
Merkmale der Hochwasseralarmstufen nach der sächsischen Hochwassermeldeordnung (SMUL 2004b)
Alarmstufe Merkmale
Alarmstufe 1:
Beginn der Ausuferung der Gewässer
Meldedienst
Alarmstufe 2:
Überschwemmung land- oder forstwirtschaftlicher Flächen, von Grünflächen einschließlich
Kontrolldienst
Gärten sowie einzeln stehender Gebäude oder leichte Verkehrsbehinderung auf Straßen und
Notwendigkeit der Sperrung von Wegen; Ausuferung bei eingedeichten Gewässern bis an
den Deichfuß
Alarmstufe 3:
Überschwemmung von Teilen zusammenhängender Bebauung oder überörtlicher Straßen
Wachdienst
und Schienenwege; bei Volldeichen Wasserstand etwa in halber Deichhöhe; Vernässung von
Polderflächen durch Drängewasser
Alarmstufe 4:
Überschwemmung größerer bebauter Gebiete mit sehr hohen Schäden, unmittelbare
Hochwasserabwehr
Gefährdung für Menschen und Tiere; Erreichen des Bemessungswasserstandes bei
Volldeichen oder unmittelbare Gefahr von Volldeichbrüchen
Abb. 17:
Zukünftige Melde- und Informationswege der Hochwassernachrichten im Freistaat Sachsen (LfUG 2004b)
Medien
TV, Radio, Zeitung
Informationsplattform
Internet, Videotext
Telefon
Hochwasserstands-
meldungen
Hochwassereil-
benachrichtigung
per SMS
Hochwasserwarnungen/
-entwarnungen
Wasserstandsdaten
Landeshochwasserzentrum
Wetterprognosen
Talsperren-
Meldezentrale
ausgewählte Dritte
Niederschlagsdaten
Regierungs
-
präsidien
Landkreise
Kreisfreie Städte
Kommunen
Wasserwehr

image
3.2 Pegelkonzeption des
Landesamtes für Umwelt
und Geologie
Zuverlässige Informationen über das aktuelle Hoch -
wassergeschehen durch zeitnahe und korrekte digitale
Wasserstandsdaten bilden die Grundlage für wirksame und
zielgerichtete Maßnahmen zur Schadensminderung
während eines Hochwassers. Die Pegel sind daher so aus-
zulegen, dass ihre Funktionstüchtigkeit auch bei Extrem-
hochwasser gewährleistet ist. Den Schwerpunkt stellen
hierbei Hochwassermeldepegel dar.
Um einen einheitlichen Standard bei der technischen
Ausrüstung der Pegel zu gewährleisten, konzipierte das
LfUG nach dem Augusthochwasser 2002 vier
Pegelkategorien, legte grundsätzliche Ausstattungs -
merkmale fest und ordnete alle Pegel entsprechend ihrer
Bedeutung zu (Tab. 5). Auf diese Weise entstand erstmals
eine systematische Ausrüstungskonzeption für alle säch -
sischen Pegel, die so genannte Pegelkonzeption (LfUG
2004c).
Die Pegel der
Kategorie A
sind aufgrund ihrer Funktion
redundant ausgerüstet. Die Redundanz umfasst sowohl die
Datenerfassung (Sensorik) als auch das Datenmanagement,
die Datenübertragung und die Energieversorgung. Die
Redundanz beruht dabei nicht auf der Verdopplung identi-
scher Systeme sondern wird durch unterschiedliche
Methoden erreicht (diversitäre Redundanz).
Bei den Pegeln der
Kategorie B
wird aus technischen und
wirtschaftlichen Gründen auf eine redundante Ausrüstung
verzichtet. In diese Kategorie werden alle Pegel eingeord-
net, deren Messwerte für wasserwirtschaftliche Betrach-
tungen und Untersuchungen möglichst zeitnah zur
Verfügung gestellt werden müssen. Dies sind zum Beispiel
Pegel, die in Auswertungen für „Routineberichte“ benötigt
werden bzw. Pegel des täglichen Meldedienstes.
16
Kategorie
Funktion
Ausrüstung
umfasst derzeit:
A
Hochwassermeldedienst, sofern aus technischen
diversitär
81 Pegel
oder anderen Gründen nicht in Kategorie B
redundant
eingeordnet, Erfassung der Variabilität des
Wasserdargebots
B
Erfassung der Variabilität des Wasserdargebots,
Datensammler
96 Pegel
Hochwassermeldedienst und DFÜ
C
Kontroll- und Steuerfunktion
Datensammler
71 Pegel
ohne DFÜ
D
Örtlich begrenzte Bedeutung oder
keine
10 Pegel
Sondermessfunktion (z. B. Pegel Dritter)
Festlegungen
In
Kategorie C
werden alle anderen Pegel des Basis -
messnetzes sowie des Kontroll- und Steuermessnetzes
eingeordnet, sofern diese keine Hochwassermeldefunktion
ausüben. Für die Registrierung der Messwerte kommen
Datensammler ohne Datenfernübertragung zum Einsatz.
Der
Kategorie D
sind Pegel aus Sondermessnetzen des
Freistaates bzw. Pegel Dritter zugeordnet. Wegen der unter-
schiedlichen Anforderungen an diese Pegel werden keine
Ausrüstungsfestlegungen getroffen.
Aufgabe der Staatlichen Umweltbetriebsgesellschaft ist es,
die Aus rüstung und Funktionsweise aller Landespegel mit
Ausnahme der Pegel des Kontroll- und Steuermessnetzes
entsprechend der Pegelkonzeption sicherzustellen.
Tab. 5:
Übersicht der sächsischen Pegelkategorien
Abb. 18:
Hochwassereilbenach -
richtigung per SMS

image
3.3 Bauliche und technische
Anforderungen zur
Gewährleistung der
Datenverfügbarkeit
Die Flutkatastrophe vom August 2002 stellt einen Extremfall
dar, der für Planung, Bau und Betrieb künftiger Pegelanlagen
in Sachsen berücksichtigt werden muss. Der Geschäfts -
bereich Messnetzbetrieb Wasser der UBG konnte diese
Erfahrungen in die Erarbeitung der LAWA-Empfehlung
„Sicherstellung der Datengewinnung an Pegeln bei
Extremhochwasser“ einbringen (LAWA 2004).
Die baulichen Anlagen bilden die Grundlage für eine siche-
re Datenerfassung und Übertragung. Sie sollten stand-
ortspezifisch optimal auf die jeweilige Aufgabe der
Pegelstation ausgelegt werden, so dass auch bei
Extremhochwasser der Hochwassernachrichtendienst
sowie möglichst alle erforderlichen gewässerkundlichen
Arbeiten sicher ausgeführt werden können. Aus den
Erfahrungen der Flutkatastrophe vom August 2002 werden
deshalb nachstehende Erkenntnisse für den Bau und
Betrieb von Pegelanlagen in Sachsen abgeleitet.
Einschlägige technische Regeln und Empfehlungen (wie z.
B. die Pegelvorschrift (LAWA, BMV 1997) bleiben unberührt:
n
Durch die Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA
2004) wird empfohlen, als Bemessungshochwasser in
etwa ein HQ
500
heranzuziehen. Unter Beachtung der bis-
herigen HQ(t) kann der zugehörige Bemessungs -
wasserstand in etwa mit W=f (1,3…1,9 HQ
100
) abge-
schätzt werden, wobei eine Wichtung nach Einzugs -
gebietscharakteristik vorzunehmen ist (großer Faktor für
kleine Einzugsgebiete). Im Flachland ist dieser Ansatz
ggf. zu reduzieren. Der Bemessungswasserstand sollte
mit einem standortabhängigen Sicherheits aufschlag für
Gebäude, Lattenpegel, Messstege und messtechnische
Anlagen versehen werden.
n
Im Zuge der Planung sind durch die Betrachtung stand -
ortkonkreter Lastfälle (Extremhochwasser!) geeignete
bauliche Lösungen zu entwickeln und entsprechende
statische Nachweise zu führen.
n
Bei vorhandenen Pegelanlagen muss die Sicherheit
gegen Zerstörung oder Ausfall der Datenstationen
nachträglich geprüft werden.
n
Es sollen alle Wasserstandsbereiche erfasst werden.
Der Pegelhausfußboden ist höhenmäßig entsprechend
einzuordnen. Datenaufzeichnungsgeräte müssen außer-
halb des Wasserschwankungsbereiches angebracht
werden. Bei Pegelschreibern muss der Schwimmer-
auftrieb bis zum Schreibpegeltisch gewährleistet sein.
Wo der Schwankungsbereich des Wasserstandes dies
erfordert, sind Schreibpegel mit Umkehrspindel solchen
ohne vorzuziehen.
n
Rückstauerscheinungen durch Brücken, Wehre und
Zusammenflüsse sollten ausgeschlossen oder mess-
technisch erfassbar sein (z. B. durch Ultraschallanlagen).
n
Die Höhe von Lattenpegeln soll mindestens 1 m über
dem Bemessungshochwasser liegen, um die exakte
Ablesbarkeit auch aus größerer Entfernung zu ermögli-
chen.
n
Böschungen und Messsohlen sollten mittels
Herdmauern oder Spundwänden abgeschlossen wer-
den. Messstrecken in stark erosionsgefährdeten
Bereichen oder mit hohem Fließgefälle sollten aus
Wasserbaupflaster oder Beton und mit Kantenschutz aus
Stahl ausgeführt werden.
n
Zur Sicherstellung der Datenerfassung, -speicherung
und -übertragung sind hochwassersichere Standorte für
Pegelhäuser, Stromanschlüsse (Zähleranschlusssäulen
und Sicherungskästen) sowie Telefon-/Funkverbindung
notwendig.
n
Bei vorhandenen Pegelhäusern aus Holz ist bei Überflu-
tungsgefahr die Verankerung zu verstärken.
n
Blitzableiter außen und die Einrichtung eines abgestuften
Innenschutzes zum Schutz der elektrischen Bauteile
haben sich bewährt.
n
Die Unterkante von Messstegen soll mindestens 1 m
über dem Bemessungswasserstand liegen, um die
Gefahr der Zerstörung durch Treibgut zu vermindern. Die
Messstegfundamente sind gegen Ausspülungen zu
sichern und entsprechend zu gründen. Bewährt haben
sich Stegbefestigungen mit Schwerlastankern bzw. das
Einlassen und Befestigen des Steges in einer
Betonaussparung im Widerlager.
17
n
Im Bereich der Pegelanlagen haben sich trocken gesetz-
te, einfache Mauerverbände nicht bewährt (Ausnahme:
hochkant gesetzte, verzwickte Plattenverbände).
Widerstandsfähiger waren in Unterbeton gesetzte und
bündig mörtelverfugte Mauerverbände. An mit
Trockenmauern ausgeführten Pegelanlagen war der
Reparaturaufwand besonders hoch.
n
Grundsätzlich ist auf eine fachgerechte und sorgfältige
Bauausführung zu achten.
Abb. 19:
Messsteg Pockau 1/ Flöha mit Überströmung
und Baumanprall

image
image
n
Drei Seilkrananlagen (SKA) gingen während des August -
hochwassers 2002 durch anprallendes Treibgut (Bäume,
Gartenhäuser, Baumaschinen etc.) verloren. Beim
Wiederaufbau der SKA wurde deshalb ein
Sicherheitsabstand von 2 m vom Wasserstand des
13.8.2002 bis Unterkante Tragseil beachtet. Neue SKA
mit großer Spannweite sind mit pneumatischer
Vorspannung und elektrischem Antrieb auszustatten
(schnellere Bedien barkeit, Sicherheit für Messtechnik).
n
Bei Ultraschalldurchflussmessanlagen ist auf stabil und
böschungsgleich eingebaute Ultraschallsensoren sowie
eine sichere Kabelverbindung zwischen beiden Ufern
zu achten.
Die Vielfalt der Standortbedingungen von Pegelanlagen lässt
keine pauschalen Vorgaben über die Eignung von Mess -
verfahren, Bautechniken und daraus resultierende Kosten
zu. Vielmehr ist für jeden Standort ein Optimum aller
Komponenten herbeizuführen, um eine hohe Ausfall -
sicherheit, Arbeitsicherheit und Messgenauigkeit auch bei
Extremhochwasser zu gewährleisten.
Eine 100%ige Sicherheit ist u. a. aus wirtschaftlichen
Gründen nicht zu erreichen.
18
Abb. 20: Überströmung Seilkrananlage Wolkenburg /
Zwickauer Mulde
Abb. 21:
Riss des Datenkabels der Ultraschallanlage Wolkenburg / Zwickauer Mulde

image
image
Die vollständige Umsetzung der in Kapitel 3.3 formulierten
Empfehlungen zur Hochwassersicherheit der Pegelanlagen
ist ein langfristiger Prozess. Gesicherte hydrologische Daten
zu den neuen, unter Berücksichtigung des Augusthoch -
wassers 2002 anzunehmenden Bemessungs hochwässern
mussten zunächst erarbeitet werden und standen erst ein
bis zwei Jahre nach dem Ereignis zur Verfügung. Beim
Neubau und bei der Ertüchtigung hochwassergeschädigter
Pegel floss der jeweilige Kenntnisstand unmittelbar in die
4 Analyse des Handlungsbedarfs
19
Anforderung
Ist-Zustand nach dem HHW 2002
Handlungsbedarf
Bereitstellung von
5 Pegel völlig zerstört, 43 Pegel
Wiederaufbau bzw. bauliche Ertüchtigung
Wasserstands- und
unterschiedlich stark beschädigt
von 48 Pegeln; Untersuchung der Hoch -
Durchflussdaten gemäß
wassergefährdung und ggf. Schaffung der
Messprogramm
Hochwassersicherheit an den übrigen
Pegeln
Bereitstellung gesicherter
Vorhandene Pegel im
Neubau von 3 Pegeln
Wasserstands- und
Mündungsbereich
Durchflussdaten im
rückstaubeeinflusst;
Unterlauf von Freiberger
unzureichende Pegelanzahl
und Zwickauer Mulde
Redundante DFÜ-
61 Pegel der späteren
Schaffung der Redundanz
Ausrüstung aller 74
Kategorie A mit DFÜ,
an 74 Pegel der Kategorie A
von der UBG
aber keine redundante Ausrüstung
betriebenen A-Pegel
Ausrüstung aller 70
32 Pegel der späteren
Neu- bzw. Wiederausrüstung
von der UBG betriebenen
Kategorie B mit DFÜ,
von 41 Pegeln der Kategorie B mit DFÜ
B-Pegel mit DFÜ
davon 3 DFÜ beim HHW
zerstört bzw. geschädigt
Ausrüstung aller 47
33 Pegel der späteren
Neuausrüstung von 14 Pegeln
von der UBG betriebenen
Kategorie C mit Datensammlern
der Kategorie C mit Datensammlern
C-Pegel mit Datensammlern
Gewährleistung von Abfluss-
16 SKA, davon 4 beim HHW zerstört;
Wieder- bzw. Neuerrichtung von 18 SKA;
messungen bei seltenen
3 Brückenausleger und 3 HW-Hänger
Erweiterung der mobilen Messtechnik
Hochwasserereignissen
für mobilen Einsatz in 3 Fachbereichen
Der Vergleich zwischen den in Kapitel 3 beschriebenen
Anforderungen und dem Zustand nach dem Extrem -
hochwasser vom August 2002 erbrachte einen erheblichen
Handlungsbedarf, der in Tabelle 6 zusammengestellt ist.
Der Zeitplan und die Prioritäten zur Umsetzung wurden mit
dem LfUG abgestimmt und in den jährlich aktualisierten
Pegelbauprogrammen konkretisiert (aktueller Arbeitsstand
siehe Kapitel 6). Die gewählten technischen und organisa-
torischen Lösungen sind in Kapitel 5 beschrieben.
Tab. 6:
Tabelle Handlungsbedarf

image
Aufgaben stellungen ein, so dass diese weitgehend hoch-
wassersicher ausgeführt werden konnten.
Für die bisher nicht oder nur geringfügig von extremen
Hochwassern betroffenen Pegel Sachsens finden sukzessive
Analysen zur Hochwassergefährdung statt. So werden z. B.
im Fachbereich Chemnitz im Rahmen von Projektarbeiten
des Freiwilligen Ökologischen Jahres schrittweise
n
die Gefährdung des Pegelhauses bzw. der Messtechnik,
n
die Gefährdung von Seilkrananlage bzw. Messsteg und
n
die Zugänglichkeit bzw. Erreichbarkeit
der Pegel untersucht und durch Einteilung in vier
Gefährdungsklassen bewertet.
Die bei der Bewertung der Pegelhäuser getroffenen
Annahmen gehen aus Abbildung 22 hervor. Ist mit einer
Flutung des Pegelhauses unterhalb des Gerätetisches zu
rechnen, erfordert dies bei ausreichender Schachttiefe den
Einbau einer Sicherung gegen Anstoßen des Schwimmers
oder den Einsatz schwimmerloser Sensoren (vgl. Kap. 5.2).
Abbildung 23 zeigt beispielhaft die Ergebnisse der
Gefährdungsuntersuchung für 24 Pegel des Chemnitzer
Raumes.
Kartendarstellungen analog Abbildung 24 verdeutlichen den
künftigen Handlungsbedarf zur Herstellung der Hoch -
wassersicherheit an den Pegelanlagen.
20
NNW
Geringe Gefährdung:
Wasserstand in
Schwimmeranstoß-
Gefahrenzone;
Wasser im Pegelhaus
Starke Gefährdung:
Wasserstand über
dem Gerätetisch
Extreme Gefährdung:
Pegelhaus
vollkommen überflutet
Detail
Keine Gefährdung:
Wasserstand unter
Schwimmeranstoß-
Gefahrenzone
Gerätetisch
Pegel-
Schacht
Fußboden-
Detail
Oberkante
Stärke der
Schachtabdeckung
halbe Schwimmerhöhe
Öffnung und Führung,
um Schwimmeranstoß
zu vermeiden
Schwimmer
Abb. 24: Ausgewählte Ergebnisse der Gefährdungs -
bewertung für 24 Pegel des Bereiches
Chemnitz
Abb. 22:
Gefährdungsbewertung für das Pegelhaus
Abb. 23:
Hochwassergefährdung der Pegelhäuser des
Bereiches Chemnitz
extreme Gefährdung
starke Gefärdung
geringe Gefährdung
keine Gefährdung
nicht untersucht
HQ (100)
0%
HQ (100)
Gefährdung für das Pegelhaus
Gefährdung der Zugänglichkeit
HQ (500)
HQ (500)
4% 4% 4%
21%
79%
46%
42%
0%
13%
6%
6%
6%
25%
13%
57%
17%
57%
extreme Gefährdung
(Pegel nicht mehr erreichbar)
starke Gefährdung (Pegel nur
durch Wasserpassage erreichbar)
geringe Gefährdung
(Pegel zu Fuß erreichbar)
keine Gefährdung
(Pegel mit Kfz erreichbar)
nicht untersucht

image
image
5.1 Pegelneubau und Ertüch -
tigung vorhandener Pegel
Kapitel 4 verdeutlicht den gewaltigen Umfang der Maß-
nahmen, die nach dem Augusthochwasser 2002 entspre-
chend der formulierten Anforderungen an das zukünftige
sächsische Pegelmessnetz zu realisieren waren und sind.
Hieraus resultieren nicht zuletzt erhebliche finanzielle
Aufwendungen.
Das Schweizer Hilfsprojekt „Wiederinstandstellung von
Pegelstationen in Sachsen“ mit einer Gesamtsumme von
1 Mio. SFr. ermöglichte die Instandsetzung bzw. den
Neubau mehrerer Pegelanlagen. Diese sollen deshalb stell-
vertretend für die Vorbereitung und Durchführung von bau-
lichen Maßnahmen an Pegelanlagen nachfolgend näher
erläutert werden.
Aufgrund seiner großen Bedeutung liegt dabei der
Schwerpunkt auf dem Pegel Wechselburg 1:
Der Pegel Wechselburg an der Zwickauer Mulde hat ein
Einzugsgebiet von 2107 km
2
, wird seit 1907 mittels
Pegelschreiber betrieben und ist einer der ältesten Pegel
mit kontinuierlicher Registrierung in Sachsen. Er fungiert als
Hochwassermeldepegel und ist im Deutschen
Gewässerkundlichen Jahrbuch verzeichnet. 1999 wurde ein
Ersatzneubau im denkmalgeschützten Klosterpark des
Benediktinerklosters auf Grundlage des bis dahin höchsten
bekannten Wasserstandes aus dem Jahre 1954 (531 cm bei
915 m
3
/s) zuzüglich 1 m Sicherheitszuschlag errichtet.
Dieser neue Pegel Wechselburg 1 war mit einem konven-
tionellen Pegelschreiber, einer Datenfernübertragung
System Läufer IDC-2 mit Meßwertansager und einer elek-
trischen Seilkrananlage (Spannweite ca. 60 m) mit Seil-
schlossspannung ausgestattet.
Der Pegel wurde am 13.8.2002 gegen 5:00 Uhr bei einem
Wasserstand von W=597 cm und einem Durchfluss von ca.
1000 m
3
/s zerstört (zum Vergleich MW=74 cm, MQ=25,9
m
2
/s). Auslöser der Zerstörung war Treibgut (mehrere
Bäume und ein Radlader), welches sich im Tragseil der
Seilkrananlage verfing und die Gegenstütze mit Fundament
herausriss, die dann weggespült wurde. Das Tragseil
„zersägte“ anschließend die an- und unterstromigen
5 Gewählte technische und orga-
nisatorische Lösungen
21
Abb. 25:
Zerstörter Pegel Wechselburg 1/ Zwickauer Mulde am 13.8.2002

image
Wände des Pegelhauses und brachte diese zum Einsturz
(Abb. 25). Die Lattenpegelanlage einschließlich einer frei-
stehenden Pegelstaffel wurde nicht zerstört.
Am 27.9.2002 besichtigten Mitarbeiter der UBG gemein-
sam mit Herrn Prof. Spreafico vom Schweizer Bundesamt
für Wasser und Geologie (BWG) den zerstörten Pegel, der
daraufhin in die Prioritätenliste der Schweizer Hilfe einge-
ordnet wurde.
Die von der UBG erarbeitete und mit dem Landesamt für
Umwelt und Geologie sowie der Unteren Wasserbehörde
abgestimmte Aufgabenstellung sah den Wiederaufbau der
Pegelstation mit den Komponenten Pegelhaus, Seilkran-
anlage, Datenfernübertragung und Pegelschreiber am glei-
chen Standort vor. Der Pegelschacht und die gesamte
Infrastruktur konnten weiter genutzt werden.
Die Erfahrungen aus der Flutkatastrophe 2002 bestimmten
die Vorgaben für den Ersatzneubau:
n
Errichtung einer elektrischen Seilkrananlage über die
gesamte Talbreite (100 m), um den Abfluss vollständig
erfassen zu können
n
Wahl einer Seilkrananlage mit hydraulischer
Vorspannung, um den Seildurchhang zu verringern.
Dabei sollte das Tragseil eine Höhe von 2 m über
Maximalwasserstand nicht unterschreiten
n
Einordnung des Pegelhausfußbodens 1 m über dem
Maximalwasserstand vom 13.8.2002, um den
Wasserstandsschwankungsbereich bei Extremhoch -
wasser sicher erfassen zu können
Die Planung, Ausschreibung und Realisierung der
Baumaßnahme erfolgte durch den Staatsbetrieb
Sächsisches Immobilien- und Baumanagement (SIB),
Niederlassung Chemnitz. Ein Architekturbüro entwarf und
plante das Pegelhaus unter Berücksichtigung denkmalpfle-
gerischer, gartenbaulicher und architektonischer Gesichts -
punkte. In den Planungsprozess waren das Sächsische
Landesamt für Denkmalpflege und das Gartenbauamt des
Landkreises Mittweida einbezogen.
Im Ergebnis der Ausschreibung übernahm eine im Pegelbau
erfahrene Fachfirma die Bauausführung. Die UBG begleite-
te den gesamten Prozess fachtechnisch.
Durch die Hilfe der Schweizer Eidgenossenschaft und das
konzentrierte Zusammenwirken der am Bau beteiligten
Partner gelang es, den gesamten Planungs-,
Genehmigungs- und Ausführungsprozess innerhalb eines
Jahres abzuwickeln. Am 29.10.2003 fand die feierliche
Einweihung der neu errichteten Pegelanlage statt (Abb. 27).
Die nach Wechselburg größte Pegelbaumaßnahme unter
Verwendung finanzieller Mittel aus der Schweiz war die
Errichtung des Ersatzneubaus für den zerstörten Pegel
Hainsberg 1/ Rote Weißeritz. Da dessen Standort bei
Extremhochwasser nicht erreichbar und wegen Treibgut
(Baumstämme aus dem oberhalb gelegenen Rabenauer
Grund) extrem gefährdet war, musste ein Ersatzstandort
gefunden werden. Die Standortsuche wurde durch
Schweizer Kollegen des BWG unterstützt. Der
Ersatzstandort Hainsberg 5 befindet sich ca. 500 m unter-
halb des ehemaligen Pegelstandortes Hainsberg 1 sowie
ca. 120 m oberhalb des Zusammen flusses von Roter und
Wilder Weißeritz. Er wird durch eine 25 m stromab befind-
liche Sohlgleite vor Rückstau aus der Vereinigten Weißeritz
und durch eine ca. 240 m stromauf gelegene Eisenbahn -
22
Abb. 26:
Wiederaufbau Pegel Wechselburg 1/ Zwickauer Mulde im September 2003

image
image
image
image
brücke, die dem Augusthochwasser 2002 standgehalten hat-
te, vor Treibgut geschützt. Der neue Pegel ist als Schreib-
pegel mit Pegelschacht, Messsteg, Elektro- und Fernmelde-
anschluss ausgerüstet. Durch konstruktive Abstimmungen
mit einem Grundstückseigentümer sowie der Stadt Freital
gelang es, in gewässernaher Innerortslage einen über-
flutungssicheren Standort für das Pegelhaus zu finden.
Auch die Seilkrananlage am Pegel Spreewitz/ Spree wurde
unter Verwendung Schweizer Hilfsgelder errichtet. Durch
diese Maßnahme verbesserten sich die Möglichkeiten für
Durchflussmessungen im Hochwasserfall im Einzugsgebiet
der Spree entscheidend.
Eine weitere Pegelbaumaßnahme mit Schweizer Unter-
stützung war der Ersatzneubau des zerstörten Pegels Lieb-
stadt 1/ Seidewitz. Durch Treibgut, welches sich am Mess -
steg verklaust hatte, war es hier während des August -
hochwassers 2002 zu Rückstau und massiven Auskolkungen
sowie schließlich zur Unterspülung und Verschiebung des
gesamten Pegelhauses gekommen (Abb. 30).
Auch hier fanden die Mitarbeiter der UBG bei der Suche
nach einem neuen Pegelstandort aktive Unterstützung
durch die Kollegen des BWG, die ihre Erfahrungen bei ähn-
lich gelagerten Problemstandorten in der Schweiz ein-
brachten. Der neue Standort Liebstadt 2 befindet sich ca.
300 m unterhalb des früheren Standortes Liebstadt 1 sowie
unmittelbar unterhalb einer vorhandenen Straßenbrücke.
Diese soll im Rahmen einer geplanten Rekonstruktion unter
Mitwirkung der UBG so gestaltet werden, dass sie für
Durchflussmessungen bei hohen Wasserständen nutzbar
ist. Dadurch kann ein separater Messsteg entfallen, der
zusätzliche Kosten verursachen und außerdem ein neues
potenzielles Abflusshindernis darstellen würde.
Neben den beschriebenen Leistungen an den o. g. Anlagen
wurden an vier weiteren Pegeln dringende Reparatur- und
Ersatzmaßnahmen mit Hilfe von Schweizer Mitteln finanziert:
n
Fundamentsicherung Pegel Dohna/ Müglitz
n
Elektroanschluss und Datenfernübertragung Pegel
Ammelsdorf/ Wilde Weißeritz
n
Elektroinstallation Pegel Schmiedeberg/ Rote Weißeritz
n
Elektroanschluss und Datenfernübertragung Pegel
Golzern 1/ Vereinigte Mulde.
Die geschilderten Beispiele zeigen, dass die Beratung und fi-
nanzielle Unterstützung der Schweiz ein maßgeblicher Fak-
tor für den hohen fachlichen Standard und die rasche Reali -
sierung von Bau- und Ausrüstungsmaßnahmen zur Wieder -
herstellung des sächsischen Pegelmessnetzes gewesen ist.
23
Abb. 27: Feierliche Einweihung des Pegels Wechsel -
burg 1/ Zwickauer Mulde am 29.10.2003
Abb. 28:
Ansicht des Pegels Wechselburg 1/ Zwickauer
Mulde im Sommer 2004
Abb. 29: Pegelbaumaßnahme Hainsberg 5/ Rote
Weißeritz
Abb. 30:
Zerstörungen am Pegel Liebstadt 1/ Seidewitz

image
5.2 Datenverfügbarkeit und
Datenfernübertragung
Nach dem Augusthochwasser 2002 wurde entschieden, die
wichtigsten Pegel des sächsischen Pegelmessnetzes
(A-Pegel gemäß Pegelkonzeption (LfUG 2004c)) redundant
auszurüsten. Das bedeutet, Datenerfassung, Daten -
management und Datenübertragung sind durch jeweils
zwei voneinander unabhängige Systeme zu realisieren
(Abb. 32). Außerdem sollte für die Information per
Telefonanruf ein Messwertansager integriert und für den
Netzausfall bei Überflutung von Zähleranschlusssäulen eine
Stromausfallüberbrückung vorgesehen werden.
Die vor und während des Augusthochwassers gesammel-
ten Erfahrungen zeigten, dass bei Pegeln mit Datenfern-
übertragung die Unterbrechung der Netzstromversorgung
wegen des hohen Energieverbrauches und zu geringer
Akkupufferung den raschen Ausfall der Datenübertragung
zur Folge hatte. Durch Ausfall bzw. Abschaltungen des
Telefonfestnetzes kam es zur Unterbrechung der Daten-
fernübertragung bei weiteren Pegelanlagen.
Bereits vor dem Augusthochwasser 2002 wurden im
Fachbereich Chemnitz Erfahrungen mit solarversorgten
Anlagen auf der Basis von 12 V-Technik und Abruf über das
GSM-Funknetz sowie mit dem Einsatz von Einperlsystemen
an Stationen ohne Pegelschacht gesammelt, die in die
Entwicklung einer netzautarken Datenfernüber tragungs -
einheit auf 12 V-Basis mit Redundanzansatz einflossen
(Abb. 31). Als Sensoren sind Winkelkodierer für den Einbau
im Schwimmerschacht sowie frei installierbare Einperl-
sensoren verwendbar. Zwei Festnetz- und ein Funkmodem
ermöglichen wahlweise oder auch gleichzeitig den Abruf
der Sensorik. Diese universelle Station kam beim
Hochwasser 2002 an verschiedenen Pegeln erfolgreich zum
Einsatz.
Die positiven Erfahrungen mit 12 V-Technik, Funkabruf und
Einperlsensoren wurden beim Aufbau des neuen redun-
danten Pegelnetzes genutzt. Die technischen Anfor -
derungen sind in einer Ausrüstungskonzeption zusammen-
gestellt:
n
Redundanz in der Messwerterfassung (zwei auf ver-
schiedenen physikalischen Messprinzipien basierende
Sensoren, die jeweils an beide Stationsmanager ange-
schlossen werden)
n
Redundanz im Datenmanagement (zwei unabhängige
Stationsmanager)
n
Redundanz in der Übertragung (Festnetzmodem und
Funkmodem oder Satellit)
24
Winkelkodierer mit Datensammler
Digitalmultimeter
Datenkabel Einperlsensor
Parametrierkabel Einperlsensor
Innenbeleuchtung
Microlink-Modem
Funkmodem M 20
Einperlsensor
Ladebuchse
Eurocom 24 Modem
Akku 12 V/6,5 Ah
Netzteil/Ladegerät
Abb. 31:
Universelle Datenfernübertragungseinheit (Th. Otto, UBG)

image
n
Bei festem Stromanschluss ausreichend dimensionierter
Pufferakku, ohne Stromanschluss Solarpanele mit
Brennstoffzellenunterstützung
n
12 V-Versorgung der gesamten Anlage für unter -
brechungsfreie Stromversorgung bei Netzausfall
n
Hochwassersichere Installation der gesamten Anlage,
d. h. auch für die Sensorik muss eine sichere Funktion
bei Höchstwasserständen (Überflutung des Pegel -
hauses) gewährleistet sein. Kann eine Flutung des
Pegelhauses nicht ausgeschlossen werden, müssen
schwimmerlose Sensoren zum Einsatz kommen, welche
auch bei Wasserstand im Haus messfähig bleiben (z. B.
Einperlgeräte, Drucksonden und extern montierte
Radarsensoren)
n
Vorgabe des in der Wasserwirtschaft verbreiteten
Deskriptiven Daten Protokolls (DDP) als Übertragungs-
protokoll
Diese technische Konzeption wurde mit dem Landesamt für
Umwelt und Geologie abgestimmt und als Arbeitsgrundlage
für die Planung des neuen Systems bestätigt. Im Ergebnis
einer europaweiten Ausschreibung erteilte die UBG den
Realisierungsauftrag an eine leistungsfähige Fachfirma, die
über umfangreiche Erfahrungen auf den Gebieten hydrolo-
gische Messtechnik und Datenfernübertragung verfügt.
In einem sehr eng gesetzten Zeitrahmen wurden ab
September 2004 insgesamt 64 der 74 A-Pegel der UBG mit
redundanter Technik ausgerüstet und per 31.1.2005 in
Betrieb genommen (Abb. 33).
Bei Pegeln mit schlechter Verfügbarkeit des GSM-
Funknetzes oder unwirtschaftlichem Festnetzanschluss
wird derzeit geprüft, ob die Datenübertragung alternativ mit-
tels Satellit oder Kurzstreckenfunk realisiert werden kann.
Eine weitere Erhöhung der Daten- und Abrufsicherheit ist
durch die in der Pegelkonzeption vorgeschriebene
Ausrüstung der Pegel der Kategorie B mit automatischer
Messtechnik und Datenfernübertragung vorgesehen, aller-
dings ohne redundante Auslegung.
25
Abb. 32: Schema einer redundanten Datenfernüber -
tragung
Abb. 33:
Neue Ausrüstung im Pegel Aue 1/ Schwarz-
wasser
ISDN-Anschluss
(B1- und D-Kanal)
Winkelkodierer,
Einperlsensor
Drucksonde,
Einperlsensor, Radar
GSM-
Funkverbindung
Stationsmanager 1
mit Netzversorgung und USV
B1-Kanal: normaler ISDN-Abruf
B2-Kanal: Messwertansage
D-Kanal: automatische
Datenlieferung an Zentralen
Stationsmanager 2
mit Netzversorgung und USV
oder Solarversorgung
5.3 Durchflussmessungen bei
Hochwasser mittels ADCP
Bisher waren im Hochwasserfall aufgrund des hohen
Zeitaufwandes nur wenige Durchfluss messungen mit kon-
ventioneller Technik (Schwimmflügel an Seilkrananlagen
oder Brückenauslegern) möglich. Der erfolg reiche Einsatz
eines Acoustic Doppler Current Profilers (ADCP) an der Elbe
im August 2002 durch ein Team des Schweizer
Bundesamtes für Wasser und Geologie lenkte die
Aufmerksamkeit auf diese Technik. Der Einsatz eines mobi-
len Messverfahrens nach dem Ultraschall-Dopplerprizip
erhöht die Anzahl der Messungen und die Mobilität der
Messtrupps, was im Hochwasserfall besonders wichtig ist.
Aus den Finanzmitteln der Schweiz konnte ein ADCP –
Messboot „Riverboat“ der Firma RD Instruments, San
Diego (Abb. 34), finanziert werden. Der fachliche Austausch
mit den Schweizer Kollegen und der Bundesanstalt für
Gewässerkunde in Koblenz war vor allem in der
Anfangsphase sehr hilfreich.
Inzwischen liegen in der UBG umfangreiche Erfahrungen
über den Einsatz des ADCP an mehreren Pegeln am Mittel-
und Unterlauf der Zschopau, der Freiberger, Zwickauer und
Vereinigten Mulde sowie der Weißen Elster vor. Zusätzlich
wurden ADCP-Messungen bei einem Hochwasser an der
Elbe in Torgau von der Straßenbrücke aus sowie im Auslauf
von Wasserkraftanlagen im freien Profil durchgeführt.
Bei einer Vielzahl von Vergleichsmessungen mit Mess -
flügeln konnten gute Übereinstimmungen festgestellt
werden, die Abweichungen lagen meist unter vier Prozent.
An der Ultraschalldurchflussmessanlage Wolkenburg/
Zwickauer Mulde wichen Messungen mit Schwimmflügel,
Laufzeit-Ultraschallanlage, Doppler-Ultraschallanlage und
ADCP maximal sechs Prozent voneinander ab.
Aufgrund der bisherigen Ergebnisse ist festzustellen, dass
bei Wassertiefen kleiner 70 cm mit diesem ADCP-Messboot

image
image
keine zufrieden stellenden Messungen erreicht werden.
Dies zeigt sich am Pegel Golzern 1 bei niedrigen
Wasserständen, da dort die linke Gewässerseite flach aus-
läuft. Ein messtechnisch nicht mehr erfassbarer Bereich
wird aber durch die Auswertungssoftware erfolgreich extra -
poliert. Dabei ist die genaue Ermittlung von Uferabstand und
-form Voraussetzung.
Auch in schnell fließenden Flüssen des Erzgebirges erwie-
sen sich die Einsatzmöglichkeiten des Gerätes bisher als
begrenzt, selbst wenn die erforderlichen Mindestwasser-
tiefen vorhanden waren. So konnten bei einer gemeinsam
mit der Landestalsperrenverwaltung durchgeführten
Eichmessung am Ablaufpegel Neid hardtsthal der Talsperre
Eibenstock (Zwickauer Mulde) trotz mehrfacher Versuche
mit unterschiedlichen Messpara metern, unterschiedlichen
Seillängen und konstruktiven Veränderungen am Gerät
keine verwertbaren Daten gewonnen werden. Die
Bedingungen im Messprofil der Zwickauer Mulde waren
durch schießende Abflussverhältnisse, Fließgeschwindig -
keiten von 3,3 m/s an der Oberfläche und starken Wellen -
schlag gekennzeichnet (Abb. 35).
Zusammenfassend wird festgestellt, dass die UBG unter-
dessen in der Lage ist, qualitativ hochwertige Messungen
mit dem ADCP durchzuführen. Für die Sicherung einer
hohen Qualität sind der Erfahrungsaustausch und eine
weitere kontinuierliche Zusammenarbeit auch im interna-
tionalen Rahmen notwendig.
26
Abb. 34:
ADCP-Messgerät
(Foto: BWG, Schweiz)
Abb. 35:
ADCP-Messung bei schießendem Abfluss an der Talsperre Eibenstock/ Zwickauer Mulde

image
Zweieinhalb Jahre nach dem Augusthochwasser 2002 ist
die Instandsetzung bzw. der Wiederaufbau der betroffenen
Pegelstationen fast abgeschlossen. Eine Übersicht über die
wichtigsten realisierten Baumaßnahmen ist in Tabelle 7
zusammengestellt. Hinzu kommen umfangreiche Instand -
setzungsmaßnahmen, welche die Landestalsperrenverwal -
tung auf der Basis entsprechender Koordinierungs verein-
barungen an Pegelan lagen der UBG realisiert hat.
Außerdem wurden insgesamt 65 Pegel der Kategorie A der
UBG mit redundanter Messtechnik und DFÜ ausgerüstet.
Die gesamte Planung und Realisierung einschließlich euro-
paweiter Ausschreibung dieser komplexen Ausrüstungs -
maßnahme erfolgte im Zeitraum von nur einem Jahr (2004).
Weitere 15 Pegel wurden mit automatischer Messtechnik
und DFÜ ohne Redundanz ausgestattet.
Für den Wiederaufbau und die bauliche Instandsetzung von
Pegelanlagen sowie deren Ausrüstung standen folgende
Finanzierungsquellen zur Verfügung:
n
Hochwasser-Aufbauhilfefonds des Sächsischen
Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft
in Höhe von 4,38 Mio. Euro
n
Schweizer Hilfsmassnahmen für das Projekt
„Wiederinstandstellung von Pegelanlagen“ in Höhe
von 1,0 Mio. SFr.,
davon für Pegelbau 0,61 Mio. Euro
n
Wirtschaftsplan der UBG, Sachkonto Pegelbau und
Ausrüstung 0,85 Mio. Euro
6 Arbeitsstand und Ausblick
27
Jahr Pegel Gewässer Maßnahme
2003
Altchemnitz 1
Zwönitz
Neubau Elektroanschluss
Ammelsdorf
Wilde Weißeritz
Ersatzneubau
Aue 3
Zwickauer Mulde
Ersatzneubau mit Seilkrananlage
Dohna
Müglitz
Reparatur Seilkrananlage
Golzern 1
Vereinigte Mulde
Reparatur Messprofil und Seilkrananlage
Hainsberg 4
Vereinigte Weißeritz
Ersatz Radarsensor
Rittersgrün
Pöhlwasser
Sanierung Lattenpegel und Sohle
Rothenthal
Natzschung
HW-Schadensbeseitigung
Spreewitz
Spree
Seilkrananlage
Streckewalde
Preßnitz
HW-Schadensbeseitigung
Wechselburg 1
Zwickauer Mulde
Ersatzneubau mit Seilkrananlage
Zöblitz
Schwarze Pockau
Ersatzneubau mit Seilkrananlage
2004
Altchemnitz 1
Zwönitz
Reparatur Messprofil und Pegeltreppe
Aue 1
Schwarzwasser
Ersatzneubau mit Seilkrananlage
Berthelsdorf
Freiberger Mulde
Ersatzneubau mit Messsteg
Cotta
Vereinigte Weißeritz
Reparatur Messprofil und Pegeltreppe
Geising
Rotes Wasser
Reparatur Messprofil
Hainsberg 1
5
Rote Weißeritz
Ersatzneubau mit Messsteg
Johanngeorgenstadt 3
4
Schwarzwasser
Ersatzneubau mit Seilkrananlage
Krummenhennersdorf 1
Bobritzsch
Ersatzneubau
Lichtenwalde 1
Zschopau
Ersatzneubau mit Seilkrananlage
Liebstadt 1
2
Seidewitz
Ersatzneubau
Mahlitzsch
Freiberger Mulde
Neubau
Nossen1
Freiberger Mulde
Ersatzneubau mit Seilkrananlage
Rautenkranz
Zwickauer Mulde
Ersatzneubau
Tab. 7:
Zusammenstellung der instand gesetzten bzw. wieder aufgebauten Pegelanlagen

image
Darüber hinaus sind in den Folgejahren weitere bauliche und
ausrüstungstechnische Maßnahmen an den Pegelanlagen
zu realisieren. Diese resultieren aus den Erfahrungen des
Augusthochwassers 2002 und den daraus abgeleiteten
Forderungen, welche in der Pegelkonzeption sowie im
„Pegelbau-, Rekonstruktions- und Ausrüstungsprogramm
Oberflächenwasser 2005“ des Landesamtes für Umwelt
und Geologie festgeschrieben sind.
28
Jahr Pegel Gewässer Maßnahme
2005
Böhrigen
Striegis
Ersatzneubau
Colditz
Zwickauer Mulde
Neubau
Dohna
Müglitz
Neubau Messstrecke und Ufermauer
Garsebach
Triebisch
Ersatzneubau mit Seilkrananlage
Leisnig
Freiberger Mulde
Neubau
Mulda 1
Freiberger Mulde
Neubau (Fortführung aus 2004)
Nebitzschen
Döllnitz
Ersatzneubau
Niederlungwitz
Lungwitzbach
Messsteghöherlegung
Rehefeld
Wilde Weißeritz
Ersatzneubau
Tab. 8:
Im Jahr 2005 geplante Pegelbaumaßnahmen
Abb. 36: Pegel Zöblitz/ Schwarze Pockau nach
Fertigstellung im Jahr 2003
Daraus ergeben sich in den kommenden Jahren folgende
Anforderungen an die UBG:
Anzahl
n
Neubau bzw. Ersatzneubau
kompletter Pegelanlagen
30
n
Rekonstruktion von Pegelanlagen
16
n
Ausbau von Messprofilen; Erneuerung von
Lattenpegeln, Neubau und Rekonstruktion von
Pegeltreppen
46
n
Errichtung von Seilkrananlagen
14
n
Errichtung von Messstegen
6
n
Erschließung mit Elektro- und
Fernmeldeanschlüssen
15
n
Ausrüstung mit redundanter
Messtechnik und DFÜ (geschätzt)
5
n
Ausrüstung mit automatischer
Messtechnik und DFÜ
20
Dieses Programm erfordert in den nächsten Jahren weiter-
hin hohe finanzielle Aufwendungen und von der UBG einen
großen personellen Einsatz bei der Umsetzung der genann-
ten Maßnahmen. Die Erfahrungen der letzten zweieinhalb
Jahre und die Fortsetzung der guten Zusammenarbeit mit
der Schweiz sowie mit den Wasserfachleuten der
Umweltverwaltung des Freistaates Sachsen werden dabei
eine große Hilfe sein.
Von diesen Mitteln wurde bis zum 31.12.2004 insgesamt
ein Betrag von 4,1 Mio. Euro verausgabt, darunter auch die
Finanzmittel aus dem Hilfsprojekt der Schweiz, die zwi-
schenzeitlich komplett aufgebraucht und gegenüber dem
Projektträger abgerechnet sind.
Für das Jahr 2005 stehen aus dem Hochwasser-
Aufbauhilfefonds Restmittel in Höhe von 1,15 Mio. Euro
sowie aus dem Wirtschaftsplan der UBG weitere 0,72 Mio.
Euro zur Verfügung. Die wichtigsten Baumaßnahmen für
2005 sind in Tabelle 8 zusammengefasst:

Literatur
29
BWW (1997): Berücksichtigung der Hochwassergefahren
bei raumwirksamen Tätigkeiten. Empfehlungen. Hrsg.:
Bundesamt für Wasserwirtschaft, Bundesamt für Raum-
planung, Bundesamt für Umwelt, Wald und Landwirt-
schaft Bern.
BfG (2002): Das Augusthochwasser 2002 im Elbegebiet.
Bundesanstalt für Gewässerkunde Koblenz.
DKKV (2004): Flood Risk Reduction in Germany – Lessons
learned from the 2002 Disaster in the Elbe Region. Hrsg.
Deutsches Komitee für Katastrophenvorsorge e. V.
Bonn.
FÜGNER, D. (1990): Die historische Entwicklung des hydro-
logischen Messnetzes in Sachsen. Deutsche Gewässer-
kundliche Mitteilungen Heft 5/6 (1990).
IKSE (2004): Dokumentation des Hochwassers vom August
2002 im Einzugsgebiet der Elbe. Internationale Kommis-
sion zum Schutz der Elbe Magdeburg.
LAWA, BMV (1997): Pegelvorschrift mit Anlagen. Hrsg.:
Länderarbeitsgemeinschaft Wasser und Bundesministe-
rium für Verkehr.
LAWA (2003): Instrumente und Handlungsempfehlungen
zur Umsetzung der Leitlinien für einen zukunftsweisen-
den Hochwasserschutz. Hrsg.: Länderarbeitsgemein-
schaft Wasser und Ministerium für Umwelt und Natur-
schutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Lan-
des Nordrhein-Westfalen Düsseldorf.
LAWA (2004): Sicherstellung der Datengewinnung an
Pegeln bei Extremhochwasser (Entwurf). Hrsg.: Länder-
arbeitsgemeinschaft Wasser (unveröffentlicht).
LfUG (2002a): Hydrologisches Handbuch. Sächsisches Lan-
desamt für Umwelt und Geologie Dresden.
LfUG (2002b): Vorläufiger Kurzbericht über die meteorolo-
gisch-hydrologische Situation beim Hochwasser im Au-
gust 2002 (Version 5 vom 02.12.2002). Sächsisches Lan-
desamt für Umwelt und Geologie Dresden.
LfUG (2004a): Ereignisanalyse Hochwasser August 2002 in
den Osterzgebirgsflüssen. Hrsg. Sächsisches Landes-
amt für Umwelt und Geologie Dresden.
LfUG (2004b): Ereignisanalyse Hochwasser August 2002
in den Osterzgebirgsflüssen – Managementreport.
Hrsg. Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie
Dresden.
LfUG (2004c): Ausrüstungskonzeption Pegel, Version 1.1.
Sächsisches Landesamt für Umwelt und Geologie Dres-
den (unveröffentlicht).
SMUL (2003): Bericht des SMUL zur Hochwasserkatastrophe
im August 2002 vom Februar 2003. Sächsisches Staats-
ministerium für Umwelt und Landwirtschaft Dresden.
SMUL (2004a): Verordnung des Sächsischen Staatsministe-
riums für Umwelt und Landwirtschaft über den Hoch-
wassernachrichten- und Alarmdienst im Freistaat Sach-
sen (HWNAV) vom 17.August 2004. Sächsisches Gesetz
und Verordnungsblatt Nr. 12 vom 28.September 2004.
SMUL (2004b): Verwaltungsvorschrift des Sächsischen
Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft zum
Hochwassernachrichten- und Alarmdienst im Freistaat
Sachsen (Hochwassermeldeordnung – VwV HWMO)
vom 17. August 2004. Sächsisches Amtsblatt. Sonder-
druck 8/2004 vom 28.September 2004.

ADCP
Acustic Doppler Current Profiler
BWG
Schweizerisches Bundesamt für Wasser
und Geologie
BWW
Schweizerisches Bundesamt für Wasser-
wirtschaft
DFÜ
Datenfernübertragung
FÖJ
Freiwilliges ökologisches Jahr
HHW
Höchster bekannter Wasserstand
HW
Höchster Wasserstand
Hq
Hochwasserabflussspende
HQ(t)
Höchster Durchfluss gleichartiger Zeitab-
schnitte in der betrachteten Zeitspanne
HWNAV
Verordnung des SMUL über den Hoch-
wassernachrichten- und Alarmdienst im
Freistaat Sachsen
HWP
Hochwassermeldepegel
IKSE
Internationale Kommission zum Schutz
der Elbe
LAWA
Länderarbeitsgemeinschaft Wasser
LfUG
Sächsisches Landesamt für Umwelt und
Geologie
LHWZ
Landeshochwasserzentrum
LTV
Landestalsperrenverwaltung des Freistaa-
tes Sachsen
MQ
Mittlerer Durchfluss gleichartiger Zeitab-
schnitte in der betrachteten Zeitspanne
MW
Mittlerer Wasserstand gleichartiger Zeit-
abschnitte in der betrachteten Zeitspanne
NNW
Niedrigster bekannter Wasserstand
Q
Durchfluss
SKA
Seilkrananlagen
SMI
Sächsisches Staatsministerium des
Innern
SMUL
Sächsisches Staatsministerium für
Umwelt und Landwirtschaft
StUFA
Staatliches Umweltfachamt
UBA
Umweltbundesamt
UBG
Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft
Vb-Wetterlage
Klassifizierung van Bebber für Zugbahnen
von
Tiefdruckgebieten, sprich „fünf b
VwV HWMO
Verwaltungsvorschrift des SMUL zum
Hochwassernachrichten- und Alarmdienst
im Freistaat Sachsen (Hochwassermelde-
ordnung)
W
Wasserstand
W-Q-Beziehung
Wasserstands-Durchfluss-Beziehung
WSA
Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des
Bundes
Abkürzungen
30

image
31
Impressum
Materialien zur Wasserwirtschaft
Wiederaufbau des sächsischen Pegelmessnetzes nach
dem August hochwasser 2002 unter besonderer
Würdigung der Hilfe aus der Schweiz
Uwe Köhler, Thomas Otto, Peggy Zinke
UBG, FB 33, Pornitzstraße 3a, D-09112 Chemnitz
Thomas Höpfner, Sylvana Tamme
UBG, FB 34, Bautzner Straße 67, D-04347 Leipzig
Redaktion:
Claudia Beyer, Ralf Ende, Dr. Ulrike Haferkorn,
Peggy Zinke
Geschäftsbereich 3 Messnetzbetrieb Wasser
Dresdner Straße 78C, D-01445 Radebeul
Redaktionsschluss:
April 2005
Gestaltung, Satz, Repro:
Werbeagentur Friebel
Pillnitzer Landstr. 37, D-01326 Dresden
Druck und Versand:
Lößnitz-Druck GmbH,
Güterhofstraße 5, D-01445 Radebeul
Auflage:
500
Bezugsbedingungen:
Diese Veröffentlichung kann von der UBG kostenfrei bezo-
gen werden
Hinweis:
Diese Veröffentlichung wird im Rahmen der Öffentlich-
keitsarbeit der Staatlichen Umweltbetriebsgesellschaft her-
ausgegeben. Sie darf weder von Parteien noch von
Wahlhelfern im Wahlkampf zum Zwecke der Wahlwerbung
verwendet werden. Auch ohne zeitlichen Bezug zu einer
bevorstehenden Wahl darf die Druckschrift nicht in einer
Weise verwendet werden, die als Parteinahme der UBG
zugunsten einzelner Gruppen verstanden werden kann. Den
Parteien ist es gestattet, die Druckschrift zur Unterrichtung
ihrer Mitglieder zu verwenden.
Copyright:
Diese Veröffentlichung ist urheberrechtlich geschützt. Alle
Rechte, auch die des Nachdrucks von Auszügen und der
fotomechanischen Wiedergabe, sind dem Herausgeber
vorbehalten.
Gedruckt auf Recyclingpapier
April 2005
Die Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft ist im Internet
(http://www.ubg-sachsen.de).
Diese Veröffentlichung wurde finanziert von der Direktion
für Entwicklung und Zusammenarbeit (DEZA, Schweiz).
Titelbild
Wiederaufbau des Pegels Ammelsdorf/ Wilde Weißeritz
Umschlagseite innen vorn
Oben: Pegelbaumaßnahme Aue 1/ Schwarzwasser
Unten: Pegelbaumaßnahme Berthelsdorf/ Freiberger Mulde
Seite 32
Oben: Pegel Mahlitzsch/ Freiberger Mulde im Bau
Unten: Pegel Mahlitzsch/ Freiberger Mulde fertig gestellt
Fotonachweis:
Archiv UBG soweit nicht anders vermerkt.
Herausgeber:
Staatliche Umweltbetriebsgesellschaft
Geschäftsbereich 3 Messnetzbetrieb Wasser
Dresdner Straße 78C, D-01445 Radebeul
Mail: Poststelle@UBG.smul.sachsen.de
Hinweis: Kein Zugang für elektronisch signierte sowie für
verschlüsselte elektronische Dokumente!
Autoren:
Ralf Ende, Thomas Fichtner, Karsten Stoof
UBG, GB3/FB32, Dresdner Straße 78C, D-01445 Radebeul

image
image
32

image