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KLIWA-Workshop "Extreme Hochwasser"


"Kritische" Wetterlagen für die Hochwasserbildung in Südwestdeutschland - Konsequenzen für Festlegung des Bemessungshochwassers

Referent: Prof. Dr.-Ing. Hans J. Caspary - FH Stuttgart

  1. Die kombinierte Auswertung der Hochwasser und Wetterlagen in verschiedenen Regionen Baden-Württembergs zeigt, dass nahezu alle extremen Hochwasser an großen Gewässern durch langandauernde Perioden (6-23 Tage) der Wetterlage "Westlage zyklonal" (Wz) im Winter (Dez.-Feb.) und den hieraus resultierenden ergiebigen Niederschlägen ausgelöst wurden. In wenigen Fällen ist auch eine Kombination von Wz mit den Wetterlagen "südliche Westlage" (Ws), "winkelförmige Westlage" (wW) und "Nordwestlage zyklonal" (NWz) maßgebend. Für die Hochwasserbildung an größeren Gewässern Baden-Württembergs muß die "Westlage zyklonal" als äußerst "kritische" Wetterlage angesehen werden.

  2. Die Zeitreihen der "kritischen" Großwetterlage Wz zeigen für die Winter (Dez.-Feb.) des Meßzeitraumes 1881-2002 sowohl bei den Häufigkeiten als auch bei der maximalen Dauer zusammenhängender Wz-Perioden signifikant ansteigende Trends und einen signifikanten Bruchpunkt im Jahr 1981.

  3. Damit auch Klimamodelldaten hinsichtlich "kritischer" Zirkulationsmuster (CPs) untersucht werden können, wurde von Prof Bárdossy eine auf Fuzzy-Regeln basierte automatisierte, objektive CP-Klassifikation mit 12 verschiedenen CPs durchgeführt, die anhand von 4 Einzugsgebieten des Neckaroberlaufes abflußoptimiert wurde. Als Datengrundlage für die objektive CP-Klassifikation diente die in einem Raster von 5°x 5° vorliegende NCAR-Reihe der Reanalysen des Bodenluftdruckes für den Zeitraum 1899-2001.

  4. Von den objektiven CPs müssen zwei (CP09 und CP10) als "kritische" CPs eingestuft werden. Ihre Anomalien zeigen eine gute Übereinstimmung mit den Anomalien der Wz-Wetterlage. Auch CP09 hat sowohl in Häufigkeit als auch maximaler Dauer zusammenhängender Perioden für die Winter (Dez.-Feb.) des Meßzeitraumes 1899-2001 signifikant zugenommen und zeigt einen mit Wz übereinstimmenden signifikanten Bruchpunkt im Jahr 1981.

  5. Langandauernde, zusammenhängende Perioden der "kritischen" Zirkulationsmuster sind somit im Winter (Dez.-Feb.) für zahlreiche größere Einzugsgebiete Baden-Württembergs zwar keine hinreichende, aber eine notwendige Bedingung für das Auftreten großer Hochwasser.

  6. Die Instationarität der kritischen Wetterlagen ist Ursache für den in großen Teilen Südwestdeutschlands nachweisbaren Anstieg der langandauernden extremen Winterniederschläge.

  7. Das Klimamodell ECHAM4 zeigt für die Winter (Dez.-Feb.) beim Übergang vom Kontrolllauf (1970-1999) zum Szenario (2020-2050) für die kritischen CPs (CP09 u. CP10) sowohl einen deutlichen Anstieg der Häufigkeiten als auch der maximaler Dauer zusammenhängender Perioden. D.h. in Zukunft ist mit einer weiteren Zunahme der Zonalisierung des Winterklimas und damit einer Zunahme der extremen Winterniederschläge und Hochwasser in Mitteleuropa zu rechnen.



Zentrale Fragen:
  1. Wie sollen die Bemessungsniederschläge für Regionen mit signifikanten Instationarität der Winterniederschläge zukünftig festgelegt werden?

  2. Wie soll das Bemessungshochwasser (BHQ) in "Problemregionen", die von der Instationarität der HQ-Werte stark betroffen sind zukünftig festgelegt werden?



Praxishinweise und konkrete Empfehlungen
  1. Permanente Aktualisierung der Hochwasserstatistik aller Pegel für die von Instationarität betroffenen Problemregionen.
  2. Aktualisierung der Extremniederschlagsstatistik für Baden-Württemberg in Zusammenarbeit mit dem DWD
    • Einbeziehung aktueller Daten (bis 2002)
    • Extremwertstatistik nicht für Einzelstationen sondern Gebietsniederschläge
    • Erweiterung auf längere Niederschlagsdauerstufen (5 - 10 - 15 Tage)
    • Höhere räumliche Auflösung als KOSTRA
  3. "Flexible Response" bei der Planung und dem Bau von HW-Schutzmaßnahmen einführen!
    • bei baulichen Anlagen auf Überlastbarkeit der Systeme (z.B. Hochwasserentlastung) achten
    • Erweiterungsmöglichkeiten bereits im Planungsstadium berücksichtigen
    • Ausweisung von Überschwemmungsgebieten intensivieren
  4. Hochwasservorhersagen verbessern und weiter ausbauen!
    • Weiterer Ausbau der Hochwasservorhersagezentralen
    • Ausdehnung der Vorhersagen auf mittlere Einzugsgebiete (N-Onlinemessung, Verwendung von Radardaten)
    • DWD und private Wetterdienste müssen die Zuverlässigkeit der Vorhersage von Extremniederschlägen verbessern
    • Hochwasserschutzübungen in Regionen, die von Instationarität der HQ-Werte betroffen sind regelmäßig durchführen
  5. Verschiebung wasserwirtschaftlicher Prioritäten
    • Erhöhung der Investitionen in Hochwasserschutz bei Reduktion der Investitionen z.B. in weitergehende Abwasserreinigung



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