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Extremsturmfluten als Risikoquelle für Küsten- und Ästuargebiete (XtremRisk)

Laufzeit:

01.10.2008 bis 30.06.2012

Koordinator:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jensen   (jensen@fb10.uni-siegen.de)

Universität Siegen
Forschungsinstitut Wasser und Umwelt (fwu)
Paul-Bonatz-Str. 9-11
57076 Siegen

Förderer:

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) (http://www.bmbf.de  )

Förderkennzeichen:   03F0483B

Ziele: 

Die dicht besiedelten Küstengebiete Deutschlands, inklusive der Tideästuarien sind einer permanenten potenziellen Gefahr einer schweren Sturmflut ausgesetzt. Derzeitige Klimaszenarien weisen darauf hin, dass diese Gefahr in den nächsten Jahren bzw. Jahrzehnten noch zunehmen wird. Während der zu erwartende Meeresspiegelanstieg aller Voraussicht nach eher langsam stattfinden wird und somit die Möglichkeit zur rechtzeitigen Erarbeitung und Einleitung geeigneter Anpassungsstrategien gegeben ist, ist die zukünftige Entwicklung des Sturmflutklimas noch unzureichend erforscht.

Die Kenntnis über eine möglicherweise zu erwartende Zunahme der Sturmflutintensität, der Sturmfluthäufigkeit und der Verweildauern und deren Auswirkung auf die Küsten- und Hochwasserschutzsysteme ist unerlässlich für ein funktionierendes Risikomanagement. Neben dem Belastungsparameter „Sturmflut“ sind zusätzliche Informationen über die Hochwasserschutzsysteme und deren Zustand notwendig, um darauf aufbauend Bruch- und Versagensszenarien für ausgewählte Standorte erarbeiten zu können. Bevor abschließend die Möglichkeit zur Entwicklung von Handlungsempfehlungen zur Risikobeherrschung gegeben ist, muss eine detaillierte Betrachtung der im Falle eines Versagens der Schutzsysteme möglichen Schäden erfolgen. Solch eine integrierte Risikoanalyse wird auch als Source-Pathway-Receptor-Concept bezeichnet.

Im Oktober 2008 startete das Verbundforschungsvorhaben XtremRisk (Extremsturmfluten an offenen Küsten und Ästuargebieten – Risikoermittlung und –beherrschung im Klimawandel) unter der Beteiligung des Forschungsinstituts Wasser und Umwelt (fwu) der Universität Siegen, des LSBG in Hamburg, des Leichtweiß-Instituts der Universität Braunschweig und des Instituts für Wasserbau der TU Hamburg-Harburg. Ziel des Projektes ist die Durchführung einer integrierten Risikoanalyse wie sie oben beschrieben wurde für den Standort Hamburg, als Beispiel für eine am Tideästuar gelegene Megacity, und den Standort Sylt, als Beispiel für einen potentiell sehr stark gefährdeten Küstenbereich.

Die Aufgabe, welche vom fwu gemeinsam mit dem LSBG im Teilprojekt 1 des Gesamtvorhabens übernommen wurde, liegt in der Erarbeitung von Sturmflutverläufen, bei deren Auftreten die oben genannten Standorte unter heutigen und zukünftigen Bedingungen vulnerabel werden. Dies bedeutet, dass Schäden zu erwarten sind, die einen vertretbaren finanziellen und menschlichen Schaden überschreiten.

Es sollen dabei neben dem bisher meist einzig betrachteten Parameter „Sturmflutscheitelhöhe“ weitere Faktoren wie z.B. die Verweildauer, die Fülle, das Auftreten von mehreren hohen Tidewasserscheiteln in Folge und der Einfluss der Überlagerung mit örtlichem Seegang in die Untersuchungen einbezogen werden. Vom fwu wird dazu ein Verfahren zur Parametrisierung von bisher aufgelaufenen Sturmfluten entwickelt, welches es zum einen ermöglicht den genannten Faktoren jeweils Eintrittswahrscheinlichkeiten unter heutigen Bedingungen aber auch unter der Berücksichtigung von Szenarien zur zukünftigen Entwicklung zuzuordnen.

Im Anschluss erfolgt unter der Verwendung zweidimensionaler Wahrscheinlichkeitsmodelle die Einbeziehung der örtlichen Seegangsverhältnisse. Die entwickelten synthetischen Extrem-Sturmflutverläufe werden mit Verläufen, welche vom LSBG unter Verwendung eines empirisch basierten Ansatzes erarbeitet werden, verglichen und ergänzt. Die Ergebnisse werden an die Projektpartner weitergeleitet und bilden somit die wichtige Grundlage für die Durchführung der geplanten Arbeiten bis hin zur Entwicklung von Maßnahmenkatalogen bzw. Handlungsempfehlungen.