Zusammenfassung

Hochwasserrisikomanagement und die Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie bleiben eine Daueraufgabe in der Wasserwirtschaft. Hierin ist das Thema Starkregen in jüngster Zeit in den Fokus gerückt und nimmt mit Blick auf die Klimaänderung an Bedeutung zu. Aktuelle Forschungsaufgaben befassen sich intensiv mit dem Risiko infolge Starkregenüberflutung. Der Starkregen selbst (und die damit verbundenen Prozesse) ist ein natürliches Ereignis.

Durch den Klimawandel sind jedoch die Starkregenereignisse deutlich häufiger und extremer geworden und die Tendenz zeigt eine weitere Verschärfung auf. Dabei hat der Klimawandel signifikante Auswirkungen: Zum einen ist mit einer deutlich höheren und intensitätsreichen Niederschlagsbelastung zu rechnen. Andererseits ist die Anfangsrandbedingung der Bodenparameter (bspw. lange Trockenphasen) potenziell einer deutlichen Änderung unterworfen.

Neben der Überflutung bei Starkregen mit ihren Gefahren für Siedlungsbereiche, Verkehrs- und Versorgungsinfrastruktur ist auch die mit Starkregen verbundene Bodenerosion eine signifikante Gefahr. Dabei führt die Bodenerosion zu Schäden auf urbanen Flächen sowie zum Abtrag und Verlust des Oberbodens auf landwirtschaftlichen Flächen. Zusätzlich besteht die Gefahr, dass das erodierte Material in die Oberflächengewässer gelangt, was wiederum zur Eutrophierung und Verschlämmung von Gewässern führen und somit die Gewässerökologie nachteilig beeinflussen kann.

Stand der Technik:

• vorliegende Erosionskarten werden auf Grundlage der ABAG-Gleichung abgeleitet (vgl. Erosionsatlas Bayern 2019 oder Erosionsgefährdungskarten Sachsen 2020)
• Unter anderem Darstellung des mittleren langjährigen Bodenabtrages und die potenzielle Erosionsgefährdung auf Basis der ABAG-Gleichung 

Ziele:

• Erosion/ Sedimentation ereignisbasiert mit neuem Ansatz berechnen (Alternative zur ABAG-Gleichung)
• Entwicklung eines Bodenerosions- und Sedimentationsalgorithmus (Kopplung mit 2D hydrodynamische-numerischen Modell)
• Fokus: Starkregenereignisse (ereignisbasiert)

Ziel des Forschungsprojektes:

• Informationsgrundlage für das gesamte Saarland schaffen, um quantitativ die Gefahr infolge Starkregen sowie Bodenerosion aufzuzeigen

Folgende Ergebnisse werden angestrebt:

1.  Erstellung eines 2D-Modells für das gesamte Saarland (1m-Raster-Modell)
2.   Ermittlung Grundlagendaten zur Erstellung von Starkregengefahrenkarten Saarland (2 Abflussstufen)
3.   Erstellung Grundlagendaten zur Erstellung von Bodenerosionskarten und Bodensedimentationskarten ereignisbasiert (2 Abflussstufen)
4.   Grundlagendaten zur Erstellung Gefahrenkarten Bodensedimentation in Siedlungsgebieten, Oberflächengewässer ereignisbasiert (2 Abflussstufen)

Realisation folgender Outputs (anhand des Erosionsmodells):

1. Dynamische Visualisierung des Feststofftransports in der Fläche.
2. Quantifizierung der Feststofffracht in ausgewählten Kontrollquerschnitten.
3. Quantifizierung und Darstellung von topografischen Änderungen.
4. Feststoffgefahrenkarten
5.  Neben der Darstellung der Gefahrenorte sollen die zu erwartenden Mengen räumlich und zeitlich differenziert berechnet und in Karten dargestellt werden.
6. Gefahrenherdkarten: Kartendarstellung der Auflandung (Ort und Menge), Karten zur Darstellung der Feststoffquellen, Quantifizierung Bodenverlust räumlich und zeitlich differenziert)
7. Gefahrenermittlung und -darstellung (Grundlage für eine zielorientierte Maßnahmenentwicklung)
8. Nachweis von Maßnahmenwirkung

Eckdaten:

• Projektleitung: Prof. Dr. -Ing. Alpaslan Yörük
• Bearbeitung: Dipl.-Ing. (FH) Andreas Biehler, Rebecca Hinsberger (M.Eng.), Volker Missler (M.Eng.)
• Auftraggeber: Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Mobilität, Agrar und Verbraucherschutz (MUKMAV)
• Zeitraum: 2022 bis 2026