Das Projekt "DROGen und Regen - Hochwassergefährdung in kleinen Einzugsgebieten mit Fokus auf räumliche und zeitliche Skalen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie durchgeführt. In den letzten Jahren wurde vom IHF das Modell DROGen entwickelt, ein unkalibriertes Niederschlags-Abflussmodell, dass basierend auf den Geoinformationen in Baden-Württemberg die Abflussbildung flächendetailliert vorhersagen und darauf aufbauend die Hochwassergefährdung im Gerinne und auf der Landoberfläche prognostiziert. Es hat sich herausgestellt, das insbesondere bei der Bestimmung des Niederschlaginputs, der meteorologischen Daten und der räumlichen Auflösung des Modells noch Fragen zu beantworten sind. Die Beantwortung dieser Fragen soll für das Verständnis der Hochwasserentstehung, aber auch für die Vorhersage und Risikoabschätzung durch Hochwasser Fortschritte bringen. Im Rahmen des Projektes werden im wesentlichen drei Aufgaben angegangen: 1) Verifizierung der Niederschlagsvorhersage für die Hochwasservorhersage insbesondere auf systematische Fehler in bestimmten Regionen und Jahreszeiten, die dadurch einen systematischen Inputfehler bei der Niederschlags-Abflussmodellierung erzeugen. 2) Systematisch Untersuchungen des Einflusses der räumlichen Auflösung des Models DROGen auf die Modellergebnisse und Vorhersage in verschiedenen ausgewählten Einzugsgebieten. 3) Erarbeitung eines Verfahrens zur Verbesserung der zeitlichen Informationen der Niederschlagsradardaten (RADOLAN) durch direktes Einbeziehen der zeitlichen Informationen von Stationsdaten. Vergleiche der Modellergebnisse mit DROGen für die Testgebiete mit Modellläufen unterschiedlich räumlich-zeitlich detaillierter Inputinformationen zur Bestimmung einer optimalen Auflösung.
Das Projekt "Gefährdungspotential durch wild abfließendes Wasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie durchgeführt. In den letzten Jahren wurde an der Professur für Hydrologie das Modell DROGen (Distributed RunOff Generation) entwickelt, ein unkalibriertes Niederschlags-Abflussmodell dass basierend auf den Geoinformation in Baden-Württemberg die Abflussbildung und Konzentration flächendetailliert vorhersagt und darauf aufbauen die Hochwassergefährdung im Gerinne und auf der Landoberfläche prognostiziert. Das Modell wurde bereits für einige Gebiete und Ereignisse validiert. Trotz sehr vielversprechender Ergebnisse hat sich gezeigt, dass das Modell DROGen für eine breite Anwendung zur Bestimmung des Gefährdungspotentials von wild abfließendem Wasser und als Grundlage für das geplante kommunale Starkregenmanagement noch weiter entwickelt werden sollte. Dazu soll das Modell insbesondere für konvektive Starkregenereignisse und in weiteren Gebieten validiert werden. Außerdem ist eine Weiterentwicklung des Modells notwendig um es benutzerfreundlicher zu machen sowie weitere Prozesse zu implementieren. Im Rahmen des Projektes werden im Wesentlichen fünf Aufgaben angegangen: 1 Weiterentwicklung des Modells DROGen durch Implementierung von Schrumpfungsrissen in tonigen Böden und deren Relevanz auf die Infiltration. Vergleich der Modellergebnisse mit experimentellen Daten. 2. Weitere Validierung des Modells DROGen in 14 EZG in Baden-Württemberg für insgesamt 20 Starkniederschlagsereignisperioden. Dabei liegt der Fokus auf gut dokumentierten Ereignissen mit Schadenspotential. Die räumliche Information von Schäden sollen dabei für einige ausgewählte Gebiete und Kommunen verwendet werden um die modellierte räumliche Ausdehnung von wild abfließendem Wasser zu verifizieren. 3. Weiterentwicklung und Verifizierung des an der Professur für Hydrologie entwickelten Verfahrens zur Verbesserung der zeitlichen Informationen der Niederschlagsradardaten (RADALON) durch ein zeit-räumliches Interpolationsverfahren. 4. Um das Modell DROGen auch weiteren Nutzern verfügbar zu machen, insbesondere im Rahmen des kommunalen Starkregenmanagements, wird das Modell auf eine geeignete Softwareplattform übertragen und eine Benutzeroberfläche entwickelt. 5. Abschließende Verifizierung der Niederschlagsvorhersage des DWD für die Hochwasservorhersage auf systematische Fehler in bestimmten Regionen und Jahreszeiten mit Fokus auf Starkniederschläge und der Signifikanz der Abweichungen.
Das Projekt "Generierung von konsistenten Grundlagendaten zur Berechnung von Starkregenereignissen für eine Starkregengefahrenkartierung in Baden-Württemberg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Geo- und Umweltnaturwissenschaften, Professur für Hydrologie durchgeführt. Starkregenereignisse verursachen in BW und anderen Bundesländern regelmäßig große lokale Schäden. Es muss damit gerechnet werden, dass der Klimawandel zu einer weiteren Zunahme solcher Ereignisse führt. Starkniederschläge sind gekennzeichnet durch eine geringe räumliche Ausdehnung und extrem kurze Vorwarnzeiten. Die Sturzfluten, die von solchen Niederschlägen ausgelöst werden können beschränken sich nicht auf Gewässerläufe oder gewässernahe Bereiche sondern können überall auftreten. Die für Baden-Württemberg entwickelten Hochwassergefahrenkarten können die Risiken die von solchen Ereignissen ausgehen nicht abbilden. Daher gibt es keine landesweiten Vorgaben oder Konventionen zu einer vergleichbaren Berechnung der Risiken durch Starkregenereignisse in Baden-Württemberg. An der Professur für Hydrologie in Freiburg wurde das Modell RoGeR entwickelt, das landesweit in räumlich hoher Auflösung (bis zu 1x1m2) die Abflussbildungsprozesse für beliebige Niederschlagsintensitäten und Vorfeuchtebedingungen quantifizieren kann. Dazu nutzt das Modell die mittlerweile sehr gute flächendeckende Datenlage in Baden-Württemberg, insbesondere digitales Geländemodell und Informationen des Wasser- und Boden Atlas (WaBoA) zu Boden, Versiegelungsgrad, Landnutzung und Hydrogeologie. Das Modell RoGeR wird in diesem Projekt dafür eingesetzt flächendeckend für Baden-Württemberg in einer Auflösung von 5x5m2 Abflussbeiwerte für gegebene Niederschlagsereignisse und Vorfeuchtebedingungen zu simulieren um eine landesweite Grundlage für die Abschätzung der Risiken durch Sturzfluten in Folge von Starkniederschlägen zu gewinnen. In der ersten Projekthase werden für extreme Niederschlagsereignisse mit Jährlichkeiten von 50, 100 und 1000 Jahren und einer Dauer von einer Stunde die Abflussprozesse und die daraus resultierenden Abflussbeiwerte ermittelt, die sich unter den gegebenen räumlichen Eigenschaften (Boden, Landnutzung ) und hoher Vorfeuchte (90% Feldkapazität) ergeben. In der zweiten Projektphase werden auch die empirischen Auftretenshäufigkeiten der Vorfeuchtebedingungen berücksichtigt. Für jede Kombination aus Vorfeuchte und Niederschlagseigenschaften (Dauer und Intensität) kann landesweit, räumlich verteilt, eine kombinierte Auftretenswahrscheinlichkeit ermittelt werden. Für alle Kombinationen aus Vorfeuchte und Niederschlagseigenschaften wird dann mit dem Modell RoGeR landesweit in einer Auflösung von 5x5m2 für die gegebenen Eigenschaften (Boden, Landnutzung ) die Abflussreaktion ermittelt. Über die kombinierte Häufigkeit aus Niederschlag und Vorfeuchte kann jeder Abflussreaktion eine Jährlichkeit zugewiesen werden. Im Ergebnis gibt es dann für jede 5x5m2 Fläche in Baden Württemberg einen Satz unterschiedlicher Abflusshöhen gleicher Jährlichkeit und eine Satz unterschiedlicher Jährlichkeiten gleicher Abflusshöhen. Daraus kann der maximale Abfluss einer gegebenen Jährlichkeit oder die minimale Jährlichkeit eines gegebenen Abflusses als Planungsgrundlage ermittelt werden.