Wie Hochwässer entstehen

Die letzten Jahre waren von Hitze und Trockenheit geprägt und hat es dann endlich geregnet, gab es oft Überschwemmungen. Eine Forschungsgruppe aus Österreich, Deutschland und der Schweiz schaut sich genauer an, wie es zu Hochwässern kommt.

Mittlerweile vergeht kein Sommer mehr, in dem nicht irgendwo Bäche oder Flüsse über die Ufer treten. Im Projekt „SSF-SUBSURFACE STORMFLOW – Schnell und unsichtbar: Dem schnellen Abfluss im Untergrund auf der Spur“ gehen zwölf Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen aus Deutschland, Österreich und der Schweiz den Ursachen im wörtlichen Sinne auf den Grund. „Wie entstehen Hochwässer und auf welchem Weg gelangt der Abfluss ins Gerinne? In vielen Naturlandschaften spielt dabei – neben den Abflüssen an der Oberfläche – auch eine schnelle Abflusskomponente im Untergrund eine gewichtige Rolle. Dieser Beitrag zum Gesamtabfluss ist vermutlich größer als bisher angenommen.“ erklärt einer der Projektleiter Bernhard Kohl vom BFW-Institut für Naturgefahren in Innsbruck.

Welchen Anteil genau nun dieser Zwischenabfluss (Subsurface Stormflow – SSF) am Gesamtabfluss hat, lässt sich nicht so einfach bestimmen und ist nur schwer quantifizierbar. Die Unzugänglichkeit und die Verschiedenartigkeit des Untergrundes, die veränderlichen Quellen und die Tatsache, dass der Prozess nur bei bestimmten Ereignissen stattfindet, machen die Arbeit schwierig.

Schwerpunkt auf experimentelle Arbeiten

Die Forschungsgruppe wird für vier Jahre von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG und dem Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung FWF gefördert und setzt sich aus sieben Einzelprojekten zusammen. Sie untersucht intensiv Landschaften, in denen Zwischenabfluss SSF einen dominanten Abflussprozess darstellt. Um die Funktionsprinzipien des SSF zu erforschen, wird ein starker Schwerpunkt auf experimentelle Arbeiten gesetzt.

Im österreichischen Teilprojekt A-SSF-FORCING „Dynamik schneller Abflüsse im Untergrund“, arbeitet das Institut für Naturgefahren des BFW mit dem Arbeitsbereich für Wasserbau der Universität Innsbruck zusammen und konzentriert sich dabei auf die experimentelle und numerische Erforschung und Bewertung treibender Einflussfaktoren des Oberflächen- und Zwischenabflusses. Mittels innovativer Beregnungsexperimente und Daten aus Simulationen werden die Einflüsse, Entstehung und Dynamik von SSF erforscht.

Die Experimentierfläche (5x10m und 10x40m) wird dabei als kleinster gemeinsamer Nenner gesehen, um den SSF auf größerem Maßstab (Hang- und Einzugsgebietsebene) zu beurteilen. Es werden unterschiedliche Anfangs- und Randbedingungen sowie Boden- und Landnutzungseigenschaften untersucht, welche die Entstehung und die zeitliche Dynamik von SSF beeinflussen. Ziel ist es, Schwellenwerte und damit mögliche Parametrisierungen zur Beschreibung der Prozessdynamik abzuleiten. Die gewonnenen Daten werden dabei auch mit bestehenden Beregnungssimulationsdaten ergänzt und in Kombination mit diesen analysiert. Die geplanten Untersuchungen umfassen damit quantitative Messungen in Kombination mit qualitativen Bewertungen von Flüssen und Zuständen.

Will man Hochwässer vermeiden, muss man ihre Entstehung verstehen. Nur so lassen sich Maßnahmen in Land- und Forstwirtschaft setzen, die auf lange Sicht zukünftige Katastrophen verhindern können.

Projektinfos

Projekttitel: SSF-SUBSURFACE STORMFLOW
Projekttitel lang: Schnell und unsichtbar: Dem schnellen Abfluss im Untergrund auf der Spur
Laufzeit: 01.03.2022 – 30.06.2026

Fördergeber: FWF – Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung, FWF Projektnummer I 5940-N
Projektleitung: Universität Innsbruck

Nationaler Forschungspartner: BFW (Bundesforschungszentrum für Wald)
Externe Partner: DFG/FWF-Forschungsgruppe „Fast and Invisible: Conquering Subsurface Stormflow through an Interdisciplinary Multi-Site Approach“

Kontakt

Bernhard Kohl, Bundesforschungszentrum für Wald, Hofburg, Rennweg 1, 6020 Innsbruck, bernhard.kohl@bfw.gv.at