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Kartierung und Simulation von Überschwemmungsflächen in urbanen Räumen nach Starkregenereignissen

Mapping and simulation of urban flooding after heavy rain events

  • Fachbeitrag
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Grundwasser Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

In vielen Regionen werden Extremniederschlagsereignisse im Zuge des Klimawandels an Anzahl und Intensität zunehmen, was insbesondere für urbane Gebiete große Herausforderungen im Oberflächen- und Grundwassermanagement bedeutet.

Vor diesem Hintergrund wurden für ein Untersuchungsgebiet im Ruhrgebiet hydrodynamische Modellierungen mit unterschiedlichen Niederschlagsintensitäten durchgeführt, basierend auf einer Kartierung abflussrelevanter Fließhindernisse und einem digitalen Geländemodell. Zur Geodatenverarbeitung und Kartenproduktion dienten die Simulationsprogramme FloodArea und Hec-Ras. Ziel war die Erstellung szenarienbasierter Gefahrenkarten, darauf basierend wurden Optimierungsvorschläge für die Anpassung an Starkregenereignisse erarbeitet.

Die Modellierungen mit beiden Programmen zeigen Ähnlichkeiten bei der Lage der Hot Spots. Allerdings sind Unterschiede bei den Wasserspiegellagen zu beobachten: die FloodArea-Modelle zeigen, vermutlich durch limitierte Randbedingungsoptionen, deutlich höhere Werte als die Hec-Ras-Modelle. Dennoch liefern sie eine realistische Visualisierung überschwemmungsgefährdeter Gebiete. Die gezeigte Vorgehensweise kann genutzt werden, um Auswirkungen zukünftiger Starkregenereignisse zu simulieren, sie liefert für die Stadtplanung Entscheidungshilfen zu Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel. So lassen sich beispielsweise Standorte für Retentionsflächen bestimmen.

Abstract

In many regions, the number and intensity of extreme precipitation events will increase as a result of climate change, which will pose major challenges for spatial planning and climate adaptation, particularly for metropolitan regions. Based on a digital terrain model and on a mapping of the flow obstacles relevant for precipitation runoff, hydrodynamic modelling with different precipitation intensities was carried out for an investigation area in the Ruhr area. The simulation tools FloodArea and Hec-Ras were used for geodata processing and to produce hazard maps. The results of the modelling with both programs show similarities in the distribution of the areas with highest flood levels. However, differences can be observed in absolute heights. The approach shown can be used to simulate the effects of future heavy rainfall events and provides urban planning decision support (location of retention areas) for adaptation measures related to climate change.

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Schütze, A.A., Banning, A. & Bender, S. Kartierung und Simulation von Überschwemmungsflächen in urbanen Räumen nach Starkregenereignissen. Grundwasser - Zeitschrift der Fachsektion Hydrogeologie 26, 87–97 (2021). https://doi.org/10.1007/s00767-020-00470-y

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