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Umfassendere Bewertung des Hochwasserrisikos schafft Klarheit

Weltweit sind Hochwasser die kostspieligsten Naturgefahren; sie betreffen Milliarden Menschen, verursachen enorme wirtschaftliche Schäden und haben schwere langfristige Auswirkungen auf Lebensgrundlagen und die Gesundheit.

Klimawandel und Umwelt
Sicherheit

Großflächige Überschwemmungen können sich über mehrere Tausend Quadratkilometer erstrecken und regionale und nationale Folgen haben. Insbesondere in dieser Größenordnung sind Wechselwirkungen von Gefahr, Belastung und Anfälligkeitsprozessen sowie dynamische Entwicklungen des Hochwasserrisikosystems von Bedeutung. Diese Wechselwirkungen sind zu berücksichtigen, wenn Risikoabschätzungen vorgenommen werden, um effektive und nachhaltige Strategien zur Risikoverringerung zu entwickeln. Dennoch konzentriert sich bislang ein Großteil der Hochwasserforschung auf kleine bis mittlere Einzugsgebiete, und man begegnete den entsprechenden Anforderungen üblicherweise durch die Zusammensetzung mehrerer kleinformatiger Lösungen. Das EU-finanzierte Projekt SYSTEM-RISK begegnet dieser Herausforderung mit der Entwicklung eines systematischen Ansatzes für die großformatige Bewertung des Hochwasserrisikos und den Umgang damit – von großen Flussbecken bis hin zur europäischen Ebene. „Wir haben die gesamte Kette des Hochwasserrisikos von den meteorologischen Prozessen bis hin zu negativen Auswirkungen, Wechselwirkungen und vorübergehenden Veränderungen von Hochwasserrisikosystemen auf einer großen räumlichen Skala untersucht“, so Projektkoordinator Bruno Merz.

Ein großflächiger Ansatz

Die Initiative war ein europäisches Marie-Skłodowska-Curie-Ausbildungsnetzwerk, in dem Nachwuchsforschende für moderne Methoden geschult wurden, um sie zu befähigen, einen ganzheitlichen Blick auf Hochwasserrisikosysteme zu entwickeln. „Ihre Forschung konzentrierte sich auf das Verständnis des Wechselspiels zwischen atmosphärischen und Einzugsprozessen, der Wechselwirkungen innerhalb des Systems aus Fluss, Deich und Flussniederung sowie der Wechselwirkungen von sozioökonomischen Systemen und physikalischen Verfahren“, erläutert Merz. Das Team wandte den systematischen Ansatz für die Bewertung und die Eindämmung von Hochwasserrisiken an, um flussaufwärtigen und flussabwärtigen Wechselwirkungen innerhalb von Flusssystemen Rechnung zu tragen. Dazu gehörten Deichbrüche sowie die Anwendung von Big Data und die Simulation von großflächigen, aber hochauflösenden Hochwasserszenarien und unvorhergesehene mehrschichtige Ereignisse. Darüber hinaus entwickelten die Forschenden die Web-Anwendung Smart-FLOOD, welche die schnelle Abbildung von hochwassergefährdeten Gebieten in hoher räumlicher Auflösung anhand von hydro-geomorphen Eigenschaften und die Einbindung von Big Data ermöglicht. „Dies eröffnet neue Möglichkeiten zur Erkundung von Hochwasserrisikosystemen und hilft den Interessengruppen, Strategien zur Risikominderung abzuleiten, indem ihre Fähigkeiten zur effizienten Verarbeitung von Big Data und zur Erstellung von großflächigen Karten zur Abbildung des Hochwasserrisikos in hoher Auflösung erweitert werden“, meint Merz. Die EU-Richtlinie über die Bewertung und das Management von Hochwasserrisiken verlangt von den Mitgliedstaaten, dass sie Hochwasserrisiken bewerten und Risikomanagementpläne vorlegen, die dafür sorgen, dass die Hochwasserrisiken flussauf- oder flussabwärts in anderen Ländern für dasselbe Flussbecken oder Teilbecken nicht steigen. SYSTEM-RISK hat damit genau die Methoden und Werkzeuge zur Verfügung gestellt, die erforderlich sind, um diese Umverteilung der Hochwasserrisiken zu beziffern, und hat nachgewiesen, dass die Berücksichtigung solcher räumlicher Wechselwirkungen zu anderen Entscheidungen führt als der traditionelle lokale Ansatz.

Besseres Verständnis

Politisch Verantwortliche, das Hochwasserrisikomanagement und die Versicherungsbranche können von der Arbeit von SYSTEM-RISK profitieren. Wenn sie einen systematischen Ansatz übernehmen, erhalten sie ein deutlicheres Bild von den zugrundeliegenden Mechanismen von Hochwasserrisiken, wodurch sich bessere Managementoptionen für die Bewertung von und den Umgang mit Hochwasserrisiken ergeben. Zum Beispiel können aus lokalen Hochwasserschutzmaßnahmen flussauf- oder flussabwärts Konflikte entstehen. Wenn während einer Überschwemmung der Wasserspiegel steigt und dies zu einer Überflutung in einem Bereich führt, werden im Hinterland große Wassermengen gespeichert, sodass die Wahrscheinlichkeit des flussabwärtigen Fließens sinkt. Umgekehrt kanalisieren eingedämmte Flüsse den Wasserfluss, bewegen hohe Wasserspiegel flussabwärts und erhöhen so die Wahrscheinlichkeit eines Hochwassers flussabwärts. Die Umverteilung des Hochwasserrisikos wird erst dann sichtbar, wenn größere Regionen in Betracht gezogen werden. „Deshalb bietet SYSTEM-RISK ein Rahmenwerk für die Bewertung des Hochwasserrisikos, bei dem die Auswirkungen von systematischen Verhalten berücksichtigt werden“, so Merz.

Schlüsselbegriffe

SYSTEM-RISK, Systeme, Risikobewertung, Hochwasser, Flussbecken, europäisches Marie-Skłodowska-Curie-Ausbildungsnetzwerk, Nachwuchsforschende

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