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AVOSS – Auswirkungsbasierte Vorhersage von Starkregen und Sturzfluten auf verschiedenen Skalen: Potentiale, Unsicherheiten und Grenzen

Kurzbeschreibung

AVOSS ist ein neues Verbundvorhaben, an dem mehrere Forschungseinrichtungen, private Ingenieurbüros und Praxisakteure aus der öffentlichen Hand beteiligt sind. Im Fokus der Forschungsarbeiten in AVOSS steht die stringente Verknüpfung von Starkregenereignis, davon ausgehenden Sturzflutgefahren und potentiell resultierenden Schäden auf verschiedenen räumlichen Skalen. Insbesondere die Verbesserung der Frühwarnung und örtlichen Umsetzung steht im Fokus des Projekts. Um dies zu gewährleisten ist es wichtig, dass in alle Teilbereiche des Vorhabens Praxisakteure mit einbezogen werden.

Das Forschungsvorhaben ist in mehrere, aufeinander aufbauende Teilprojekte gegliedert, die jeweils einen unterschiedlichen räumlichen Fokus haben. Im Rahmen dieser Teilprojekte werden prototypisch verschiedene Vorhersageprodukte entwickelt und mit ausgewählten Praxisakteuren evaluiert.

Ziel

Ziel von AVOSS ist die prototypische Entwicklung und Praxistestung verschiedener Vorhersageprodukte. Diese in AVOSS prototypisch entwickelten Vorhersageprodukte sind:

  • Anwenderorientierte Vorhersage von Starkregenereignissen basierend auf Radar-basierten Niederschlagsvorhersagen (für das gesamte Bundesgebiet)
  • Entwicklung eines hydrologischen Sturzflutindex (SFI) für kleinere Einzugsgebiete und Ableitung einer Sturzflutwarnung durch Kombination von Radarvorhersage und SFI (für ausgewählte Bundesländer)
  • Entwicklung und Test eines Verfahrens, um in Quasi-Echtzeit kontinuierliche und räumlich hochaufgelöste Vorhersagen zum oberirdischen Abflussgeschehen in bebauten Gebieten zu erhalten (für ausgewählte Pilotgemeinden)
  • Entwicklung und Praxistest von Risikokarten zur Schadensvorhersage bei Starkregen- und Sturzflutereignissen (für ausgewählte Pilotgemeinden)

Arbeitspakete (AP)

Berechnung von Bemessungs-Starkregen und dem pluvialen Starkregenindex (SRI) durch die Kombination von Radar- und Stationsdaten auf Bundesebene. Daraus wird eine großflächige Vorhersage des pluvialen Starkregenindex und somit eine anwenderorientierte Einordnung der Ereignisse erfolgen.

Hydrologische Modellierung zur Bestimmung des hydrologischen Sturzflutindex (SFI) für Bemessungsereignisse für alle kleinen Einzugsgebiete der ausgewählten Bundesländer. Daraus wird die Übersetzung einer SRI Vorhersage in den SFI möglich – also die Berücksichtigung der hydrologischen Gegebenheiten (z.B. Vorfeuchte) bei der Bewertung des Überflutungspotentials und nicht nur des Niederschlags wie bislang. Der SFI kann mit der Radarvorhersage zu einer Sturzflutwarnung kombiniert werden.

Entwicklung und Test eines Verfahrens, um mit hochaufgelösten hydraulischen Modellen Szenarien von Starkregengefahrenkarten (SRGK) für ausgewählte, stark betroffene Pilotgemeinden abzuleiten. Daraus können online und mit kurzer Berechnungszeit (Echtzeit) kontinuierliche und räumlich hochaufgelöste Vorhersagen zum Abflussgeschehen inklusive verschiedener Unsicherheiten mittels „machine learning“ Ansätzen (Neuronale Netzwerke), Radarvorhersage und Bodenfeuchtedaten.

Erstellen eines probabilistischen Schadensmodells für Sturzfluten und Entwicklung von Risikokarten bei Starkregen- und Sturzflutereignissen für die entsprechende Risikokommunikation in ausgewählten Pilotgemeinden. Dadurch könnte nicht nur Überflutungsvorhersage, sondern auch Schadensvorhersage geleistet werden.

Neben Projektkoordination und Kommunikation wird im Rahmen von AP K insbesondere die kontinuierliche Einbeziehung der Praxispartner zum Co-Design der angestrebten Vorhersageprodukte

Koordinator:
Prof. Dr. Markus Weiler
Universität Freiburg

Assoziierte Partner:

  • Landesanstalt für Umwelt Baden-Würtemberg (LUBW)
  • Regierungspräsidium Stuttgart
  • Landesamt für Umwelt Rheinland-Pfalz
  • Hessisches Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG)
  • Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU)
  • Landratsamt Rastatt
  • Verschiedene Gemeinden, die in den Testgebieten liegen

Laufzeit:
01.04.2022 – 31.03.2025

FONA: