# Notizen zu Kosten- und Nutzenanalyse von Hochwasserschutzmaßnahmen

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# Kosten- und Nutzenanalyse von Hochwasserschutzmaßnahmen
Hochwasserschutzmaßnahmen sind:
- rein öffentliche Güter (alle profitieren)
- öffentliche Projekte (mit Steuergeldern finanziert)
- nicht gewinnorientiert
=> Kosten-Nutzen-Analyse notwendig, da sehr hohe Kosten

KNA: Prüfen ob öffentliche Projekte nach Abwägung aller gesamtwirtschaftlichen Kosten und Nutzen sinnvoll sind oder nicht

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# Hochwassertypen
1. Flusshochwasser
2. Sturzfluten

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**Flusshochwasser**
* in Strömen und Gewässern mit umfangeichen Einzugsgebieten
* weiträumige Niederschlagsfelder, geringer Niederschlag über langen Zeitraum
* Boden kann viel Wasser aufnehmen
* Hochwasser entsteht über einen großen Zeitraum
* (sehr) kleine Wellen
* feste Bauwerke halten den Fließbewegungen zumeist stand
* steigen langsam
* Dauer von mehreren Tagen bis Wochen
* mittlere Geschwindigkeiten bis ca. 2 m/s

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**Sturzfluten**
* in (sehr) kleinen Einzugsgebieten
* durch intensive Starkniederschläge von kurzer Dauer
* ~~Boden kann nicht viel Wasser aufnehmen ~~
* Hochwasser kann in einigen Stunden entstehen
* größere Wellen und starke Turbulenzen entstehen
* ~~starke Wasserstandsänderungen innerhalb kurzer Zeit ~~(Evakuierung und kurzfristige Schutzmaßnahmen sind nur schwer möglich)
* Bauwerke können nicht standhalten
* Große Gefahr durch zwischenzeitliches Aufstauen und mitgeschleppte Steine

=>Es muss versucht werden eine Bebauung in nahen Flussgebieten zu vermeiden

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# Gefahrenpotential

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# Hochwasserschutzkonzeption
1. Flächenmanagement
2. Technischer Hochwasserschutz
3. Hochwasservorsorge

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**Flächenmanagement**
- angepasste Nutzung von hochwassergefährdeten Flächen
- Entsiegelung
=> vermindertes Schadenspotential durch natürliche Retentionsflächen

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**Technischer Hochwasserschutz**
- bautechnische Maßnahmen: z. B. Deiche, Hochwasserrückhaltebecken, Flutrinnen, Talsperren-
- Grundlage ist das Bemessungshochwasser $(HQ_{100})$

Von LacZ - Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=48496034

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**Hochwasservorsorge**
1. Verhaltensvorsorge
* Hochwasser = Naturereigniss => nicht zu beeinflussen
-> nur die damit verbundenen Auswirkungen können beeinflusst oder eingedämmt werden (sowas wie Auto nicht dort parken)
* Verhaltensveränderungen der Betroffenen (dafür muss aber die potentielle Gefährdung vor Ort bekannt sein) ->Hochwassergefahrenkarten
* diese Vorsorgemaßnahmen jedoch in KNA kaum berücksichtigt
* es müsssen also Nachforschungen betrieben werden,wo potenziell Hochwassergefahr besteht
* Hochwasservorhersagen und -warnungen essenziell

2. Flächenvorsorge
* Flächen in Gewässernähe frei halten -> Zukunftsorientierte Maßnahme
* Hochwasserneutral (~~bringt nicht wirklich eine Verbesserung aber wirkt Verschlechterung entgegen~~; ändert keine Hochwasserparameter, aber schützt vor Schäden)

3. Bauvorsorge und hochwasserangepasste Nutzung
* wasserdichte Wannen für Kellergeschosse
* aufgeständerte Bauten
-> Erhalt~~ung~~ der Retentionsräume (die Flächen, die bei Hochwasser überschwemmt werden ohne Schaden)

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## Kosten- und Nutzenanalyse von Hochwasserschutzmaßnahmen
- Kosten und Nutzen über einen Zeitraum müssen auf einen gemeinsamen Gegenwartswert bezogen werden
- Nutzen nach LAWA(Bund/Länderarbeitsgemeinschaft Wasser): Schutz vor Jahrhunderthochwasser
--> wird statistisch ermittelt bezieht Änderungen durch Klimawandel nicht ein.
- Hydraulische Wirkungen sehr gut quantifizierbar;
Schlecht quantifizierbar und deshalb häufig ausgelassen:
- ökologische Zusatznutzen durch Retentionsflächen
- Verhaltensvorsoge
--> Schwierige Bewertung bei nicht zu Marktpreisen gehandelten Gütern (Ökologische Leistungen)
- erweiterter Kostenvergleich: ökonomische Differenznutzen werden miteinbezogen
- Nutzwertanalyse keine monetäre Nutzenbewertung; Zielerfüllungsgrad jeder Alternative wird betrachtet

Wirkungen lassen sich unterscheiden in:
- direkte und indirekte Wirkungen bezogen auf das Projekt(Baukosten / Schäden durch veränderten Grundwasserspiegel, Opportunitätskosten)
- tangible und intangible Wirkungen: direkt messbar und in monetären Einheiten ausdrückbar(Investitionskosten) bzw. nicht direkt messbare und schwierig monetär zu bewerten(Effekte auf Ökosystem)

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## Übersicht der Kosten und Nutzen von Hochwasserschutzmaßnahmen


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# Kosten
- häufig nicht erfasste direkte Kosten: Frühwarnsysteme, Alarmpläne, Umrüstung von baulichen Anlagen
- indirekte Kosten fallen an anderer Stelle an: z. B. nicht für die Landwirtschaft genutzte Felder
- Retentionsraum kann aber auch direkter Kostenpunkt sein, wenn Entschädigung gezahlt werden muss/ Land gekauft werden muss.

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# Nutzen
direkte Nutzen können sein:
- Vermiedene Vermögensschäden: unmittelbare Schäden an Gewerbe- und Wohnflächen
(monetäre Schäden);
- Vermiedene Wertschöpfungsverluste: wirtschaftliche Schäden durch die Unterbrechung
von Wirtschaftsaktivitäten, Nutzungseinschränkungen, längerfristige
Störungen des Wirtschaftssystems (monetäre Schäden);
- Vermiedene wirtschaftliche Schäden durch Katastrophenschutzaufwand (monetäre
Schäden);
- Vermiedene Personenschäden: physische und psychische Gesundheitsprobleme,
Verlust individueller Werte, Ängste, Vertrauensverlust, etc.;
- Vermiedener Verlust an Kulturgütern und denkmalgeschützten Gebäuden;
- Vermiedene Umweltschäden. z.B. durch den Eintrag wassergefährdender Stoffe.

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indirekte Nutzen können sein:
- die Reaktivierung von Auenlandschaften
- die erhöhte Nährstoffretention auf Überschwemmungsflächen
- die Trinkwasserspeicherung, Energiegewinnung sowie Freizeit- und Erholungsnutzung bei Poldern, Talsperren, Hochwasserrückhaltebecken
- die (mögliche) Entlastung der Unterlieger
- Wertsteigerungen und erhöhte Mieteinnahmen der geschützten Nutzflächen
- die Schaffung von Entwicklungspotentialen, z.B. für die touristische Erschließung
- politische Opportunitäten (Popularitäts- / Prestigegewinne)

--> direkte und indirekte Nutzen sind Einzelfallabhängig
--> intangible Nutzen werden häufig nicht miteinbezogen, obwohl sie quantifizierbar gemacht werden können

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**Direkte Nutzen**
= vermeidung von Schäden, verschiedene arten von schäden, erkären welche das sind und wo problematik bei bewertung ist

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**Verminderung von indirekten tangiblen Schäden**
* Bsp Betriebsausfall durch Hochwasser
* Schaden ist nicht nur abhängig von Dauer der Überflutung, sondern auch von organisatorischer Leistung des Betriebes, um Ausfallzeit zu verringern.
->Hierbei steht Notfallplan im Mittelpunkt,wie handeln betroffene im ersntfall, damit der Betrieb schnell wieder aufgenommen werden ---> wirtschaftlicher Verlust wird vermindert.

* Bei Unterbrechung wird nicht nur betroffenen Betrieb betrachtet sondern auch regional (Sekundäre Verluste)
* Anhand Fallstudie zur Auswirkung der Überflutung der Themse kurz erklären, wie Schaden bestimmt wird
-> bei dieser studie wurde die der Gewinn im Überflutungsgebiet und des daraus resultierenden zusätzlichen Einkommens in den umliegenden unbetroffenen Region betrachtet
->Zusätzliches Einkommen ist bei Überflutung als Schaden anzusehen.
* Höhe sekundärer Verluste ist abhängig von wirtschaftlicher Struktur
->Bei offener ökonomischer Struktur sind sekundär schäden klein, da nachfolgende Produzenten/Konsument nicht direkt auf Industrie im Überflutungsgebiet angewiesen sind
->bei eng verflochteten ökonomischen strukturen sind weitreichende Verluste zu erwarten. Produktionskette kann zum erliegen kommen

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**Verminderung von intangiblen Schäden**

* Bewertung ist per Definition nicht möglich, solange kein Bewertungsverfahren entwickelt wurde
-> in DE wird Bewertung von Schäden wie Angst, Stress und gesundheitliche Beeinträchtigungen nur verbal argumentativ vorgenommen, im Angelsächsischen Raum wird dies versucht monetär zu bewerten
* monetärer Verlust an z.B. Privatbesitz wird mit intagiblen Schäden in Beziehung gesetzt
-> Anhand einer Skala 0-10 werden materielle (monetär quantifizierbare) und immmaterielle (intangible) Schäden vom Betroffenen selbst bewertet.
-> Intangibler Schaden meist doppelt so hoher monetärer Wert wie tangibler Schaden
* Aufgrund fehlender Bewertungsmethoden wird nur unzureichende Wiedergabe des Schadenspotenzials erreicht

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**Verminderung direkter Schäden**

* Einbeziehung Effekte von Hochwasservorsorgemaßnahmen
-> Erweiterung des Bewertungshorizontes der KNA
* Wird bislang kaum in ökonomische Bewertung aufgenommen
-> hat deutliche Auswirkungen auf sozioökonomische Parameter
* Vermeidung von Bebauung in überschwemmungsgefährdete Gebiete
-> Trägt grundsätzlich dazu bei, das Schadenspotenzials zu verringern
-> Bestehende räumliche Strukturen können vom Staat nur geringfügig beeinflusst werden
* Durch Flächenvorsorge kann der Staat bzw die Kommune regulativ eingreifen
-> Festlegung von Vorbbehalts und Vorrangebiete zum Hochwasserschutz
-> Vorteil: Schadenspotenzial wird verringert
-> Nachteil: Entwicklungsmöglichkeiten werden eingeschränkt
* Bau und Nutzungsvorschriften
-> leisten wesentlichen Teil zur Schädenverringerung an Gebäuden; (Anpassung Nutzung 25-50% ) (Ausstattung 25%)
-> Bestimmungen sind abhängig vom Grad der Gefährdung
* Gefahrenkarten bilden Grundstein für Maßnahmen zur Schadensverringerung an Gebäuden und Anlagen
-> Bsp: Schweiz Kanton st. Gallen wurden Gefährdungszonen ermittelt, vier Gefahrenbereiche Rot (erhebliche), Blau (mittlere), Gelb (gering), Weiß-Gelb (rest)
-> Für erheblich gefährdete Objekte gilt: Bestehende Bauten, Anlagen dürfen unterhalten und zeitgemäß erneuert werden. Erstellung neuer Bauten und Anlagen ist untersagt

-> Bewusstseinserweiterung der Anlieger fördert Anpassung des Verhaltens und Schadensreduktion
-> Werden potienzell betroffene mit Informationen zur Gefährdung versorgt verringert sich ebenfalls Schaden durch besseres Verhalten im Ernstfall
* Vorwarnzeit spielt wichtige Rolle, um Schadenspotenzial zu verringern
-> Bsp: Donauprogramm besitzt integrierte Vorwarnzeit
-> keine Reaktionszeit (<4h), geringe (4-24h), mittlere (>24h)
-> Studie zur Evaluation zeigt, das sogar mit nur 3 Stunden Vorwarnzeit Schäden an Kraftfahrzeug und Vieh um 80% bzw 50% gesenkt wurden

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**Indirekte Nutzen**

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# Traditionelle Nutzen-Kosten-Abwägung
* hier werden nun technische Hochwasserschutzmaßnahmen betrachtet
* es müssen die Auswirkungen auf das Flusssystem eingeschätzt und quantifiziert werden
-> hydrologische Effekte (Effekte aufs Wasser)(hydrologie => Wasserkreislauf, Wasserzusammensetzung, Wechselwirkungen zwischen Wasser und Gesteinen etc.)
-> hydraulische Effekte (Effekte auf Fließeigenschaften durch Bebauung)
* diese Effekte können sich auch auf die Wahrscheinlichkeit von Schadensereignissen auswirken (z.B durch verminderte Laufgeschwindigkeit oder Wasserstände)
* indirekte Wirkungen werden hier jedoch nicht berücksichtigt
* direkte Nutzen = vermiedene Schäden
* auch ledigtlich Betrachtung von direkten Schäden
* meistens Planung und Bewertung auf ein best. Schutzziel ausgerichtet (Beherrschung des 100jährlichen Hochwassers -> ein Hochwasser, das statistisch alle 100 Jahre in diesem Ausmaße vorkommen kann)

**Nachteil**:
* Betrachtung von einem best. Ziel macht die Ermittlung eines "Optimalen Schutzniveaus" unnötig; reiner Vergleich von Kosten der Alternativen ist in der Regel ausreichend
-> es wird nicht betrachtet ob eine Alternative z.B. noch etwas anderes außerhalb des Ziels schützt wenn sie teurer ist
+ es wird nur der technische Hochwasserschutz betrachtet (Vorsorgemaßnahmen und Maßnahmen für Wasserrückhalt werden vernachlässigt)
* oft nur Betrachtung der Mikroebene (Vernachlässigung von Makro- und Mesoebene)

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**Datenbeschaffung**
* ex-post Analyse: gründen auf Daten aus vergangengen Hochwassern (reale Messwerte)
* Nachteil: nicht objetkiv -> Betroffene direkt nach Katastrophe schätzen den Schaden schlimmer ein, als er ist
* ex-ante Analysen: Ableitung von Schadensfunktionen
(analytisch)
-> Berechnung von prozentualen Schadensanteilen in Geldsummen je Objekt oder Fläche
-> Nachteil: Übertragbarkeit nicht immer gegeben, daran wird noch viel geforscht

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**Schadenserfassung**
* Beurteilung des Schadens auf Mikro-, Meso- oder Makroebene, wobei man auf dem Schaubild sieht, dass oft nur die Mikroebene betrachtet wird
* Mikroebene: oft über Wasserstand ermittelter Schaden (Wasserstands-Schadensfunktion)
-> diese Funktion wird aus vorhandenen oder empirisch erhobenen Schadensdaten ermittelt
-> hier wird nur der absolute Schaden betrachtet
* Mesoebene: oft als prozentualer Schaden angegeben und ermittelt

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**Schadenswahrscheinlichkeit**
* verschiedene Hochwasserszenarien haben auch verschiedene Auswirkungen
* in Verbindung mit der Eintrittswahrscheinlichkeit (aus historischen Daten) dieser Szenarien ergibt sich die Schadenswahrscheinlichkeit

**Schadenserwartung**
* Integration über die Schadenswahrscheinlichkeit ergibt mittlere jährliche Schadenserwartung
-> hochwasserbedingte Kosten, die bei dem bestehenden Schutzstandard theoretisch jährlich anfallen

=> Nutzen ist dann dementsprechend das Geld, welches jährlich gespart wird durch weitere Schutzmaßnahmen

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## Beispiel von traditionellen KNA
**Integriertes Donauprogramm**
Verglichen wurden zwei Optionen
* mehrere Hochwasserrückhaltebecken
* ein Hochwasserrückhaltebecken + örtlicher Schutz anliegender Gemeinden
-> ausschließlich technisch

**Ziel:**
* beibehaltung des Status quo (Nullvariante)

**betrachtete Szenarien:**
* normale/ durchschnittliche Hochwasserszenarien
* extreme Hochwasserereignisse
* HQ 20, 50, 100, 1000 -> Hochwasser, dass so alle 20, 50, 100, 1000 Jahre vorkommt (statistisch)

**betrachtete Auswirkungen**
* hydrologisch und hydraulisch
-> Abflüsse, überflutete Flächen, Absenkung der Wasserspiegellagen
=> Betrachtung auf Mesoskalischer Ebene (regionale Ebene)

**Bewertung**
* direkte Projektkosten (Investitions- und Betriebskosten)
* direkte Nutzen (verminderter Vermögensschaden, verminderter Wertschöpfungsverlust)
* Personengefährdung (einteilung der Gerfährdeten in drei Gruppen)
->dadurch z.T. Betrachtung indirekter Schäden
* Berechnung von Projektkostenbarwert und Nutzenbarwert
-> mit Hilfe dieser dann KNA mit Entscheidungsgrundlage auf ökonomischer Vorteilhaftigkeit
* Herleitung einer volkswirtschaftlich 'optimalen' Variante wurde nicht gemacht

**Defizite dieser Bertrachtung**
* nur technische Hochwasserschutzmaßnahmen betrachtet
* indirekte Wirkungen nahezu komplett Vernachlässigt
* keine alternativen Schutzniveaus
* mögliche Effekte über den betrachteten Raum wurden nicht erörtert

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# Gegenwärtige Praxis der KNA
* Hauptaugenmerk auf technischen Hochwasserschutz weitreichendere Betrachtung wird jedoch empfohlen
* Nutzen-Kosten-Abwägungen werden mit unterschiedlicher Reichweite durchgeführt
* Wirtschaftlichkeitsuntersuchungen gründen auf unterschiedlichen Methoden und Betrachtungstiefen
* oft keine Gegenüberstellung von Nutzen und Kosten sondern nur Auflistung der Investitionskosten
* möglicherweise in nächster Zeit nähere Betrachtung von Extremhochwassern (aufgrund des Klimawandels)
* Ermittlung von Schadenspotenzialen
* Quantifizierung von direkten und realen Wirkungen
* Empfohlen wird auch die Betrachtung von indirekten Kosten und Nutzen
* KNA bei Hochwasserschutz wird jedoch nicht überregional analysiert
* es gibt immer einen großen Schwankungsbereich und Ungenauigkeiten
* fehlende Daten (keine schadenswerte für das Einzugsgebiet, letztes Hochwasser lange her)

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**Indirekte Kosten von Maßnahmen des technischen Hochwasserrückhaltes**

* traditionelle NKA wird um indirekte Wirkungen erweitert
-> indirekte kosten durch entgangene Nutzungsmöglichkeiten (Opportunitätskosten) werden berücksichtigt
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**Schwierigkeiten und Begrenzungen der Bewertung**

* Bewertung von Hochwasserschutz ist von vielen Faktoren abhängig, deswegen wird Komplexitätsreduktion benötigt
-> Bewertungsverfahren je nach Fall und Zielstellung anzupassen
* Bewertung soll auf makro bzw mesoskaliger Ebene erfolgen
-> Rahmenbedingungen für Maßnahmen sollen mithilfe möglichst öffentlich zugänglichen Daten bestimmt werden
-> Rahmenbedingungen umfassen Nutzungsstrukturen, Vermögensbestände, wirtschaftliche Aktivitäten
* Grundsätzliche Problematik umfassender Bewertung ist Datenverfügbarkeit und Bewertungsaufwand
-> Verfahren werden benötigt, welche grobe gesamt Wirkungsabschätzung als auch Bewertung der einzelnen Maßnahmen liefert

* Abhängig von Rahmenbedingungen werden auch Kosten und Nutzen auf mikroskaligener Ebene in NKA miteingebunden
-> Wirkungsbetrachtung abhängig von Aufwand, Eintrittswahrscheinlichkeit und Zeitpunkt der Wirkung
* Einschätzung der Bewertung einzelner Effekte liefert Auswahlkriterium für reduzierte Betrachtung
-> weniger komplexe Bewertung durch vernachlässigen von Effekten
* Entscheidend für Aufnahme in die KNA ist von Untersuchungen auf strategischer Ebene abzuleiten
-> Anpassung an Finanzrahmen, räumliche Betrachtungsebene und natürliche Wirkungsbeziehungen
[In Großbritannien gibt es Handbücher für Standartwerte zur Bewertung indirekter Effekte]

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**Vergleich der K-N-Analysen unterschiedlicher Bundesländer**

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- K-N-Analyse werden meistens gemacht
- Schutz vor Vermögensschäden wird immer genannt
- Reduzierte Personenschäden und Umweltschäden ungefähr bei der Hälfte
- weitere Nutzen Schutz/ Reduktion von Katastrophenschutzaufwand, sozioökonomische Schadwirkung, Kulturgüter, Infrastruktur, Bodenwertänderungen

--> ist jetzt in dem Diagramm