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Projektbeispiele

Wir vom Ingenieurbüro Beck stehen für professionelle und maßgeschneiderte Lösungen – auf höchstem Niveau. In den vergangenen Jahren haben wir viele spannende und anspruchsvolle Projekte erfolgreich realisiert. Eine Auswahl finden Sie hier.

Sollten Sie Fragen zu einem der Projekte haben – oder an weiteren Details interessiert sein – sprechen Sie uns gerne an!

Gefahren- und Risikoanalyse

Ermittlung von Überschwemmungsgebieten, Erstellung von Festsetzungs-, Hochwassergefahren- und Hochwasserrisikokarten Itter

Die Itter ist ein Nebenfluss des Rheins. Im Rahmen der Hochwasserrisikomanagementrichtlinie (HWRM-RL) ist sie vom Land NRW als potenziell gefährliches Gewässer eingestuft worden. Im Auftrag der Bezirksregierung Düsseldorf sollte das Ingenieurbüro Reinhard Beck ermitteln, welche Gefahr tatsächlich von dem Gewässer ausgeht. "Das Projekt war für uns zum einen sehr spannend, weil es städteübergreifend angesetzt war", sagt Projektleiter Volker Gursch. "Um hier im Zeit- und im Kostenrahmen zu bleiben, haben wir zum Teil mit bestehenden Informationen gearbeitet." So gab es beispielsweise für den oberen Bereich der Itter bereits ein hydrologisches Modell, ebenso für den unteren Teil bis zur Mündung. "Diese beiden Modelle haben wir erst geprüft, entsprechend angepasst und weiter entwickelt und dann zu einem Modell zusammengefasst." Untersucht wurden dann drei unterschiedliche Belastungsfälle: HQ10, HQ100 und HQextrem. "Hierfür sind wir nach dem üblichen Schema vorgegangen. Wir haben mit den hydraulischen Berechnungen die Wasserspiegellage und die Geschwindigkeit des Wassers berechnet und anschließend die tatsächliche Ausbreitung des Wassers in der Tiefe und in der Fläche mit Hilfe des Digitalen Gelände-Modells ermittelt", sagt Gursch. Eine Besonderheit dabei war, dass der untere Teil des Gebiets in 2D berechnet wurde. Das bedeutete für die Ingenieure zwar riesige Datenmengen " zugleich aber auch besonders exakte Berechnungsergebnisse. "Mit denen sind wir dann in die GIS-Analyse gegangen um zu schauen, wo tatsächlich Gefahren liegen." Während die Gefahrenkarte nur die Ausbreitung der Überflutungsfläche, die Wassertiefe und -geschwindigkeit abbildet, zeigt die Risikokarte im Verschnitt mit Objekten, unterschiedlicher Bebauung und Geländenutzung, wo tatsächlich Handlungsbedarf besteht. Das Ergebnis für die Itter: Für ein 100-jähriges Hochwasser sind die angrenzenden Städte und Wohngebiete bestens gerüstet. Lediglich bei HQextrem sind die Sicherheitsmaßnahmen erwartungsgemäß überstrapaziert. Hier würde die Itter in Teilen deutlich über ihr Ufer treten. Nun können die Verantwortlichen mit den neuen Informationen entsprechende Pläne ausarbeiten und beispielsweise Rettungswege festlegen und Schutzgebiete ausweisen.

Anpassungsstrategie Klimawandel

Wie hoch ist das Risiko durch Starkregenereignisse in der Stadt Solingen? Mit dieser Fragestellung ist das Ingenieurbüro Reinhard Beck beauftragt worden, eine stadtgebietsweite Karte auf Basis von topografischen Analysen zu erstellen. Grundlage bildete ein hochauflösendes digitales Geländemodell (DGM) mit einer Rasterweite von 25 Zentimetern, mit der Fließwege und Senken ermittelt wurden. Zusätzlich wurden weitere topografische Analysen durchgeführt. Dazu zählten die Identifizierung flacher Bereiche mit großem Einzugsgebiet (Topografic Wetness Index) und die Berücksichtigung von Hauptfließwegen mit ihren jeweiligen Flächenwerten. Außerdem wurde jeder Rasterzelle die Information ihrer Lage im Verhältnis zur Umgebung gegeben (Topografic Position Index). Zusammen mit den Geländesenken wurde so durch Überlagerung der Informationen (GIS-Analyse) ein "Expositionsindex" erstellt. Da die Abfragen ergebnisunabhängig sind, kann angenommen werden, dass die Exposition mit einer potenziellen, grundsätzlichen Gefährdung gleichzusetzen ist. Über die Gebäudenutzung wurden die Gebäude in Solingen anschließend in verschiedene Vulnerabilitätsklassen eingeteilt. Oberste Priorität hatten etwa Kindergärten, Tiefgaragen und Krankenhäuser. Eine Verschneidung der potentiellen Gefährdung mit der Vulnerabilität führt schließlich zu einem potentiellen Risiko, das Gebäude und Einrichtungen hoher potentieller Gefährdung und hoher Vulnerabilität kennzeichnet.

Überflutungsprüfung des Boulevards Kampstraße in Dortmund

Im Zuge der Umgestaltung der Kampstraße in Dortmund beauftragte die Stadt das Ingenieurbüro Reinhard Beck mit einer Überflutungsprüfung. Sie diente als Grundlage für mögliche Planungen und Veränderungen in diesem Bereich. Hintergrund ist zu zunehmenden Wichtigkeit, die Einflüsse von Starkregenereignissen im urbanen Raum zu betrachten und zu analysieren. Besonders bei städtebaulichen Umgestaltungsmaßnahmen ist es sinnvoll, das Thema -Wasser in der Stadt- von vornherein zu berücksichtigen. "Hierzu haben wir die kompletten Pläne und das Gebiet in einem Digitalen Geländemodell (DGM) dargestellt und hydrodynamisch mit der Software Kanal++/GeoCPM überprüft", sagt Projektleiter Sebastian Arns. Das Einzugsgebiet hat eine Fläche von rund 3,9 Quadratkilometern und ist zum überwiegenden Teil Siedlungsgebiet. Dargestellt wurde es mit einem Raster-DGM mit einer Kantenlänge von gerade einmal 25 Zentimetern, welches Grundlage für das spätere Oberflächenabflussmodell war. "Um das oberflächliche Einzugsgebiet einzugrenzen und um einen ersten Eindruck möglicher Gefahrenstellen im Gebiet zu erhalten, wurden Fließwege und Senkenlagen ermittelt" sagt Arns. Für die Modelldarstellung wurden Einzelraster für die Straßen-, Grün- und Dachflächen erzeugt, für die bei der Interpolation unterschiedliche Parameter gewählt wurden. Diese Raster wurden anschließend zu einem kompletten Raster-DGM zusammengefügt. Auf diesem Raster-DGM wurden Fließwege und Geländesenken analysiert. Das komplette Modell wurde anschließend digital Beregnet. Dafür verendete das Ingenieurbüro einen Belastungsregen basierend auf der Empfehlung der DIN EN 752 für den Überflutungsnachweis. Am Ende zeigte das Modell den Ingenieuren, wo sich möglichen Gefahrenstellen befinden. "Aus der Berechnung geht hervor, dass sich in der Innenstadt im Wesentlichen zwei Fließwege ergeben", sagt Arns. Durch die Interpretation der Ergebnisse sowie weitere Analysen konnten die Experten schließlich Empfehlungen aussprechen und konkrete Maßnahmen vorschlagen, um die Überflutungsgefährdung im untersuchten Gebiet zu verringern.

Fließweganalyse für das Stadtgebiet Hagen

Als Grundlage für die Generalentwässerungsplaner und zur Abschätzung von Schadenspotenzialen im urbanen Raum, hat das Ingenieurbüro Reinhard Beck für das gesamte Stadtgebiet Hagen Fließwege sowie maximale Tiefe und Ausdehnung von Geländesenken ermittelt. Das reine Stadtgebiet hat eine Fläche von ca. 160 Quadratkilometer. "Das Besondere an dem Projekt war das große Einzugsgebiet, das dem Stadtgebiet zufließt", sagt Projektmanager Sebastian Arns. "Wir haben insgesamt 482 Quadratkilometer mir rund 7,7 Milliarden Rasterzellen betrachtet." Dafür wurden mit vom Ingenieurbüro entwickelten Tools aus Laserscandaten ein hochauflösendes Raster-DGM (Digitales Geländemodell) erstellt - mit einer Rasterweite von gerade einmal 25 Zentimetern. Es diente als Grundlage für die weitere Fließweganalyse, deren Berechnung mit der sogenannten Multi-Flow Direction Methode (MFD) erfolgte, bei der von einer Rasterzelle Fließwege zu allen niedriger liegenden Nachbarzellen entstehen. "In diversen GIS-Prozessen konnten die Ergebnisse anschließend visualisiert werden oder entsprechend weiterverarbeitet."

Überflutungsprüfung Kampstraße Dortmund

Für die Stadt Dortmund hat das Ingenieurbüro Beck eine Starkregenanalyse durchgeführt. Die Untersuchung erfolgte auf Basis eines bi-direktional gekoppelten Kanalnetz-Oberflächenmodells, das im Zuge der Überflutungsprüfung für die Kampstraße erstellt wurde. Das Modell deckt den Bereich zwischen der B1 im Süden der Stadt und dem Dortmunder Hauptbahnhof im Norden über eine Breite von zirka 2 Kilometern ab. In diesem Bereich liegen insgesamt 14 Stadtbahnhöfe mit insgesamt 69 Zugängen. Alle Zugänge wurden örtlich vermessen und mit einer hohen Genauigkeit im Modell abgebildet. Es erfolgte die Beregnung des Modells mit den Modellregen Tn = 20 a, Tn = 30 a, Tn = 50 a und Tn = 100 a. Für jeden Zugang wurde die Zulaufmenge bilanziert. An den besonders betroffenen Zugängen können nun Maßnahmen getroffen werden.

Urbane Fluten und Hochwasserschutz Hüsten (Abflussakkumulation)

Ein nützliches Werkzeug zur Identifizierung von Risiken aus Starkregen bietet eine topografische Analyse eines hydrologischen digitalen Geländemodells (DGM). Dabei zeigen zum Beispiel Fließwege und Senken exponierte Lagen im Stadtgebiet auf. Für die Städteplanung können die Ergebnisse hilfreich sein, um Neubaugebiete im Hinblick auf extreme Niederschläge und Überflutungen zu beurteilen. Fließweg- und Senkenanalysen sind an kein Niederschlagsereignis gekoppelt und geben eine generelle Gefährdungsabschätzung. Für das DGM das das Ingenieurbüro Beck im Auftrag der Stadt Bad Honnef erstellt hat, wurden Laserscandaten des Land NRW verwendet. Die feine Auflösung von 25 x 25 Zentimetern des DGM führt zu einer differenzierten und sehr feinen Darstellung. Die Fließwegakkumulation zeigt im Ergebnis, welche Flächen über den jeweiligen Fließweg entwässert. Eine Bewertung der Gefährdung ausschließlich anhand von Fließwegen und Senken ist unzureichend. Durch die Verwendung weiterer topografischer Indizes wurde ein Expositionsindex (potentielle Gefährdung) ermittelt. Für den gesamten Gebäudebestand in Bad Honnef erfolgte eine Vulnerabilitätsanalyse anhand der Gebäudenutzung. Außerdem wurde jedem Gebäude durch eine Verschneidung ein Expositionsindex (potentielle Gefährdung) zugewiesen. Eine Verrechnung der Vulnerabilität mit dem Expositionsindex ergibt für jedes Gebäude einen Risikowert. Die Risikokarte Starkregen liegt als shp-Dateien und GeoTif-Dateien für das gesamte Stadtgebiet vor.

Hochaufgelöste Abflussakkumulation & Risikokarte Starkregen Bad Honnef

Ein nützliches Werkzeug zur Identifizierung von Risiken aus Starkregen bietet eine topografische Analyse eines hydrologischen digitalen Geländemodells (DGM). Dabei zeigen zum Beispiel Fließwege und Senken exponierte Lagen im Stadtgebiet auf. Für die Städteplanung können die Ergebnisse hilfreich sein, um Neubaugebiete im Hinblick auf extreme Niederschläge und Überflutungen zu beurteilen. Fließweg- und Senkenanalysen sind an kein Niederschlagsereignis gekoppelt und geben eine generelle Gefährdungsabschätzung. Für das DGM das das Ingenieurbüro Beck im Auftrag der Stadt Bad Honnef erstellt hat, wurden Laserscandaten des Land NRW verwendet. Die feine Auflösung von 25 x 25 Zentimetern des DGM führt zu einer differenzierten und sehr feinen Darstellung. Die Fließwegakkumulation zeigt im Ergebnis, welche Flächen über den jeweiligen Fließweg entwässert. Eine Bewertung der Gefährdung ausschließlich anhand von Fließwegen und Senken ist unzureichend. Durch die Verwendung weiterer topografischer Indizes wurde ein Expositionsindex (potentielle Gefährdung) ermittelt. Für den gesamten Gebäudebestand in Bad Honnef erfolgte eine Vulnerabilitätsanalyse anhand der Gebäudenutzung. Außerdem wurde jedem Gebäude durch eine Verschneidung ein Expositionsindex (potentielle Gefährdung) zugewiesen. Eine Verrechnung der Vulnerabilität mit dem Expositionsindex ergibt für jedes Gebäude einen Risikowert. Die Risikokarte Starkregen liegt als shp-Dateien und GeoTif-Dateien für das gesamte Stadtgebiet vor.



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