Trockenheits- und Hochwasserstatistiken in regulierten Einzugsgebieten: eine multivariate Perspektive (DFStaR)

• Antragstellerin: Dr. Manuela Brunner
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 465747089

Trockenheit und Hochwasser können schwerwiegende Auswirkungen haben, wenn sie in stark besiedelten Gebieten auftreten, eine grosse Region treffen oder wenn ein Trockenheitsereignis mit außergewöhnlichem Niedrigwasser abrupt von einem Hochwasser beendet wird. Geeignete Managementstrategien können helfen die mit Extremereignissen verbundenen negativen Auswirkungen zu minimieren und stützen sich auf zuverlässige Schätzungen der Häufigkeit und Grösse solcher Ereignisse. Ein ungelöstes Schlüsselproblem bei der Abschätzung von Extremereignissen ist die Quantifizierung der Wahrscheinlichkeit von Ereignissen in Regionen wo Abfluss durch Reservoir- oder Seeregulierung beeinflusst ist. Solch direkte menschliche Interventionen könnten nicht nur einzelne Hochwasser- und Trockenheitscharakteristika in individuellen Einzugsgebieten beeinflussen, sondern auch die Interaktion zwischen verschiedenen Charakteristika. Dieses Projekt hat zum Ziel unser Verständnis vom statistischen Verhalten multivariater hydrologischer Extreme in einer sich verändernden Welt zu verbessern, wo Abfluss zunehmend durch Speicherbewirtschaftung beeinflusst ist. Spezifische Ziele sind dabei (1) einen Datensatz von hydrologischen Extremen und menschlichen Einflüssen im Alpenraum zu erstellen, (2) den Einfluss von Speicherbewirtschaftung auf multivariate statistische Hochwasser- und Trockenheitseigenschaften zu quantifizieren, z.B. mehrere und regionale Charakteristika, Ereignistypen, die zeitliche Häufung von Ereignissen, und schnelle Trockenheits-Hochwasser Übergänge, und (3) den Effekt von Regulierungen auf lokale und regionale Gefahrenschätzungen zu bestimmen.Diese Ziele werden von einem Team angegangen, das sich aus der Projektleiterin, einer Doktorandin und einem GIS Spezialisten zusammensetzt. Der Fokus liegt auf den Quellgebieten der vier Hauptflüsse in den Zentralalpen, dem Rhein, der Rhône, der Donau, und dem Po, die essenziell sind für die Wasserversorgung in unterliegenden Gebieten und stark von Regulierung betroffen sind. Der Datensatz von Abflusszeitreihen und Gebietscharakteristika für die Regionen im Forschungsgebiet wird aus vielfältigen Quellen zusammengestellt. Um den Einfluss von Abflussregulierung auf hydrologische Extreme zu untersuchen, werden wir Hochwasser- und Trockenheitscharakteristika von natürlichen und regulierten Gebieten vergleichen. Um lokale und regionale Schätzwerte herzuleiten, werden wir Klassifizierungs- und Simulationsmethoden entwickeln, welche sich auf multivariate Häufigkeitsanalyse abstützen. Dieses Projekt wird neue Erkenntnisse zum Einfluss von Abflussregulierung auf statistische Trockenheits- und Hochwassereigenschaften und deren Zusammenhänge liefern und quantifizieren wie sich die Gefahr von Hochwassern und Trockenheit in regulierten Gebieten von jener in natürlichen Gebieten unterscheidet. Es stellt somit Informationen zur Verfügung, welche beim Fällen von Entscheidungen in einer vom Menschen veränderten Welt äusserst wichtig sind.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz