Langfristige Variabilität extremer Hochwasserereignisse

• Antragsteller: Professor Dr. Günter Blöschl
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung seit 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 278017089

In letzter Zeit sind in Europa eine Reihe großer Hochwässer aufgetreten, die vermuten lassen, dass wir in eine hochwasserreiche Periode eingetreten sind, d.h. eine Periode, in der Hochwässer häufiger und größer als gewöhnlich sind. Um abzuklären, ob und warum dies der Fall ist, sind neue Methoden und Analysen erforderlich. Spezifische Fragen sind, ob sich die Wahrscheinlichkeiten extremer Hochwässer in den letzten Jahren geändert haben, was die Prozessursachen solcher Änderungen sind und welche Auswirkungen sie auf extreme Hochwässer in der Zukunft haben.In der ersten Förderperiode wurden Methoden zur Bestimmung hochwasserreicher Perioden auf der Grundlage beobachteter Hochwasserdaten in Österreich und Deutschland entwickelt. Potenzielle Prozessursachen für sich ändernde Hochwässer wie Klimawandel, Landnutzungsänderungen und Wasserbauten wurden identifiziert. Ziel der zweiten Förderperiode ist es, die Hochwasseränderungen diesen Prozessursachen räumlich verteilt zuzuweisen. In kleinen landwirtschaftlichen Gebieten in Norddeutschland dürfte beispielsweise die Landnutzungsänderung wichtig sein, während in den österreichischen Alpen Klimaprozesse möglicherweise relevanter sind. Dafür wird eine Methode entwickelt, die die räumlich unterschiedlichen Abflussprozesse wie kurze konvektive Niederschläge, lange Frontalniederschläge und Schneeschmelze berücksichtigt. Da große Hochwässer gesellschaftlich besonders relevant sind, wird untersucht, wie Hochwasseränderungen und Prozessursachen von der Größe der Hochwässer abhängen. Durch historische Informationen werden die Hochwasserdaten bis in das 16. Jahrhundert zurück verlängert, wodurch z.B. untersucht werden kann, ob Hochwässer in kalten oder warmen Perioden häufiger auftraten. Wir entwickeln ein probabilistisches Modell der Hochwasseränderungen, das explizit die Mechanismen beschreibt, wie z.B. Bodenverdichtung, Verlust der Hochwasserrückhalteflächen und Übergang von Schnee auf Regen bei Extremniederschlägen. Anhand des Modells soll untersucht werden, wie sich die Prozessursachen auf zukünftige Hochwasserwahrscheinlichkeiten auswirken könnten.Das Projekt beschreitet wissenschaftliches Neuland wie folgt: (a) Entwicklung neuer Methoden um Hochwasseränderungen ihren Prozessursachen in heterogenen Regionen zuzuordnen. (b) Untersuchung der Abhängigkeit der Hochwasseränderungen und ihrer Prozessursachen vom Wiederkehrintervall, d.h. ob kleine und große Hochwässer ein ähnliches Verhalten aufweisen. (c) Entwicklung eines probabilistischen Modells für Hochwasseränderungen, das die Änderungsmechanismen explizit erfasst und Vorhersagen über potenzielle zukünftige Hochwasseränderungen und deren Unsicherheiten ermöglicht.Das von Prof. Günter Blöschl und Dr. Andrea Kiss geleitete Projekt wird zu einem verbesserten Verständnis von Hochwasseränderungen und deren Prozessursachen führen, wodurch eine Grundlage für genauere Berechnungsmethoden in Gebieten mit und ohne Abflussmessungen gelegt wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2416: Space-Time Dynamics of Extreme Floods (SPATE)
• Internationaler Bezug: Österreich
• Partnerorganisation: Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF)
• Mitverantwortlich(e): Andrea Kiss