Das Projekt "Vertiefte Sicherheitsüberprüfung von Stauanlagen - Hydrologische Grundlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Hydrologie durchgeführt. Nach Einführung der heute aktuellen DIN 19700 im Jahre 2004 sind für Stauanlagen wie beispielsweise Talsperren oder Hochwasserrückhaltebecken in regelmäßigen zeitlichen Abständen vertiefte Sicherheitsüberprüfungen durchzuführen. Eine wesentliche Grundlage hierfür ist die Bereitstellung der hydrologischen Grundlagen auf dem aktuellen Stand bzgl. der meteorologischen und hydrologischen Daten und auch der abflussspezifischen Eigenschaften der betroffenen Einzugsgebiete. Nach den Vorgaben der DIN 19700 sind hydrologische Sicherheitsnachweise zu führen mit sehr extremen Hochwasserereignissen, deren Jährlichkeiten T bis zu T = 10 000 a reichen. Da so extreme Ereignisse nicht direkt anhand von Abflussbeobachtungen abgeleitet werden können, sind für jede Stauanlage gesonderte gebietsspezifische Betrachtung und Bewertung von Extremsituationen erforderlich.
Das IWG Hydrologie wird aufgrund seiner langjährigen Erfahrung seit Jahren angefragt, für zahlreiche Stauanlagen die erforderlichen hydrologischen Grund entweder durch Anwendung geeigneter Niederschlag-Abfluss-Modelle zu ermitteln oder die Studien Dritter zu beurteilen. Eigene Modellierungen wurden beispielsweise durchgeführt für die Talsperren des Ruhrverbands Essen External Link, die Talsperre Kleine Kinzig in Baden-Württemberg External Link sowie zahlreiche Hochwasserrückhaltebecken in den Einzugsgebieten von Sulm, Neuenstadter Brettach, Weissach oder Leimbach im Auftrag der jeweiligen Wasserverbände oder Kommunen.
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.