Risikomanagement extremer hydrologischer Ereignisse

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1 FORUM FÜR HYDROLOGIE UND WASSERBEWIRTSCHAFTUNG HEFT BAND 1. VORTRÄGE 1 Risikomanagement extremer hydrologischer Ereignisse Beiträge zum Tag der Hydrologie 2006, 22./23. März 2006 an der Universität der Bundeswehr München Markus Disse, Karin Guckenberger, Sabine Pakosch, Alpaslan Yörük, Astrid Zimmermann (Herausgeber) Veranstalter: Institut für Wasserwesen, Universität der Bundeswehr München Lehrstuhl für Physische Geographie, Katholische Universität Eichstätt-Ingolstadt Fachgemeinschaft Hydrologische Wissenschaften in der DWA, Aachen Hauptausschuss Hydrologie und Wasserbewirtschaftung der DWA, Hennef Landesverband Bayern der DWA, München Der Tag der Hydrologie 2006 wurde unterstützt von: Bayerisches Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz

2 Markus Disse, Karin Guckenberger, Sabine Pakosch, Alpaslan Yörük, Astrid Zimmermann (Herausgeber): Risikomanagement extremer hydrologischer Ereignisse Beiträge zum Tag der Hydrologie 2006, 22./23. März 2006 an der Universität der Bundeswehr München Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung; Heft 15.06, Band 1. Vorträge 1 ISBN-10: ISBN-13: Fachgemeinschaft Hydrologische Wissenschaften Hennef : DWA 2006 Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung Herausgeber: Vertrieb: Fachgemeinschaft Hydrologische DWA Deutsche Vereinigung Wissenschaften in der DWA für Wasserwirtschaft, Abwasser und Geschäftsstelle Abfall e.v., Bundesgeschäftsstelle Theodor-Heuss-Allee 17 Theodor-Heuss-Allee 17 D Hennef D Hennef Tel.: 02242/872 0, Tel.: 02242/ Fax: 02242/ Fax: 02242/ info@fghw.de vertrieb@dwa.de Univ.-Prof. Dr.-Ing. Heribert Nacken Fachgemeinschaft Hydrologische Wissenschaften in der DWA Univ.-Prof. Dr. Uwe Grünewald Hauptausschuss Hydrologie und Wasserbewirtschaftung der DWA Druck und Binden: Universität der Bundeswehr München, Neubiberg Gilch GmbH, München Umschlaggestaltung: Dorit Steinberger, München FgHW Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, Hennef 2006 Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Publikation darf ohne schriftliche Genehmigung des Herausgebers in irgendeiner Form durch Fotokopie, Mikrofilm oder irgendein anderes Verfahren reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen werden. Die wissenschaftliche Richtigkeit der Texte, Abbildungen und Tabellen unterliegt nicht der Verantwortung der Herausgeber.

3 1 Vorwort Der Tag der Hydrologie stand im Jahr 2006 unter dem Motto Risikomanagement extremer hydrologischer Ereignisse. Dieser Titel berührte eine hochaktuelle Thematik, was 46 Vorträge und 50 Poster sowie 457 Teilnehmer dokumentieren. Wasserwirtschaftsverwaltungen und Ingenieurbüros beklagen häufig, dass die Universitäten eine wünschenswerte Praxisnähe vermissen ließen und dass die Schere zwischen Wissenschaft und Praxis mehr und mehr auseinander klaffe. Dieser Gefahr ist beim Tag der Hydrologie in umfangreicher Weise entgegen getreten worden. Im Tagungsprogramm wurde eine ausgewogene Mischung zwischen Anwendung und Forschung umgesetzt. Erfreulicherweise konnten auch zahlreiche Referenten aus den wasserwirtschaftlichen Behörden gewonnen werden, so dass die Community der Hydrologen sowohl in praktischer als auch in wissenschaftlicher Hinsicht die großen Herausforderungen offen diskutieren konnten, die im Hochwassermanagement noch zu bewältigen sind. Diese wurden analog zu den Themenblöcken des Förderprojektes RIMAX des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in vier Schwerpunkte gegliedert: - Dokumentation und Analyse extremer hydrologischer Ereignisse - Risikokommunikation: Bildung und Stärkung des Bewusstseins über hydrologisch bedingte Gefahren - Frühwarnung, Vorhersage und operationelles Management extremer hydrologischer Ereignisse - Sicherheit technischer Schutzanlagen, risikobasierte Bemessung So spannte der Tag der Hydrologie 2006 einen weiten Bogen über das gesamte Management hydrologisch bedingter Naturgefahren: von umfassender Gefahrendarstellung, der Definition von Schutzkriterien und intensiver Aufklärung über zuverlässige Vorhersagen bis hin zum technischen Hochwasserschutz. Der Leser möge anhand der vielen Beiträge aus Wissenschaft und Praxis erkennen, dass das Risikomanagement ein mächtiges Feld absteckt und viele Fragen noch unbeantwortet sind. Sowohl Politik als auch die Öffentlichkeit haben inzwischen erkannt, dass Begriffe wie Hochwasserfreilegung oder Gefahrenelimination eine Sicherheit suggerieren, die es nicht geben kann und geben wird. Staat und Bürger sind aufgefordert, (hydrologisch bedingte) Risiken zu erkennen, gemeinsam Schutzziele zu definieren, Schutzmaßnahmen auszuführen und mit dem Restrisiko verantwortungsbewusst umzugehen. Das Motto von der Sicherheitskultur zur Risikokultur muss quer durch alle Verantwortungsbereiche verinnerlicht werden. Die Wasserwirtschaftsverwaltung hat hier große Aufgaben

4 2 auch kommunikativer Art zu bewältigen. Die Wissenschaft kann im gesamten Naturgefahrenkreislauf umfangreiche Unterstützung leisten. An dieser Stelle möchte ich den Sponsoren aufrichtig danken, weil nur durch ihre finanzielle Unterstützung die Teilnahmegebühren auf einem sehr niedrigen Niveau gehalten werden konnten. Zu guter Letzt bedanke ich mich sehr herzlich bei allen, die zum reibungslosen und erfolgreichen Ablauf des Tags der Hydrologie 2006 und der Herausgabe dieser Dokumentation beigetragen haben, insbesondere den Kolleginnen und Kollegen im wissenschaftlichen und organisatorischen Beirat, und ganz besonders allen Mitarbeitern vor Ort. Die vielen helfenden Hände an der Rezeption und im Hörsaal sowie bei der Bewirtung und im stillen Hintergrund ermöglichten es mir, ausnahmslos in zufriedene und gutgelaunte Gesichter schauen zu dürfen. Neubiberg, im Juli 2006 Prof. Dr.-Ing. Markus Disse

5 3 Inhaltsverzeichnis B a n d 1 Band 1 und Band 2 Vorträge, Band 3 Poster V o r t r ä g e Themenblock Dokumentation und Analyse extremer hydrologischer Ereignisse Petrascheck, A.: Die Hochwasser vom August 2005 Bewährungsprobe für den Schweizer Hochwasserschutz 15 Frank, C., Copien, C., Becht, M.: Naturgefahren im bayerischen Alpenraum Analyse historischer Quellen zur Beurteilung des Gefahrenpotentials 25 Braun, L. N., Weber M.: Hochwässer in vergletscherten alpinen Einzugsgebieten 37 Dostal, P., Bürger, K., Imbery, F., Seidel, J.: Rekonstruktion und Analyse des Neckarhochwassers 1824 zur Integration in ein aktuelles Hochwasserrisikomanagement 49 Deutsch, M., Grünewald, U., Rost, K. T.: Historische Hochwassermarken Ausgangssituation, Probleme und Möglichkeiten bei der heutigen Nutzung 59 Müller, G., Godina, R.: Das Extremhochwasser im August 2005 in Österreich ein Indiz für einen Trend? 71 Haberlandt, U.: Räumliche Interpolation von Kurzzeitniederschlägen aus Bodenmessungen und Radar am Beispiel des Elbehochwassers Meißner, D., Hammer, M., Busch, N., Engel, H.,: Nachweis von Hochwasserrückhaltemaßnahmen zur Minderung extremer Rheinhochwasserstände gemäß Aktionsplan Hochwasser der Internationalen Kommission zum Schutz des Rheins 95 Jensen, J., Mudersbach, C.: Untersuchungen zu extremen Sturmflutereignissen an der Deutschen Nordseeküste 109 Pakosch, S., Bárdossy, A., Brommundt, J.: Analyse extremer Hochwasserabflüsse unter instationären Klimabedingungen 121

6 4 Lange, J., Hänsler, A., Hugenschmidt, C.: Hydrologische Prozessforschung bei Niedrigwasser in bewaldeten Einzugsgebieten Einblick in die Funktionsweise bei extremen Dürreereignissen 133 Themenblock Risikokommunikation: Bildung und Stärkung des Bewusstseins über hydrologisch bedingte Gefahren Plate, E.J.: Hydrologische Aufgaben beim Management von Hochwasser 143 Garrelts, H., Lange, H.: Bildung und Stärkung des Bewusstseins über hydrologisch bedingte Gefahren in Zeiten gesellschaftlichen Wandels 159 Geisenhofer, P., Blasczyk-Höfling, H.: Kommunikations- und Katastrophenschutzkonzepte für Einwohner im Mangfalltal 171 Fischer, M., Schindler, M., Strobl, T.: Retention zur rechten Zeit 179 Kron, W.: Extremes Wetter - Von Rekorden zur Risikovorsorge 191 Müller, U.: Der sächsische Weg zur Verbesserung des Hochwasserschutzes Ereignisanalyse, Hochwasserschutzkonzepte, Risikokommunikation, Prävention 205 Hauschild, A., Kamrath, P., Patzke, S., Schumann, A., Köngeter, J.: Entwicklung eines integrativen und interdisziplinären Planungssystems zum Hochwasserschutz am Beispiel des Flussgebiets der Unstrut 217 Wagner, K.: Gefahren- und Risikokarten Informationstool oder Stein des Anstoßes!? 231 Pörtge, K.-H., Deutsch, M.: Wir sollten daraus lernen! Vorschläge und Maßnahmen zur Risikominderung angesichts schwerer Hochwasser ( ) 243 Verzeichnis der Autoren 255

7 5 Inhaltsverzeichnis B a n d 2 Band 1 und Band 2 Vorträge, Band 3 Poster V o r t r ä g e Themenblock Frühwarnung, Vorhersage und operationelles Management extremer hydrologischer Ereignisse Blöschl, G., Reszler, C., Komma, J., Parajka, J.: Möglichkeiten und Grenzen der Frühwarnung und Vorhersage von extremen hydrologischen Ereignissen 15 Schulz, W., Badde, U., Bremicker, M.: Operationelle Vorhersage von Niedrigwasserabflüssen in Baden-Württemberg 25 Becker, M., Meyer, I.: Hochwasser August 2005 in Bayern aus hydrologischer Sicht 37 Bliefernicht, J., Bárdossy, A.: Probabilistische Vorhersage des täglichen Gebietsniederschlages unter Berücksichtigung extremer Ereignisse 49 Ackermann, D., Rogge, B., Gantert, C.: Frühwarnsystem vor Binnenhochwasser für die Freie und Hansestadt Hamburg 61 Ehret, U.; Schmid, M.: Hochwassermanagement am Forggensee Analyse der Steuerung beim Augusthochwasser 2005 und Bewertung von Programmen zur Optimierung der Hochwasserbewirtschaftung 75 Bormann, H.: Verbesserung der Prognosequalität hydrologischer Modelle durch den Einsatz von Modell-Ensembles für die Simulation von Hochwasserereignissen 87 Büchele, B., Helms, M., Mikovec, R., Ihringer, J., Nestmann, F.: Hydrologische Modellierung für das operationelle Hochwassermanagement in großen Flussgebieten (Beispiel Elbe) 99 Kunstmann, H., Marx, A., Werhahn, J.; Bardossy, A.; Seltmann, J.: Hochwasservorhersage in alpinen Einzugsgebieten mittels Kombination von operationellen meteorologischen Modellen und Abflussmodellen 111

8 6 Kern, U.; Keller, T., Huber, P., Werner, H., Simmer, C., Meetschen, D., Buchholz, O., Sacher, H., Paul, R.-D.: Fernerkundungsgestütztes Hochwasservorhersage- und Informationssystem für das Erfteinzugsgebiet (HowisErft) 125 Casper, M., Herbst, M., Grundmann, J.: Untersuchungen zur Modellierung von Extremereignissen mit Niederschlags-Abfluss- Modellen 137 Schmitz, G. H.; Liedl, R., Grundmann, J.: Abflussbildung im Spiegel der meteorologischen Vorhersageunsicherheit und ihre Konsequenzen für die Hochwasservorhersage 149 Overhoff, G.: Hochwasser August 2005 Hochwassermanagement am Sylvensteinspeicher und der Mittleren Isar 157 Siedschlag, S., Keil, M.: Zeitnahe Messung und Übertragung hydrologischer Daten in Extremsituationen 169 Richmann, A., Jüpner, R.: Notwendigkeit einer anforderungsgerechten Datengrundlage für ein GIS- und CMSgestütztes operationelles kommunales Hochwassermanagementsystem 177 Zappa, M., Rhyner, J., Gerber, M., Egli, L., Stöckli, U., Hegg, C.: IFIKIS-HYDRO MountainFloodWatch Eine endbenutzer-orientierte Plattform für Hochwasserwarnung 189 Yörük, A., Schankat, M., Disse, M.: Vergleich von verschieden komplexen hydrodynamisch-numerischen Modellen hinsichtlich ihrer Einsatzmöglichkeiten im Hochwassermanagement 201 Ostrowski, M., Fröhlich, F: Ansätze zur ökologisch orientierten Bewirtschaftung von Hochwasserschutzräumen in Talsperren 213 Einfalt, T., Chumchean, S., Mark, O., Suppataratarn, P.: Das Hochwasservorhersagesystem in Bangkok 225

9 7 Themenblock Sicherheit technischer Schutzanlagen, risikobasierte Bemessung Matz, S., Pätsch, M., Larsen, O.: Regionale Gefährdungsabschätzung an der Elbe durch hydraulisch/ hydrologische Analyse extremer Ereignisse 237 Thieken, A., Kreibich, H., Müller, M., Merz, B.: Schäden in Privathaushalten während des August-Hochwassers 2002: Analyse von Einflussfaktoren und Konsequenzen für die Modellbildung 245 Klein, B., Schumann, A.: Generierung von mehrgipfligen Bemessungsganglinien für die Hochwasserbemessung von Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken 255 Höhne, U., Walther, P., Müller, U.: Ereignisanalyse Hochwasser 2002 in Sachsen Lehren und Umsetzung 267 Merz, R., Blöschl, G., Hofer, M., Humer, G.: Hydrologische Regionalisierung im HORA-Projekt (HOchwasserRisikozonierung Austria) 279 Kleinhans, A., Weber, H.: Hochwasserschutzplanung und Klimawandel Die Fallstudie Fränkische Saale im Rahmen des EU-Vorhabens ESPACE 291 Grünewald, U.: Kann der Schlüssel zur wasserwirtschaftlichen Zukunft allein in der relativ kurz beobachteten Vergangenheit gesucht werden? 303 Verzeichnis der Autoren 315

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11 9 Inhaltsverzeichnis B a n d 3 P o s t e r Band 1 und Band 2 Vorträge, Band 3 Poster Themenblock Dokumentation und Analyse extremer hydrologischer Ereignisse Apel, H., Thieken, A., Merz, B.: Flood risk assessment and associated uncertainty for river reaches 15 Büttner, O., Böhme, M., Sonnabend, B., Gläßer, C., Rode, M.: Modellierung der zweidimensionalen Strömungsverhältnisse in urbanen Gebieten in der Region Bitterfeld 21 Cyffka, B., Haas, F.: Die Dynamisierung der Donauauen zwischen Neuburg und Ingolstadt (Projektträger: Freistaat Bayern, vertreten durch das Wasserwirtschaftsamt Ingolstadt) und das Aueninstitut Neuburg an der Donau (Träger: Landkreis Neuburg-Schrobenhausen) 27 Ettrich, N.: Detaillierte Höhenmodelle für urban-hydrologische Abflusssimulationen 31 Finke, W., Krause, S.: Erfahrungen bei der Anpassung theoretischer Wahrscheinlichkeitsverteilungen an empirische Verteilungen von Niedrigwasserkenngrößen 35 Fleischbein, K., Lindenschmidt, K.-E., Merz, B.: Evaluating different discretisation schemes for flood forecasting in the Mulde basin (Germany) 41 Frank, T., Hirschhäuser, T., Jensen, J.: Ein Bemessungsverfahren für tidebeeinflusste hydrologische Systeme 45 Grabbert, J.-H., Kreibich, H., Thieken, A., Merz, B.: Analyse der schadensbeeinflussenden Faktoren des Hochwassers 2002 und Ableitung eines mesoskaligen Abschätzungsmodells für Wohngebäudeschäden 51 Heckmann, T., Morche, D., Haas, F., Wichmann, V., Becht, M.: Auswirkungen eines extremen Niederschlagsereignisses auf ein alpines Gerinne und die angrenzenden Hänge 57

12 10 Herrmann, U., Suhr, U., Thieken, A., Vorogushyn, S., Lindenschmidt, K.-E.: Risikoanalyse für Extremhochwasser an der Elbe 61 Jaun, S., Walser, A., Zappa, M., Ahrens, B., Gurtz, J., Schär, C.: Ex-Post-Prognose des Augusthochwassers 2005 mittels probabilistischer Abflussvorhersage 67 Knab, G., Kühnapfel, B., Döring, S.: Extremes Hochwasser am Kaitzbach im August Anwendung verschiedener Modellansätze zur Problemanalyse 73 Nemmert, J., Rutschmann, P.: Bestimmung der Jährlichkeit von Hochwasser auslösenden Faktoren 79 Neumann, J., Weber, H.: Das BMBF-Projekt "Skalenbezogene Analyse hydrologischer und meteorologischer Zeitreihen" Bestimmung von Trends, Charakterisierung von Fluktuationen, stochastische Modellierung und Extremwertstatistik 83 Pakosch, S., Disse, M.: ASGi (WaSiM-ETH): Systematischer Vergleich des Topmodels- und Richards- Ansatzes für die ungesättigte Bodenzone 89 Pech, I., Apel, H., Thieken, A., Lindenschmidt, K.-E., Merz, B.: Risikobewertung extremer Hochwasser an der Freiberger Mulde/Sachsen 93 Pöhler, H., Dunger, V., Matschullat, J.: Landnutzungsänderungen und Hochwasserschutz im Osterzgebirge: Sinn und Unsinn der staatlichen Maßnahmeprogramme 97 Rieger, W., Pakosch, S., Disse, M.: Untersuchung der Abhängigkeit der Schiefe von der Einzugsgebietsgröße und der Geologie für extreme Hochwasserabflüsse 103 Schlüter, I., Schädler, G., Kottmeier, C.: Rekonstruktion extremer Niederschläge und Abschätzung ihrer Variabilität mit Hilfe numerischer Modelle 109 Schwandt, D., Keller, M., Krahe, P., Wilke, K., Heininger, P.: Die Informationsplattform Undine als Hilfsmittel für die Einordnung, Bewertung und Dokumentation hydrologischer Extreme 113

13 11 Reimer, E., Sodoudi, S.: Extreme Hochwasserabflüsse und Kumul-Schadenspotenziale im Bodegebiet Teilprojekt 2: Downscaling kontinuirlicher Niederschläge 117 Sommer, T., Eulitz, K.: Gekoppelte Modellierung der Interaktion von Grundwasser mit Hochwasser und Kanal-Abfluss 123 Thürmer, K., Hack, H.-P., Pörtge, K.-H., Rost, K. T., Spanknebel, G., Deutsch, M., Holzhey, R.: Methodenentwicklung zur verbesserten Vorhersage von extremen Hochwasserscheitelabflüssen auf Basis historischer Daten 129 Vorogushyn, S., Apel, H., Lindenschmidt, K.-E., Merz, B.: Coupling 1D hydrodynamic, dike breach and inundation models for flood risk assessment along the Elbe River 133 Zimmer, J., Tetzlaff, G., Raabe, A.: Modellgestützte Verfahren zur Abschätzung von Maximalniederschlägen in Gebirgen 135 Zschammer, C., Hunger, F., Schwarz, O.: Organisation, Durchführung und Management der Hochwasserschadensaufnahme und -beseitigung nach dem Augusthochwasser 2002 im Bereich der Landestalsperrenverwaltung des Freistaates Sachsen (LTV), Betrieb Freiberger Mulde/ Zschopau (B FM/Z) 141 Themenblock Risikokommunikation: Bildung und Stärkung des Bewusstseins über hydrologisch bedingte Gefahren Assmann, A., Tinz, M.: Kopplung von Fernerkundungsinformationen mit Simulationsmodellen zur Unterstützung des Risikomanagements 147 Ehrler, K., Zehetmair, S., Hendel, E., Grünewald, U., Pohl, J., Wieczorrek, Y.: 7 Landkreise, 4 Bundesländer, 1 Fluss - Grenzüberschreitendes Handeln im Hochwasserrisikomanagement 151 Helms, M., Evdakov, O., Ihringer, J., Nestmann, F.: Entwicklung des Hochwasserrisikos an der Küste des Kaspischen Meeres 155

14 12 Macher, C., Binder, F., Lücke, F.: Beitrag der Forstwirtschaft zum vorbeugenden Hochwasserschutz an Gewässern 3. Ordnung - Eine Simulationsstudie an der Paar 159 Moder, M., Mojssetschuk, V.: Risikomanagement beim Frühjahrshochwasser 2005 an der Elbe im Regierungsbezirk Dresden 161 Seegert, J., Bernhofer, C., Schanze, J., Siemens, K.: Internationales Lehrmodul FLOODmaster Integrated Flood Risk Management of Extreme Events 165 Vogt, R.: Bewusstseinsbildung für Hochwassergefahren und den Hochwasserschutz in Köln 171 Weichel, T., Schulz, K., Haase, D.: Effektive Ansätze zur Beschreibung des Hochwasserrisikos urbaner Räume 177 Zimmermann, A., Willems, W.: Ausweisung von Überflutungsflächen und Ermittlung von Schadenspotenzial- Verteilungen 181 Themenblock Frühwarnung, Vorhersage und operationelles Management extremer hydrologischer Ereignisse Fiener, P.: Management lokaler hydrologischer Extremereignisse durch angepasste landwirtschaftliche Nutzung 185 Hatzfeld, F., Friedeheim, K., Kubik, A., Einfalt, T., Seltmann, J., Wagner, A., Castro, D., Frerichs, S.: Vorhersage und Management von Sturzfluten in urbanen Gebieten (URBAS) 191 Krahe, P., Holzhauer, V., Tinz, M., Assmann, A., Bliefernicht, J., Daamen, K., Kunz, M., Meinel, G., Rademacher, S.: Hochwasservorhersage und Hochwasserrisikomanagement im bayerischen Donaugebiet Erste Ergebnisse des EU-Projektes PREVIEW 197

15 13 Lechthaler, E., Dietrich, J., Voß, F., Schumann, A., Trepte, S.: Entwicklung eines Systems für das operationelle Hochwassermanagement unter Einbeziehung von Ensemblevorhersagen am Beispiel der Mulde 201 Lindenschmidt, K.-E., Fleischbein, K., Petrow, T., Vorogushyn, S., Merz, B.: Concept for provision management of extreme floods in large river basins using a computer modelling system 205 Prien, K.-J., Büttner, M.: Risikomanagement von Mehrzwecktalsperren in extremen Trockenperioden am Beispiel der Aabachtalsperre 209 Reimer, E., Pawlowsky-Reusing, E.: Analyse von Niederschlagsextremen zur Verbesserung der Steuerung der Abwasserförderung in Berlin 213 Sieber, A., Badde, U., Bremicker, M.: Entwicklung eines Hochwasserfrühwarnsystems für kleine Einzugsgebiete 217 Wachter, K., Ramos, M.-H., Thielen, J., Bartholmes, J., Ad de Roo: August Hochwasser 2005 Prognoseergebnisse des European Flood Alert Systems EFAS 223 Zappa, M., Werhahn, J., Zhi Hong, S., Baumgartner, M., Gurtz, J., Kunstmann, H., Schädler, B.: Vermittlung von Know-how zur Verbesserung der Hochwasservorhersage im Yangtze-Einzugsgebiet des Drei-Schluchten-Stausees (China) 227 Themenblock Sicherheit technischer Schutzanlagen, risikobasierte Bemessung Anhalt, M., Meon, G., Meyer, S.: Fortschritte bei der Anwendung von risikobasierten Verfahren zur Abschätzung der Hochwassersicherheiten wasserbaulicher Anlagen 231 Ebner von Eschenbach, A.-D., Haberlandt, U.: Stochastische Niederschläge für die deterministische Ermittlung von Hochwasserabflüssen 235 Haselsteiner, R., Strobl, T.: Rahmenbedingungen und Methoden der Deichertüchtigung in Bayern 241

16 14 Herrmann, U.; Lehmann, T.: Entwicklung einer selbst dichtenden Wassersperre für Fenster und Türen 245 Höfer, J., Ihringer, J.: Einflussfaktoren auf die Durchströmung und Standsicherheit von Deichen während Hochwassereinstau 253 Verzeichnis der Autoren 257

17 15 Die Hochwasser vom August 2005 Bewährungsprobe für den Schweizer Hochwasserschutz Armin Petrascheck Die Hochwasser vom August 2005 forderten 6 Todesopfer und verursachten einen Rekordschaden von circa Mio. CHF. Die Schadensumme übertrifft deutlich die Ereignisse von 1987, 1993, 1999 oder 2000, welche, sowohl aus hydrologischer Sicht wie auch vom Schadenausmass, als ausserordentlich eingestuft wurden. Diese zeitliche dichte Folge ist keine lokale Schweizer Spezialität, sondern lässt sich in ganz Europa beobachten, 1997 in Polen, 1999 in Bayern, 2002 an der Elbe und in Österreich. Wie kommt es, dass trotz aller Anstrengungen den Hochwasserschutz zu verbessern, immer steigende Schäden beobachtet werden? Auf den Klimawandel zu verweisen, hiesse sich die Sache etwas zu einfach zu machen, denn Häufungen von Hochwasser gab es auch in historischen Zeiten. Trotzdem ist die Versuchung groß, ist es doch nur zu natürlich, aussergewöhnliche Ereignisse mit einer Veränderung in der Natur in Verbindung zu bringen, die man mit grosser Sorge beobachtet. Auch wären wir von der individuellen Verantwortung für zu klein dimensionierte Schutzbauten oder die Errichtung von Gebäuden am falschen Ort befreit. Nicht, dass die Gefahren, die durch den Ausstoss von Treibhausgasen entstehen, verharmlost werden sollten, aber Schaden entsteht nur im Konflikt der Natur mit der menschlichen Nutzung und diese ändert sich rascher als das Klima. Für alle erwähnten Hochwasser gibt es vergleichbare Ereignisse, auch wenn man oft in der Geschichte weit zurückgehen muss. Die Ereignisse waren also nicht unvorhersehbar, wenn auch selten. Was auch immer die Ursachen sein mögen: wir leben in einer Zeit mit häufigen Hochwassern und müssen uns darauf einstellen. 1. Zur Hydrologie des Ereignisses: Die gleiche Grosswetterlage, die auch in Bayern und Westösterreich schwere Hochwasser verursachte, steuerte feuchte Luftmassen in den Alpenraum. Dies führte entlang der Alpennordseite zu Niederschlägen, die örtlich in der 48 Stundensumme 200 mm überschritten. Die bisherigen Rekorde wurden um 10 bis 20 % übertroffen. Im Niederschlagszentrum kann für diese Dauerstufe von einem 100 jährlichen Ereignis gesprochen werden. Wahrscheinlich noch aussergewöhnlicher als die Niederschlagssumme, ist die Ausdehnung des Niederschlagsfeldes. Meteorologisch ist das Hochwasser 1910 gut vergleichbar, sowohl in Bezug auf Wetterlage als auch für die Niederschläge, die damals etwas kürzer, dafür intensiver waren. Außerordentliche Niederschläge erzeugen außerordentliche Abflüsse. Von 84 Abflussmessstellen im Niederschlagsgebiet wiesen 25 neue Höchstabflüsse auf. Erste Zuordnungen von Wahrscheinlichkeiten zeigten, dass an 10 Stationen das 100 jährliche Hochwasser deutlich überschritten wurde. Eine Folge der langen Dauer der Niederschläge und den damit verbundenen grossen Abflussvolumina waren neue Höchststände an den grossen Alpenrandseen: Am Thunersee wurde der Rekordwasserstand von 1999 noch um 8 cm übertroffen, am Vierwaldstättersee der Höchststand von 1910 nur um 2 cm verfehlt.

18 16 Gleichfalls eine Folge der Niederschlagsmengen war eine lange Dauer der Höchstabflüsse, was zu grossen Massenumsätzen durch Murgänge, Rutschungen und Erosionen entlang der Flussläufe führte. An der kleinen Emme kam es zu Verlagerungen des bisherigen Flusslaufes. Murgänge und Rutschungen waren besonders zahlreich in der Zentralschweiz und im Berner Oberland. 2. Die Personengefährdung Die Unwetter vom August 2005 forderten 6 Menschleben, davon 2 Feuerwehrleute, die bei Rettungsarbeiten von einer Schlammlawine überrascht wurden, zwei Personen in einem Gebäude, das durch einen Murgang zerstört wurde, eine Spaziergängerin und ein Todesopfer, bei dem die Umstände nicht bekannt sind Todesopfer In 29 Jahren 64 Todesfälle 23 im Haus 41 im Freien 26 Fehlverhalten 13 im Auto Jahr Abb.1: Statistik der Todesfälle bei Hochwasser für die Periode Analysiert man die Todesfälle etwas näher, so erkennt man, dass sich 2/3 der Fälle im Freien ereigneten, also nicht durch die Mittel der Raumplanung, sondern nur durch richtige Verhaltensweise beeinflussbar sind. Es sind in der Regel die dynamischen Ereignisse bei Wildbächen, die einerseits durch die zerstörerische Kräfte Häuser zum Einsturz bringen und anderseits durch die Schnelligkeit der Abläufe keine Zeit mehr zur Rettung lassen. Das gleiche Gefährdungsbild wurde im August 2002 in Sachsen beobachtet: von den 19 Todesopfern im Bundesgebiet waren 12 an den sächsischen Zuflüssen der Elbe zu beklagen. Diese Zuflüsse hatten am 12./13. August den Charakter von Wildbächen und zerstörten zahlreiche Gebäude. Dies bedeutet, dass es bei der Gefahrenkartierung nicht nur um die Erfassung der überschwemmten Gebiete gehen kann, sondern dass auch die Art der Gefährdung durch die Kräfte des strömenden Wassers auszuweisen ist. Dies insbesondere, wenn die Gefahrenkarte auch eine Grundlage der Notfallplanung ist. Da aber bei derartigen rasch eintretenden

19 17 Ereignissen die rasche Flucht die wichtigste Rettungsmaßnahme ist, muss die Bevölkerung auf dieses Gefährdungsbild immer aufmerksam gemacht werden. 3. Die Sachschäden Die Versicherungen zählen in ihrer Schadenbilanz vom August 2005 auf: Gebäudeschäden mit einer Schadensumme von ca. 900 Mio. CHF, Schäden an Hausrat mit 700 Mio. CHF, Betriebsunterbrechung mit 200 Mio. CHF, 6000 Motorfahrzeuge mit 90 Mio. CHF und 100 Mio. CHF an übrigen Schäden. Hinzu kommen rund 510 Mio. CHF Schäden im öffentlich rechtlichen Bereich, der normalerweise nicht versichert ist. Abb. 2: Schadenentwicklung infolge Hochwasser ( Quelle WSL) Ordnet man diese Schäden gemäss Abbildung 2 in die langjährige Statistik ein, so erkennt man, dass rund ein Drittel der Gesamtschäden aus 34 Jahren durch die beiden Grossereignisse von 1987 und 2005 verursacht wurden. 50% der Gesamtschäden entstehen, wenn man die Ereignisse von 1978 und 1993 hinzu rechnet. Dies zeigt die Bedeutung der seltenen Grossereignisse auf den mittleren Schaden. Eine Schutzstrategie, die sich nur auf die kleinen häufigen Ereignisse ausrichtet und sich auf einen Schutz bis zum 100 jährlichen Ereignis beschränkt, kann daher das Ziel einer wirksamen Verminderung der Schäden kaum erreichen. Nicht beeinflusst werden die Grossschäden, die die Volkswirtschaft beeinträchtigen. Der Umgang mit seltenen Hochwassern bildet daher einen wesentlichen Bestandteil der Schweizer Schutzstrategie.

20 18 Abb.3: Schaden- und Niederschlagsgebiete der Unwetter 1987 und 2005 Vergleicht man die Schadenstruktur der grossen Hochwasser, so fällt auf, dass 2005 nur 20% der Schadensumme auf die öffentliche Hand entfallen, während 1987 das Verhältnis genau umgekehrt war. Die Ursache liegt im betroffenen Raum und den dadurch entstehenden Hochwassertypen.1987 lag der Schwerpunkt der Niederschläge in den zentralen Alpen. Die grossen Gefälle erzeugten Hochwasser vom dynamischen Typ. Diese entfalten durch die Energie des strömenden Wassers und den mitgeführten Feststoffe grosse zerstörerische Kräfte und gefährden nicht nur Gebäude, sondern auch die Infrastruktur. Die Hochwasser vom August 2005 haben fast das gesamte Schweizer Mittelland getroffen, also jene Flächen, die die höchste Bevölkerungskonzentration und somit die höchsten Werte aufweisen. Die alpinen Gebiete sind weniger dicht besiedelt aber reich an Infrastruktur. Im Mai 1999 lag das Niederschlagszentrum im Vergleich zu 2005 weiter nordöstlich, was eine geringere Zahl an intensiven dynamischen Prozessen und damit geringeren Durchschnittschäden erklärt.

21 19 4. Die Schadenprozesse 4.1 Statische Überschwemmung. Ist gekennzeichnet durch geringe Strömungsgeschwindigkeit. Der massgebende Schadenparameter ist die Überschwemmungstiefe. Diese Form ist typisch für Seen und Flüsse der Ebene. Es besteht geringe Lebensgefahr, da der Anstieg meist langsam erfolgt. Die Sachschäden können wegen der grossen Anzahl der betroffenen Gebäude sehr hoch sein. Typisch für diese Art war die Überschwemmung der Städte Thun oder Luzern. Abb. 4: Luzern 23. August Dynamische Überschwemmung Hohe Strömungsgeschwindigkeit kennzeichnet diesen Prozess. Tritt in geneigtem Gelände auf. Der massgebende Schadenparameter ist der spezifische Abfluss (m 3 /s/m). Die Schadenwirkung wird durch mitgeführte Feststoffe wie Holz, Sand oder grobes Geröll verstärkt. Kann Gebäude durch die Stosskräfte oder durch Unterkolkung zerstören. Es besteht höchste Lebensgefahr. Abb. 5: Bätterkinden 22. August Ufererosion Die Kräfte des strömenden Wassers greifen die Ufer an. Durch Tiefenerosion oder übersteilen der Böschungen kommt es zum Grundbruch und die Ufer brechen nach. Da Strassen oder Bahnen häufig entlang der Gewässer geführt werden, kommt es häufig zu Unterbrechungsschäden. Die Gefahr wird oft nicht erkannt, da die gefährdeten Objekte oft hoch über dem Wasserspiegel liegen. Sie werden daher nicht von den klassischen Überschwemmungskarten erfasst. Abb. 6: Strasse und Bahn nach Engelberg, Ufererosion

22 Hangrutschungen Durch die lang dauernden Regenfälle und grossen Niederschlagsmengen wurden die Böden durchfeuchtet und gerieten teils oberflächlich, teils tiefgründig in Bewegung. Die Bewegungen führten zu mehreren Totalschäden an Gebäuden. Oberflächliche Hangmuren können sehr rasch ablaufen; so wurden im Entlebuch zwei Feuerwehrleute erfasst und getötet. Abb. 7: Entlebuch (LU), Tiefgründige Rutschung 4.5 Murgänge Murgänge sind eine Art Schlammlawine und wegen der hohen Fliessgeschwindigkeiten und der grossen Massenumsätze äusserst gefährlich. Murgänge treten äusserst unregelmässig in grossen Zeitabständen auf, weshalb die Gefahr oft unterschätzt wird. In Brienz wurden 8 Häuser zerstört und zwei Personen verloren in einem der Gebäude ihr Leben. Abb. 8: Brienz August 2006, Murengang 5. Die Maßnahmen 5.1 Gefahrenkarten Im Zentrum der Maßnahmen steht die Vermeidung von Gefahren und Risiken. Dies setzt eine Kenntnis der Gefahr voraus, welche durch die Gefahrenkarten vermittelt wird. Für Hochwassergefahren wurden bisher rund 30% der notwendigen detaillierten Karten erstellt. Zum ersten Mal stehen bei einem ausserordentlichen Ereignis Gefahrenkarten in grösserem Umfang zur Verfügung, was eine Überprüfung ermöglicht. Eine erste Durchsicht hat gezeigt, dass ungefähr 80% der Gefahrenkarten die Situation richtig wieder gegeben haben. In einer detaillierten Untersuchung sollen mit den Autoren der Karten die Annahmen bezüglich Szenarien und Prozessen mit den tatsächlichen Abläufen verglichen werden.

23 21 Abb. 9: Vergleich der Überschwemmungskarte von Sarnen mit der Situation am 23. August Raumplanerische Vorsorge Raumplanung ist eine langfristige Aufgabe, so dass seit der Erstellung der ersten Gefahrenkarten erst begrenzte Erfolge vorgewiesen werden können. Für etwa die Hälfte der Gebiete in denen Gefahrenkarten erstellt wurden, sind raumplanerische Vorschriften erlassen worden. Die Vorschriften enthalten meist Regeln für eine der Gefährdung angepasste Bauweise. Auszonungen sind eher selten und sind meist nur nach Zerstörungen durch schwere Ereignisse (wie z.b. in Brienz) durchsetzbar. 5.3 Objektschutz Es gibt viele Beispiele für einen erfolgreichen Objektschutz. Ausgeführt wurden Objektschutzmaßnahmen insbesondere in Gebieten für welche Gefahrenkarten vorlagen. Ob diese Maßnahmen infolge behördlichen Vorschriften, Bestimmungen von Versicherungen oder einfach im eigenen Interesse ergriffen wurden, lässt sich noch nicht sagen, wird aber untersucht. Ein besonders erfolgreiches Beispiel ist das Kraftwerk Dallenwil (NW), bei dem ein mutmasslicher Schaden von 15 Mio. CHF durch einfache Maßnahmen, die ein Eindringen des Wassers ins Gebäude verhinderten, vermieden wurde. Dass auch bei Wildbächen mit grossem Geschiebeanfall einfache Maßnahmen grosse Schäden verhindern können, zeigt die Abbildung 10. Abb. 10: Objektschutz bei Wildbächen. (Wolfenschiessen, NW) Bei dem oberen Haus(roter Pfeil) hat eine einfache Stahlbetonmauer das Geschiebe abgehalten. Der Schaden war gering. Beim unteren Haus (blauer Pfeil) wurden keine Maßnahmen ergriffen. Es kam zu einem Totalschaden.

24 Wasserbauliche Schutzmaßnahmen Wo neue Schutzmaßnahmen verwirklicht wurden, haben diese sich bewährt. Die Forderung, dass bei allen Schutzkonzepten der Überlastfall mitberücksichtigt werden muss, hat sich bei der Engelbergeraa in Buochs eindrücklich bewährt. Deren Abfluss erreichte 250 m 3 /s, was etwa dem Doppelten der bisherigen Höchstwerte (mit Ausnahme jenes von 1910) entspricht und überschritt deutlich die Kapazität des Gerinnes im Ortsteil Buochs von 150 m 3 /s. Für einen derartigen Fall war eine Notentlastung vorgesehen, die auch plangemäss funktionierte und das überschüssige Wasser um die Ortschaft herum auf wenig Schaden empfindliche Flächen (Flugplatz, Sportplätze) leitete. Mit einer Investition von 26 Mio. wurde ein voraussichtlicher Schaden von 100 Mio. CHF verhindert. Abb. 11: Notentlastung der Engelbergeraa in Buochs. Durch ein Streichwehr wird der Abfluss im Gerinne auf etwa 150 m 3 /s begrenzt. Im August 2005 wurden ca. 100 m 3 /s auf wenig schadenempfindlichen Flächen um die Ortschaft geleitet. 5.5 Notfallmaßnahmen Die Erfahrungen der Hochwasser vom Mai 1999 haben generell zu einer deutlichen Verbesserung von Warnung, Alarmierung und Notfalleinsätzen geführt und es konnte effektiv Hilfe geleistet werden. Im Rahmen der militärischen Katastrophenhilfe wurden von 3000 Armeeangehörigen rund Einsatztage geleistet, schweres Gerät eingesetzt und rund 500 Flugstunden ausgewiesen. Hinzu kommen rund Einsatztage des Zivilschutzes. Entscheidend zur Schadenminderung haben eine frühzeitige Warnung und der Ersteinsatz der Feuerwehren beigetragen. 6. Zusammenfassung Geht man ins Detail, so sieht man, dass sich viele Maßnahmen der Prävention bewährt haben. Bleibt die Frage: warum gab es trotzdem so große Schäden? Auch dafür gibt es Gründe: - Extreme Hochwasser werden nie ganz ohne Schaden vorüber gehen, denn wir suchen nicht den vollständigen, sondern einen wirtschaftlichen Schutz. Das beinhaltet eine Schadenakzeptanz für seltene Ereignisse. - Ein wesentlicher Grund für den Rekordschaden liegt im betroffenen Gebiet. Einerseits wurden Flächen mit hohen Wertkonzentrationen betroffen (wie 1999), anderseits gab es Gebiete mit gefährlichen Prozessen(wie 1987).

25 23 - Sichtbar sind nur eingetretene Schäden, nicht jedoch die vermiedenen Schäden. Die Schadensummen wären ohne diese Maßnahmen bedeutend höher gewesen. - Auch wenn es beim Sachgüterschutz noch viel zu verbessern gibt; beim Personenschutz wurde bereits ein hohes Niveau erreicht. - Vorsorge ist ein langfristiges Konzept, kann nur Schritt für Schritt verwirklicht werden und wird niemals vollständig sein hat Prof. Culman zu Handen des Schweizerischen Bundesrates ein Konzept (mit Kostenschätzung) erarbeitet, wie die Wildbäche zu zähmen seien. Auch jetzt, nach 130 Jahren, ist dieses Ziel noch nicht erreicht. - Voraussetzung für eine erfolgreiche Prävention ist ein Zusammenwirken aller Mittel, also Schutzbauten, Raumplanung, Objektschutz, Alarmierung und Notfallplanung. Diese Maßnahmen können aber nur umgesetzt werden, wenn ein Gefahrenbewusstsein in allen Teilen der Bevölkerung vorhanden ist. Die Hochwasser vom August vor allem die dichte Folge von schweren Ereignissen im In- und Ausland - haben dazu beigetragen, dass sich dieses Gefahrenbewusstsein nun bildet. Der Wert der Gefahrenkarten als Voraussetzung für alle Maßnahmen wurde von Bevölkerung und Medien erkannt. Die Erfahrung, dass umfassende Prävention notwendig ist, muss bei der Politik wach gehalten werden um nicht kurzfristig von Kürzungen der Mittel überrascht zu werden. Denn: wir sind zwar auf dem richtigen Weg, aber es gibt noch viel zu tun. Literatur IRV (Interkantonaler Rückversicherungsverband, Bern) (Oktober 2005): Hochwasser vom August 2005, Schadenanalyse - ein Monat danach, Bern BWG (Bundesamt für Wasser und Geologie) (21. Dez 2005): Bericht über die Hochwasserereignisse 2005, Bericht zu Händen des Bundesrates, Bern Regierungsrat des Kantons Nidwalden (18.Oktober 2005): Bericht über das Unwetter vom 22/23. August 2005, Stans BWG (2000): Hochwasser 1999, Analyse der Ereignis - Studienbericht Nr10, Bern Freistaat Sachsen, LfUG (Juli 2004): Ereignisanalyse der Hochwasser August 2002 in den Osterzgebirgezuflüssen -, Dresden

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27 25 Naturgefahren im bayerischen Alpenraum - Analyse historischer Quellen zur Beurteilung des Gefahrenpotentials Christian Frank, Claudia Copien, Michael Becht Zusammenfassung Die Bayerischen Alpen sind ein Gefährdungsraum, der besonders von hydrologischen (Hochwasser, Muren) aber auch geologisch-geomorphologischen (Rutschungen, Stürzen) Gefahren sowie Lawinen bedroht ist. Insbesondere die Hochwasser der jüngeren Vergangenheit rückten das Thema Naturgefahren verstärkt in den Blickpunkt. Nicht zuletzt durch die Medien wird angesichts der Ballung extremer Ereignisse in relativ kurzer Zeit eine zunehmende Häufung von Naturgefahren mit immer extremeren Ausmaßen postuliert, ohne sich dabei auf wissenschaftliche Erkenntnisse zu stützen. Das Projekt HANG (Historische Analyse von Naturgefahren), das durch das Bayerische Staatsministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz gefördert wurde, beleuchtet das Thema Naturgefahren aus einer neuen Perspektive. Durch das Sammeln historischer Quellen in verschiedenen Archiven des bayerischen Alpenraums wurde versucht, die Beurteilung von Ort, Frequenz und Amplitude von Naturgefahren auf eine breitere Basis zu stellen. Dabei konnten weit über Hinweise, z. T. mehrere Jahrhunderte in die Vergangenheit reichend, gesammelt und ausgewertet werden. Durch diese für die Bayerischen Alpen einmalige Datenbasis kann nun eine fundiertere Aussage über die Häufigkeit bestimmter Naturgefahren, speziell von Extremereignissen, getroffen werden. Die Analyse des Gefährdungspotentials erfährt beim Projekt HANG eine besondere Gewichtung. Dabei stehen weniger die Bayerischen Alpen als Ganzes, als vielmehr eine kleinräumige Betrachtung von Teilgebieten, also Gemeinden, Tälern und Bacheinzugsgebieten im Fokus. V. a. die Untersuchung von Wildbächen stellt dabei eine besondere Herausforderung dar, da diese aufgrund morphologischer Gegebenheiten (starkes Gefälle) und der starken Geschiebeführung in besonderem Maße für Gefahren durch plötzliche Überschwemmungen und Murgänge sorgen. Da diese Ereignisse häufig durch lokale Niederschläge ausgelöst werden, muss zur Beurteilung der Gefahrensituation auch eine kleinräumige Betrachtungsweise gewählt werden. Das Projekt HANG stellt somit einen interdisziplinären Versuch aus Hydrologie, Geologie und der Historie dar, eine Analyse des Problems von Naturgefahren in den Bayerischen Alpen durchzuführen. 1. Einleitung Das Thema Naturgefahren ist in den vergangenen Jahren verstärkt ins Bewusstsein der Öffentlichkeit gerückt. Die zum Teil verheerenden Überschwemmungen in Süddeutschland in den Jahren 1999, 2002 und 2005, oft begleitet von Murgängen und Rutschungen, haben das Bewusstsein sowohl von Betroffenen als auch der Behörden für erhöhte Schutzmaßnahmen gestärkt. Vor allem durch vermehrte Medienberichte werden Szenarien von immer noch größeren und noch schlimmeren Zerstörungen verbreitet. Inflationär verwendete Schlagwörter wie Jahrhundert- oder gar Jahrtausendflut erzeugen bei jeder neuen Naturkatastrophe

28 26 den Eindruck einer Zunahme von Extremereignissen. Aussagen über Häufigkeit und Amplitude basieren dabei, mangels fundierter Daten, in den seltensten Fällen auf wissenschaftlichen Erkenntnissen sondern berufen sich häufig auf das Menschengedenken, welches Katastrophen des jeweiligen Ausmaßes noch nicht bezeugt habe. Das Projekt HANG der Katholischen Universität Eichstätt-Ingolstadt und des Bayerischen Staatsministeriums für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz versucht, eine breitere Datenbasis zur Beurteilung von Naturgefahren zu schaffen. Dabei wurden verschiedene Archive des bayerischen Alpenraums nach jedweden Hinweisen über vergangene Naturereignisse untersucht. Begonnen wurde die Recherche in den vier für das Untersuchungsgebiet zuständigen Wasserwirtschaftsämtern in Kempten, Weilheim, Rosenheim und Traunstein. Da etwa in der Mitte des 19. Jahrhunderts die staatliche Wildbachverbauung in Bayern begann, konnten aus den betreffenden Archiven zahlreiche Informationen, besonders über Hochwasser der letzten gut 150 Jahre gewonnen werden. Besonders die Beurteilung der Frequenz von Naturgefahren sollte sich jedoch auf einen noch längeren Dokumentationszeitraum stützen. Daher wurde die Recherche auf 25 Gemeinden, die besondere Brennpunkte für Naturgefahren im bayerischen Alpenraum darstellen, ausgeweitet. Die dortigen Archive erweiterten zumeist das zeitliche Ereignisspektrum erheblich, so dass nun für einige Gebiete eine verlässliche Datenbasis, zumindest bezogen auf extreme Hochwasserereignisse, seit Beginn des 18. Jahrhunderts vorliegt. Auch Hinweise über geologisch-geomorphologische Naturgefahren konnten aus den Archiven gewonnen werden, jedoch in weitaus geringerer Anzahl als hydrologische Gefahren. Alle Quellen wurden in einer speziell für die Anforderungen der Untersuchung konzipierten Datenbank erfasst und für die Visualisierung in einem Geographischen Informationssystem aufbereitet. Die Verwendung historischer Daten in der Naturgefahrenforschung bezog sich bisher zumeist auf die Dokumentation von Hochwasserereignissen ganzer Länder (Gees 1997, Röthlisberger & Keller 1992) oder zumindest großer Flüsse (Pörtge & Deutsch 2000, Schiller 1987, Brázdil 1998) sowie der Rekonstruktion klimatischer Veränderungen in bestimmten Gebieten (Wang et al. 1991, Pfister et al. 1988, Camuffo & Enzi 1995). Das Projekt HANG richtet seine Aufmerksamkeit auf die Analyse von Naturgefahren im kleinräumigen Maßstab, und passt sich damit den geomorphologischen Gegebenheiten des Untersuchungsgebiets an (BARNIKEL & BECHT 2004, 2005). Gerade der Beurteilung von Wildbachgebieten kommt dabei eine besondere Gewichtung zu. Häufig sind diese z. T. mehrere Jahrzehnte von keinen wesentlichen Überschwemmungen betroffen, können sich jedoch unter bestimmten Voraussetzungen, wie z. B. regionalen Starkregen, innerhalb weniger Stunden zu reißenden Strömen entwickeln und weit reichende Schäden verursachen. Zur Einschätzung des Gefahrenpotentials ist daher eine Betrachtung kleiner Einzugsgebiete, von Tälern oder sogar einzelnen Bächen nötig. Die durch HANG gewonnenen Daten sollen dazu dienen, das Gefährdungspotential in den Bayerischen Alpen besser einschätzen zu können, sowie Analysen über die Frequenz und Amplitude von Naturgefahren zu erleichtern. Darüber hinaus sollen die Informationen für Ingenieure und Experten der Wasserwirtschaft als Basis von Verbauungs- und Schutzmaßnahmen dienen.

29 27 2. Methodik/Datenaufnahme Mithilfe von Aktenplänen, Einheitssignaturen und Findbüchern konnten relevante Informationen in den meisten Archiven schnell erschlossen werden. Die Quellen wurden direkt vor Ort in einer Datenbank erfasst. Diese wurde eigens für die Erfordernisse der Untersuchung angefertigt und erlaubt es, jene Informationen zu erfassen, die typischerweise aus historischen Quellen gewonnen werden können. Neben den grundlegenden Informationen zu Ort, Zeit und Art eines Ereignisses sind dies vor allem genaue Lokalitätsbeschreibungen sowie Erwähnungen von Schäden und Zerstörungen. Da speziell die Ermittlung des Schadensorts nicht immer auf Anhieb bewerkstelligt werden konnte (viele Bäche, Berge und Orten unterlagen im Verlauf der Jahrhunderte einer Namensänderung oder haben z. T. regionale umgangssprachliche Bezeichnungen), wurde großer Wert auf die möglichst ausführliche Sicherung des Originalwortlauts der historischen Quelle gelegt. Oftmals konnten Hinweise erst im Nachhinein, durch Kombination mehrerer Quellen, verwertet werden. Die überwiegende Mehrheit der Informationen bilden schriftliche Originalquellen. Hinzu kommen zahlreiche Überlieferungen aus zweiter Hand, z. B. aus Chroniken, die häufig weiter in die Vergangenheit reichen als Originaldokumente. Vor allem ältere Überlieferungen sind teilweise schlecht erhalten, schwer lesbar oder in vielen Fällen in Deutscher Schrift (vgl. Abbildung 1) verfasst. Für besonders schwer lesbare Dokumente wurde ein Historiker mit der Entschlüsselung betraut. Abb. 1: Quelle zum Hochwasser von 1899 an der Prien (Archiv: Wasserwirtschaftsamt Rosenheim)

30 28 Weitere sehr wertvolle Quellen stellen Fotos, Karten und Skizzen bzw. Lagepläne dar. Während Karten (z.b. mit Überschwemmungsgebieten) wichtige Hinweise über die räumliche Ausdehnung eines Hochwassers bieten, kann anhand von Fotos (vgl. Abbildung 2) häufig das Schadensausmaß besser beurteilt werden. Skizzen und Lagepläne dienen in der Regel zur präzisen punktuellen Verortung eines Schadens. Aussagekräftige Dokumente werden in digitaler Form in die Datenbank integriert. Abb. 2: Hochwasser der Prien im September 1899 in Aschau (Archiv: Gemeinde Aschau) 3. Datenbestand 3.1 Datenvolumen/Ereignisarten Über Quellen wurden in den Archiven des bayerischen Alpenraums in der Datenbank gesammelt. Da offensichtliche Doppelnennungen und identische Hinweise erst gar nicht erfasst wurden, liegt die tatsächliche Zahl an Funden weit höher. Nach der Überarbeitung der Daten und der Zusammenfassung ähnlicher bzw. identischer Informationen ergab sich ein Datenbestand von insgesamt Datensätzen. Davon bilden hydrologische Naturgefahren die überwiegende Mehrheit. Auf Hochwasserereignisse entfielen 78,0%, auf Muren 3,1% der Datenmenge. Geologisch-geomorphologische Gefahren haben ein Anteil von 10,6% des Datenvolumens. Sonstige Ereignisse (Lawinen, Hagel, Sturm etc.) spielen mit 6,6% eine eher untergeordnete Rolle. Auch die Zahl an nicht näher bestimmbaren Ereignissen ist mit 1,8% vergleichsweise gering (vgl. Abbildung 3). Die hier angeführten Anteile der jeweiligen Ereignisarten beziehen sich auf den gesammelten Datenbestand. Rückschlüsse auf die tatsächliche Verteilung der Ereignisse können daraus nicht gezogen werden, da zum einen die Archive der Wasserwirtschaftsverwaltung in der Hauptsache hydrologische Naturgefahren behandeln, zudem wohl auch an Gemeinden mehrheitlich Überschwemmungen dokumentiert werden, da durch diese am häufigsten Menschen betroffen sind und daher auch häufiger Anlass zu Schriftverkehr zwischen Behörden und Betroffenen gegeben ist. Dennoch kann angenommen werden, dass die überwiegende Mehrheit der Naturgefahren in den bayerischen Alpen hydrologisch begründet ist.

31 29 78,0% (7855) Hochwasser Mure GEO SONST Unbestimmt 1,8% (178) 6,6% (663) 10,6% (1070) 3,1% (308) Abb. 3: Anteil der Ereignisarten am Datenvolumen (in Klammern Zahl der Datensätze) 3.2 Zeitliche Erstreckung der Archivfunde Der Hauptteil der erfassten Hinweise nimmt Bezug auf die letzten gut 150 Jahre. Dies liegt darin begründet, dass die staatliche Wildbachverbauung in Bayern in der Mitte des 19. Jahrhunderts begann und erst im Zuge dieser Verbauungsmaßnahmen Hochwasserereignisse schriftlich dokumentiert wurden. Aufzeichnungen zu weiter zurückliegenden Ereignissen konnten im Vergleich dazu seltener gefunden werden. In jenen Fällen handelte es sich jedoch meist nicht mehr um Originalquellen sondern lediglich um Überlieferungen, z.b. in Chroniken, oder spätere Erwähnungen mit häufig geringerem Informationsgehalt als in Originalfunden. Die ältesten Hinweise gehen bis in das Jahr 781 zurück, treten jedoch bis ca nur vereinzelt auf. Erst ab diesem Zeitpunkt konnten Hinweise in zunehmender Dichte entdeckt werden. Quellen/Jahr (gemittelt) ,08 68,20 6,05 0,14 0,14 0,40 0,59 1, Jahrhundert Abb. 4: Zeitliche Verteilung der Archivfunde (mittlere Quellenzahl pro Jahr)

32 Quellenbeispiele Die in den Archiven recherchierten Hinweise auf Naturereignisse unterscheiden sich z. T. erheblich in ihrem Informationsgehalt. Das Spektrum reicht von der bloßen Erwähnung eines Ereignisses, ohne Angabe von Ort und Zeit, bis zur ausführlichen und detaillierten Beschreibung. Auch jene Hinweise, deren Verwertbarkeit zunächst eher mäßig erschien, wurden in die Datenbank aufgenommen, da sich bei einer späteren Überarbeitung oftmals mehrere solcher Hinweise ergänzen oder andere Quellen, zumindest hinsichtlich einer bestimmten Information (z.b. des Datum), verifiziert werden können. Beispiele für den unterschiedlichen Informationsgehalt von Originalquellen: Quelle vom über die Degernlahne in Grainau: Auch haben die letzten Hochwässer den Einbau einer weiteren Sperre notwendig gemacht. (Wasserwirtschaftsamt Weilheim / 4321 GAP 18 Degernlahne) Quelle vom über den Laingraben in Garmisch-Partenkirchen: Der hiesige Lainbachkanal, welcher bekanntermaßen in den Jahren 1855/56 neu corrigiert wurde, wurde am 3. d.mt. durch Hochwasser arg beschädigt. Am Sonntag den 3. d. Mts A- bends nämlich ergoß sich über dem vor dem Lainbachkanal liegende Bergrücken ein Wolkenbruch, welcher eine Unmasse des sog. Lebersandes vom Berge herab und samt großen Steinen, Holzstücken mit einer ungeheuren Wassermasse dem Lainbachkanale zuführte. (Gemeinde Garmisch-Partenkirchen - Garmisch IX 27-8) 4. Datenanalyse 4.1 Notwendigkeit kleinräumiger Analysen Den in der Datenbank erfassten Einzeldatensätzen wurden Koordinaten zugeordnet, mit deren Hilfe eine Visualisierung in einem Geographischen Informationssystem ermöglicht wurde. Auf dieser Grundlage können nun einzelne Ereignisse dargestellt und analysiert werden. Abbildung 5 zeigt ein schweres Hochwasser im Juni 1910, zu dem alle lokalisierten Schadensorte mittels einer Punktsignatur gekennzeichnet wurden. Abbildung 5 legt die Vermutung nahe, dass sich das Hochwasser auf die gesamte westliche Hälfte der bayerischen Alpen auswirkte. Es scheint sich bei diesem Ereignis also um ein Hochwasser zu handeln, das durch eine großräumige Wetterlage ausgelöst wurde. Dennoch wird, bei einer kleinräumigen Betrachtung des Gebietes (vgl. Abbildung 6) deutlich, dass einige Wildbacheinzugsgebiete nicht von Hochwasser betroffen waren. Zum einen können Informationslücken zu diesen Einzugsgebieten aufgrund der hohen Datendichte nahezu ausgeschlossen werden. Zudem waren diese Wildbacheinzugsgebiete bei anderen Niederschlagsereignissen durchaus von schweren Überschwemmungen betroffen. Es liegt daher die Schlussfolgerung nahe, dass sich auch ein überregional bedeutsames Hochwasser kleinräumig differenziert auswirken kann, was eine genaue Betrachtung der jeweils vorliegenden Gegebenheiten erfordert.