b) Erstellung einer Starkregengefährdungskarte für das Stadtgebiet Hohen Neuendorf - Planungsleistungen Erstellung einer Starkregengefährdungskarte für das Stadtgebiet Hohen Neuendorf - Planungsleistungen Die Stadt Hohen Neuendorf liegt im Land Brandenburg im Landkreis Oberhavel und grenzt unmittelbar nördlich an Berlin- Reinickendorf, OT Frohnau. Sie erstreckt sich vom Oder-Havel-Kanal im Westen bis zu den Ausläufen des Niederen Barnim im Osten. Das Stadtgebiet gliedert sich in die Stadtteile Hohen Neuendorf, Bergfelde, Borgsdorf und Stolpe. Im Juni 2017 kam es in der Stadt Hohen Neuendorf und umliegenden Gemeinden zu einem Starkregenereignis in Folge dessen es zur Überschwemmung bzw. Überflutung mehrerer Bereiche im Stadt-gebiet kam. Aufgrund des Klimawandels ist davon auszugehen, dass es in Zukunft zu einer Zunahme solcher Ereignisse kommen wird. Daher hat die Stadt Hohen Neuendorf beschlossen, sich detailliert mit der Starkregengefährdung zu befassen. Dazu sollen zunächst die starkregengefährdeten Bereiche im Stadtgebiet ermittelt und ggf. eine flächige Risikoanalyse durchgeführt werden. Sollte sich hieraus ein wesentliches Schadenspotential ergeben, sollen perspektivisch eine detaillierte Risikoanalyse und ein Handlungskonzept erarbeitet werden, welches Maßnahmen auf bautechnischer Ebene und im Bereich der vorbereitenden und verbindlichen Bauleitplanung beinhaltet. Die detaillierte Risikoanalyse und das Maßnahmenkonzept sind nicht Gegenstand dieser Angebotsaufforderung. Planungs-/ Ausgangssituation Die Aufgabenstellung umfasst zwei wesentliche Themenblöcke: 1. Erstellung einer Starkregengefährdungskarte (SRGK) für die Stadt Hohen Neuendorf Zunächst ist auf Grundlage des Digitalen Geländemodells des Landes Brandenburg, unter Berücksichtigung relevanter Gewässerverläufe, ein hydraulisches Geländemodell für das gesamte Einzugsgebiet der Stadt Hohen Neuendorf zu erstellen. Für den Berechnungsgitternetztyp wird eine Grundgenauigkeit von 1 x 1 m (DGM 1) vorgegeben. Ob eine modelltechnische Abbildung des gesamten Einzugsgebiets einschließlich des gesamten Gewäs-sermodells sinnvoll ist, muss im weiteren Verlauf entschieden werden. Hier kann die Modelltrennung in ein hydrologisches und hydraulisches Modell angebracht sein. Daher ist für solche Gebiete eine Methodik zu entwickeln, welche die Überflutungs- und Überschwemmungsprozesse physikalisch und/oder statisch kombiniert und holistisch abbildet, um zu einer integralen Bewertung der Gefahren aus Stark-regen und Hochwasser zu gelangen. Grundsätzlich sollte bei der Erstellung von hydrologischen und hydraulischen Modellen beachtet werden, dass eine Kalibrierung dieser Modelle auf bereits beobachteten Ereignissen erfolgt. Die Methoden zur Erstellung von Starkregengefahrenkarten werden derzeit in Leitfäden und Arbeitshilfen länderspezifisch beschrieben. Der Einsatz von hydrodynamischen 2D-Oberflächenabfluss-Modellen oder 1D/2D-gekoppelten Modellen ist inzwischen je nach Aufgabenstellung die vorzuziehende Methode der Gefährdungsanalyse bei der Stellung von SRGK. Im Regelwerk DWA-M 119 werden darüber hinaus Grundlagen zur Anwendung von belastungsabhängigen und -unabhängigen Methoden zur Gefährdungsanalyse beschrieben. Bei der Erstellung von SRGK lassen sich vier wichtige Bausteine identifizieren: - Niederschlagsbelastung (u. a. Szenarien, Nachlaufzeit, Größe Beregnungsgebiet, Klimawandeleffekte - Geländemodell/ Höhenmodell (u. a. Auflösung, Qualität, Aktualität, Nachbearbeitung) - Oberflächenparameter (Abbildung von Parametern, die räumliche differenziert Abflussbildung und -konzentration verändern) - Kanalnetz (u. a. Berechnungsmethodik, Wirkung bei Starkregen) Bei der Betrachtung sind Unterschiede in der Nachbearbeitung der Höhendaten (z.B. Abbildung von Gewässern), der Anzahl an Messpunkten und der Aktualisierungshäufigkeit festzustellen. Das Geländemodell ist durch die Integration von Abflusshindernissen (im Wesentlichen Gebäude) zu einem Höhemodell zu ergänzen und anschließend zu prüfen und zu optimieren. Bei der Optimierung sind topo-grafische Analysen, Testberechnungen mit dem 2D-HNM und/oder Ortsbegehungen einzusetzen. Die Modelloptimierung ist ein wesentlicher Baustein, um plausible Ergebnisse zu erzielen. Bei der Modellbetrachtung ist darauf zu achten, dass Durchgängigkeiten der Fließwege (Durchlässe, Öffnungen in Dämmen, Unterführungen etc.) in das Modell übernommen werden, um realistische Abflussvorgänge abzubilden. Dem Modell sind im nächsten Schritt Oberflächenparameter zuzuordnen, die sich aus unterschiedlichen Nutzungen oder Bodenarten ableiten lassen. Die Oberflächenparameter sind aufgabenspezifisch fest-zulegen. Die Abflussbildung kann durch weitere Parameter, wie spezifische Versickerungsansätze oder Verlustansätze, abgebildet werden, wobei eine Abbildung dieser Prozess derzeit in der Regel in den Leitfäden der Länder derzeit nicht vorgesehen ist (zum Teil nur Worstcase-Szenarien). Die Wirkung des Kanalnetzes nimmt grundsätzlich mit zunehmender Niederschlagshöhe ab. Der Ka-nalüberstau kann aber lokal dennoch maßgeblich Auswirkungen auf die Überflutung haben, insbesondere weil dies bei Extremereignissen häufiger auftreten kann. Grundsätzlich können alle Entwässerungsstrukturen (Sonderbauwerke) einen Einfluss auf den Oberflächenabfluss haben. Hier sind insbesondere Durchlässe, verrohrte Gewässerabschnitte, Sammler oder Kanalnetze zu nennen und dement-sprechend zu untersuchen. Die Strukturen sollten in den Starkregenmodellen je nach Erfordernis und örtlicher Wirkung abgebildet werden. Mit den erarbeiteten 2D-HNM werden in der Regel unterschiedliche Niederschlagsszenarien betrachtet. Neben dem Ansatz unterschiedlicher Starkregen, die sich durch die Niederschlagssumme unterscheiden, sind die zeitliche Verteilung des Niederschlags (Modellregen/Naturregen), die Größe des "Beregnungsgebiets" und die Festlegung der Nachlaufzeiten zu berücksichtigen. Die Bemessungsniederschläge werden aus den Starkniederschlagshöhen KOSTRA-DWD-2020 abgeleitet. Die Szenarien sind vorab mit dem AG abzustimmen. Bei Nachlaufzeiten sind Werte von mindestens einer Stunde üblich, je nach Gebietsstruktur und Leitfaden sind Nachlaufzeiten von bis zu acht Stunden möglich. Beispiel für Simulationen/Szenarien in 3 Stufen gemäß Deutscher Wetterdienst (DWD): - Regenmengen 15 bis 25 l/m² in 1 Stunde oder 20 bis 35 l/m² in 6 Stunden (Markante Wetterwarnung) - Regenmengen > 25 bis 40 l/m² in 1 Stunde oder > 35 l/m² bis 60 l/m² in 6 Stunden (Unwetterwarnung) - Regenmengen > 40 l/m² in 1 Stunde oder > 60 l/m² in 6 Stunden (Warnung vor extremem Un-wetter) Bei der 2D-Oberflächensimulation sollen folgende, für die Modellierung von Strömungs- und Abflussvorgängen wesentliche Eigenschaften, berücksichtigt werden: - Massen- und Impulserhaltung - Hohe Stabilität und Genauigkeit für ein breites Spektrum an Fließverhältnissen und - Zeitgenaue Simulation des Wellenverlaufs Für den Fall, dass ein 2D-Modell ein (größeres) zufließendes Gewässereinzugsgebiet schneidet (hier z. B. die Havel), da nur die direkten Hänge der Ortslage durch das 2D-Modell erfasst sind, wird der Zufluss entsprechend des obenliegenden Einzugsgebietes auf Basis von z. B. Spendenbetrachtungen abgeschätzt oder aus vorliegenden hydrologischen Studien übernommen und als Ganglinie am Modellrand angesetzt. Folgende Aufgaben sollen durchgeführt werden: - Ermittlung des Effektivniederschlags für drei bis vier Starkregenszenarien - Abschätzung / Übernahme des Gewässerzuflusses oberhalbliegender Einzugsgebiete Die Simulationsergebnisse werden ausgewertet, analysiert, plausibilisiert und in Starkregengefahren-karten dargestellt. Die Starkregengefahrenkarten stellen jeweils die maximale Überflutungsausdehnung und die maximale Überflutungstiefe sowie die Fließrichtungen und Fließgeschwindigkeiten je Starkre-genszenario in einer Detailkarte für das gesamte Untersuchungsgebiet dar. Die Kanalnetzmodelergeb-nisse und die darin ausgewiesenen Überflutungen infolge Kanalüberstau sollen ebenfalls in den Starkregengefährdungskarten visualisiert werden. Hier ist die gemeinsame Überlegung zu treffen, ob sowohl das Regenwassernetz als auch das Schmutzwassernetz betrachtet werden soll. Dazu ist vom AN dar-zustellen, wie der Überstaulastfall in der in den relevanten Bereich mit angemessenem Aufwand modelltechnisch abgebildet werden kann. 2. Untersuchung der Auswirkungen von Überflutungen infolge von Starkregen auf dem Gebiet der Stadt Hohen Neuendorf In Abstimmung mit dem AG kann die Starkregengefährdungskarte zu einer flächigen Starkregenrisiko-karte für das Stadtgebiet Hohen Neuendorf weiterentwickelt werden. Die Festlegung der zu berücksichtigen Risikoart (z.B. Eintrittswahrscheinlichkeit, Gebäudenutzung) erfolgt nach Erstellung der Starkregengefährdungskarte in Abstimmung mit dem AG. Die Ergebnisse der 2D- Modellierung sollten zur Erstellung von Risikokarten aufbereitet werden. Das Verfahren soll die Intensität des Abflussprozesses (Fließgeschwindigkeit, Fließtiefe) in Bezug zur Eintrittswahrscheinlichkeit des Ereignisses (Jährlichkeit) Gefahrenstufen zuordnet werden (Gefahrenmatrix). Die ermittelten Gefahrenbereiche werden mit den betroffenen Gebäuden verschnitten und in Risikokarten visualisiert. Mit den gewählten Belastungsdaten und Zeitschritten werden Simulationen durchgeführt. Die Berechnungszeiten werden maßgeblich von der Netzdichte (Anzahl Berechnungselemente), der Berechnungsart (konstante Zuflüsse oder ungleichförmige Berechnung) und der Zeit schrittweite bestimmt. Als Ergebnis sind Überflutungsflächen, die Höhe des Wasserspiegels und die Fließgeschwindigkeit und -richtung an allen Netzknoten für jeden Zeitschritt innerhalb des gesamten Simulationszeitraums zu be- rechnen und auszugeben. Die Berechnungsergebnisse lassen sich nach verschiedenen Aspekten aus-werten und darstellen. Um einen ersten Eindruck von den Gebietseigenschaften und potenziellen Gefahrenpunkten im Untersuchungsgebiet zu erhalten, soll eine GIS-Analyse durchgeführt werden. Dabei werden mithilfe von GIS-gestützten Verfahren die Reliefenergie (Höhenunterschiede und Hangneigung), Geländetiefpunkte (Senken, Mulden) und Fließwege berechnet und die hydrologischen Teileinzugsgebiete des Untersuchungsgebietes ermittelt. Die ermittelten Einzugsgebiete werden mit dem AG abgestimmt und dienen u.a. zur Abgrenzung der 2D- Modellgebiete. Folgende Aufgaben sollen durchgeführt werden: - Berechnung von Höhenunterschieden, Senken, Fließwegen und Hangneigungen im Untersuchungsgebiet - Abgrenzung des natürlichen Einzugsgebietes und Festlegung der Grenzen der 2D- Modellgebiete in Abstimmung mit dem AG Die Simulationsergebnisse werden ausgewertet, analysiert, plausibilisiert und in Starkregen gefahren-karten dargestellt. Die Starkregengefahrenkarten werden im Hinblick auf besonders überflutungsgefährdete Siedlungsbereiche, Objekte und Anlagen analysiert. Auf Seiten der Belastungsberechnung sind dies überflutete Be-reiche mit großen Überflutungsausdehnungen, hohen Fließtiefen und hohen Fließgeschwindigkeiten. Potenzielle Stellen von Sedimenteintrag und Geröll aus Erosion in den Hanglagen werden ebenfalls identifiziert. Die besonders gefährdeten Bereiche werden benannt. Dabei werden auch durch Überschwemmungen betroffene, öffentliche, kritische Objekte und lnfrastruktureinrichtungen, wie z. B. Kindergärten und Schulen, Standorte der Rettungs- und Einsatzkräfte, Objekte mit möglichen Schadstoffquellen oder zentrale Verkehrsknotenpunkte sowie weitere besonders stark betroffene Objekte identifiziert. Zusätzlich zu der Visualisierung der Ergebnisse in Karten und / oder Filmen (optional) sollen die Überflutungstiefen und die Überflutungsausdehnung auch im zeitlichen Verlauf in einem Starkregen- WebViewer als Web-Anwendung animiert wer den. Die Darstellung sollte entsprechend der Anforderungen des AG anpassbar sein. 5.) Bearbeitungszeitraum Von: Datum der Zuschlagserteilung Bis: 27.06.2025 Der AN hat bei Auftragserteilung einen Ablaufplan zu erstellen, der Vertragsbestandteil wird. Der Terminplan ist im Vorfeld durch den AG freizugeben. Personelle und fachliche Qualifikation Die Durchführung der o. g. Leistungen erfordert vom Planungsbüro besondere Kenntnisse im Umgang mit komplexen fachspezifischen Aufgaben und insbesondere fundierte und langjährige Erfahrungen mit Simulationsmodellen. Als Mindestvoraussetzung müssen die Ergebnisse einer Simulationsberechnung auf dem Niveau einer Plausibilitätskontrolle interpretiert werden können. Die Projektleitung muss über mindestens 5 Jahre einschlägige Berufserfahrung in den angefragten Bereichen verfügen: - hydrologische und hydronumerische Niederschlag-Abfluss-Simulation - hydraulische 1D- und 2D-Simulationen - Berechnung von Hochwasserschadenspotenzialen - GIS-Anwendungen - stadthydrologische Untersuchungen - Hochwasserschutzkonzepte - Sturzflutberechnungen und Risikoanalysen Technische Ausstattung des Büros: - Selbstentwickeltes und/oder erworbenes und fachlich anerkanntes Simulationsmodell. - Eigenes geschultes Personal Bezeichnung Stadt Hohen Neuendorf Ort 16540 Hohen Neuendorf Ergänzende / Abweichende Angaben Mit den Ortsteilen: zum Haupterfüllungsort 16540 OT Stolpe 16562 OT Bergfelde 16556 OT Borgsdorf

c) Bearbeitungszeitraum Von: Datum der Zuschlagserteilung Bis: 27.06.2025

d) Bezeichnung Institut für technisch-wissenschaftliche Hydrologie GmbH Ort 30167 Hanover

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Veröffentlichung

Geonet Vergabe 58187 vom 21.04.2024