Auswirkungen der Variation klimatischer Parameter auf Bemessungshochwasser

Abstract

Bemessungshochwasser bilden die Grundlage für Dimensionierungsaufgaben im Bereich des technischen Hochwasserschutzes.<br />Im Kreislauf des Hochwasserrisikomanagements quantifiziert die Gefahr gemeinsam mit der Vulnerabilität im Einzugsgebiet das Risiko eines schadbringenden Ereignisses. Mögliche Veränderungen ergeben sich in Zukunft durch geänderte klimatische Rahmenbedingungen. Sie geben Anlass, den zusätzlichen Lastfall Klimawandel innerhalb der Strategien zum Schutz vor Hochwasser zu beurteilen.<br />Anhand von Projektionen klimatischer Parameter werden langfristige Änderungssignale im Klimageschehen an ein, an die Messtation Frankenfels angeeichtes, stochastisches Niederschlagsmodell übergeben. Anschließend werden die im ereignisbezogenen Abflussmodell generierten Abflusszeitreihen statistisch ausgewertet. Die saisonale Darstellung zeigt jene Bereiche auf, bei denen nach Trend und Ausmaß Änderungen bei Bemessungshochwassern zu erwarten sind.<br />Das Potential, intensivere Niederschläge und saisonale Verlagerungen der Abflusssummen zu messen, steigt aufgrund der Temperaturerhöhung im Alpenraum und den daraus abgeleiteten, qualitativ konsistenten Szenarien im Niederschlag an. Neben einem Anstieg der Intensität und einer saisonalen Verschiebung der Niederschläge vom Sommer in den Winter, weist ein Anstieg der Verdunstung bei gleichbleibender Jahresniederschlagssumme auf eine Abnahme der sommerlichen Abflusssummen um bis zu -36%, und eine Zunahme der winterlichen um bis zu +48% hin.<br />Die bimodale Verteilung im Abflussregime bleibt erhalten. Der Minimalwert der sommerlichen Monatsmaxima im Abfluss liegt nach wie vor über den winterlichen Monatsmaxima im Abfluss, wobei im Sommer mit Steigerungen des Bemessungshochwassers HQ100 von bis zu +17%, im Winter von bis zu +35% zu rechnen ist. Als für die Bemessung von Schutzbauten maßgeblicher Wert gilt nach wie vor der Sommerwert. Der Wasserstand erhöht sich im Falle eines 100-jährlichen Hochwassers, ausgehend von 2.22m um bis zu 25cm. Der Lastfall Klimawandel verringert somit den Sicherheitsspielraum des Freibords.<br />Der nachgewiesene Beitrag für einen Anstieg der Schadensfälle aufgrund von Hochwasser ist derzeit nach Stand des Wissens nicht ursächlich auf klimatische Veränderungen, sondern hauptsächlich auf anthropogene Einflüsse im Einzugsgebiet und der damit verbundene progressive Zunahme der Vulnerabilität zurückzuführen. Im Zuge einer integralen Risikobetrachtung lässt die Abwägung der Einflüsse das Augenmerk verstärkt auf die Verbreiterung der Informationsbasis bei der Abschätzung von Hochwasserkennwerten, Überlastszenarien, flexible Hochwasserschutzbauten und langfristiges Flächenmanagement richten.<br />

Design floods are the basis for technical flood control measures. Within flood risk management the damage risk consists of danger and vulnerability in the catchment area. In the future there might be a shift to other conditions due to climate change. Hence, this can lead to an additional loading scheme "`climate change"', which forces to build new strategies to prevent floods. Long term projections of climate parameters are used as input to a stochastical precipitation model. The resulting precipitation events are further given to a runoff model which generates time series in order to be statistically analyzed. A seasonal division shows sectors in which changes in design floods can be expected.<br />The potential of more intense precipitation and a shift in seasonal runoff patterns arises. The reasons are the increasing temperature in the alpine region followed by precipitation scenarios which are qualitatively consistent. Additionally annual precipitation is going to stay constant while evaporation rises. Consequently the total runoff decreases by -36% in summer, while it increases in winter by +48%. The bimodal distribution of the runoff regime doesn't change its pattern.<br />During the summer months, the minimum runoff peak is still higher than the maximum peak during the winter months. Therefore, in summer the design flood HQ100 increases by +17% and in winter by +35%. The operative value to design safety measures will still be determined by summer peaks. The water level according to a 100-yearly flood rises from the given 2.22m by 25cm. Consequently the load scheme 'climate change' reduces the freebord's safety zone.<br />According to the body of knowledge the verified contribution of increasing cases of damage is not solely depending on climate change. It turns out that anthropogenic actions are having more influence and are causing progressive vulnerability in the catchment area. In order to offer more understandable actions the attention turns to broaden information for the estimation of flood parameters, overloaded scenarios, flexible flood safety measures and long term floor-space management.