Hochwasser verstehen und vorhersagen
Hauptinhalt
Hochwasser richten in der Schweiz jedes Jahr im Durchschnitt Schäden von über 300 Millionen Franken an. Um diese möglichst zu vermeiden, braucht es Gefahrenkarten, Prognosen, Schutzbauten und optimal koordinierte Notfalleinsätze. Wir erarbeiten seit über hundert Jahren wissenschaftliche Grundlagen hierfür.
In der Schweiz sind Hochwasser die Naturgefahren mit den höchsten Sachschäden: Beim Hochwasser vom August 2005 beliefen sie sich auf rund 3 Milliarden Franken – deutlich mehr als bei allen bisherigen Naturereignissen, die seit 1972 systematisch erfasst werden.
Das Risikomanagement zielt darauf ab, Schäden zu vermindern, indem gefährdete Gebiete nicht überbaut werden und Gewässer wieder mehr Freiräume erhalten. Genügt dies nicht, werden neue Schutzbauten geschaffen. Dazu sind Gefahrenkarten notwendig, für die unsere Forschung die Datenbasis schafft und die grundlegenden Methoden liefert.
So untersuchen wir zum Beispiel seit mehr als vierzig Jahren steile Gebirgsbäche. Mit eigens entwickelten Messsystemen erkunden wir im Alptal (SZ) Wasserflüsse, Geschiebemassen und die Schneedecke. Weltweit ist kaum ein anderer Wildbach so gut untersucht.
Hochwasser-Vorhersage
In der Gruppe Hydrologische Vorhersagen entwickeln wir Computermodelle und einsatzfähige Alarmsysteme für die Hochwasserwarnung. Dazu analysieren wir einerseits aktuelle Ereignisse. Andererseits nutzen wir unsere langjährigen Messreihen, zum Beispiel aus unserer Unwetterschaden-Datenbank, um mittels Simulationen und Statistik die hydrologischen Vorhersagen zu verbessern.
Bei der Entstehung von Hochwasser kann die Schneeschmelze eine wichtige Rolle spielen. Am SLF betreiben wir einen operationellen schneehydrologischen Dienst. Dieser analysiert, wo in der Schweiz wieviel Schnee liegt und wieviel davon schmelzen wird. Damit können Verantwortliche beispielsweise Stauseen frühzeitig absenken, um Hochwasser zu vermeiden.
Sihl-Hochwasser: Frühwarnsystem für Zürich
Wenn wir Daten wie aktuelle Abflussmengen oder Satelliten-Schneekarten in unsere Modelle einspeisen, können wir Hochwasser frühzeitig erkennen. Ein solches Hochwasser-Frühwarnsystem betreiben wir seit September 2008 für die Stadt Zürich und das Sihltal (IFKIS Sihl). Es verbessert die Sicherheit für die Stadt und den Hauptbahnhof Zürich. Dies war vor allem während der Bauarbeiten am Bahnhof Löwenstrasse von 2008 bis 2011 kritisch.
Themen
Verwandte Themen
Weiterführende Informationen
Publikationen
Die Studie «Extremhochwasser an der Aare» (Projekt EXAR) liefert einheitliche Grundlagen für die Beurteilung der standortspezifischen Hochwassergefährdung wichtiger Bauten, Anlagen und Infrastrukturen im Einzugsgebiet der Aare. In einer ersten Inwertsetzung liegen für fünf Standorte detaillierte Ergebnisse vor.
WSL Berichte 104
2021
Download
This thesis is an outcome of a joint research project between Geobrugg AG and the Swiss Federal Institute for Forest, Snow and Landscape Research (WSL), in order to investigate the use of flexible ring net barriers to retard or stop debris flows.
WSL Berichte 44
2016
In der vorliegenden Medienanalyse wird die Wahrnehmung und Thematisierung von Flussrenaturierungen bzw. -revitalisierungen in unterschiedlichen Zeitungstiteln der Kantone Bern und Wallis über den Zeitraum von 2000 bis 2013 rekonstruiert. Im Zentrum der Arbeit steht das Verstehen dieser medienöffentlichen Prozesse.
WSL Berichte 36
2015
Alle anzeigen
Speich, M.J.R.; Zappa, M.; Scherstjanoi, M.; Lischke, H., 2020: FORests and HYdrology under Climate Change in Switzerland v1.0: a spatially distributed model combining hydrology and forest dynamics. Geoscientific Model Development, 13, 2: 537-564. doi: 10.5194/gmd-13-537-2020
Giordani, A.; Zappa, M.; Rotach, M.W., 2020: Estimating ensemble flood forecasts' uncertainty: a novel "peak-box" approach for detecting multiple peak-flow events. Atmosphere, 11, 1: 2 (17 pp.). doi: 10.3390/atmos11010002
Zappa, M.; Holko, L.; Šanda, M.; Vitvar, T.; Parajka, J., 2019: Thematic issue on snow resources and hydrological cycle. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 67, 1: 1-3. doi: 10.2478/johh-2018-0027
Rücker, A.; Zappa, M.; Boss, S.; Von Freyberg, J., 2019: An optimized snowmelt lysimeter system for monitoring melt rates and collecting samples for stable water isotope analysis. Journal of Hydrology and Hydromechanics, 67: 20-31. doi: 10.2478/johh-2018-0007
Kleinn, J.; Aller, D.; Zappa, M.; Andres, N.; Bresch, D.N.; Marti, C.; Oplatka, M., 2019: Kontinuierliche Wirkungsabschätzung von verschiedenen Hochwasserschutzmaßnahmen über das gesamte Abfluss-Spektrum am Beispiel der Sihl. Continuous estimation of the impact of various flood mitigation measures across the entire discharge range using the ex. Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, 63, 3: 158-167. doi: 10.5675/HyWa_2019.3_3
Monhart, S.; Zappa, M.; Spirig, C.; Schär, C.; Bogner, K., 2019: Subseasonal hydrometeorological ensemble predictions in small- and medium-sized mountainous catchments: benefits of the NWP approach. Hydrology and Earth System Sciences, 23, 1: 493-513. doi: 10.5194/hess-23-493-2019
Anghileri, D.; Monhart, S.; Zhou, C.; Bogner, K.; Castelletti, A.; Burlando, P.; Zappa, M., 2019: The value of subseasonal hydrometeorological forecasts to hydropower operations: how much does preprocessing matter?. Water Resources Research, 55, 12: 10159-10178. doi: 10.1029/2019WR025280
Brunner, M.I.; Hingray, B.; Zappa, M.; Favre, A., 2019: Future trends in the interdependence between flood peaks and volumes: hydro‐climatological drivers and uncertainty. Water Resources Research, 55, 6: 4745-4759. doi: 10.1029/2019WR024701
Sauter, E.; Fuchs, H.; Schmocker, L.; Volkwein, A.; Prohaska, Y.; Boes, R.M., 2019: Large-scale field tests on impulse waves. In: 2019: E-proceedings of the 38th IAHR world congress. 38th IAHR world congress 2019. Water - connecting the world, Panama City, Panama. 727-739.
Andres, N.; Badoux, A., 2019: The Swiss flood and landslide damage database: normalisation and trends. Journal of Flood Risk Management, 12, S1: e12510 (12 pp.). doi: 10.1111/jfr3.12510
Antonetti, M.; Horat, C.; Sideris, I.V.; Zappa, M., 2019: Ensemble flood forecasting considering dominant runoff processes – part 1: set-up and application to nested basins (Emme, Switzerland). Natural Hazards and Earth System Science, 19, 1: 19-40. doi: 10.5194/nhess-19-19-2019
Melsen, L.A.; Teuling, A.J.; Torfs, P.J.J.F.; Zappa, M.; Mizukami, N.; Mendoza, P.A.; Clark, M.P.; Uijlenhoet, R., 2019: Subjective modeling decisions can significantly impact the simulation of flood and drought events. Journal of Hydrology, 568: 1093-1104. doi: 10.1016/j.jhydrol.2018.11.046
Stucki, P.; Bandhauer, M.; Heikkilä, U.; Rössler, O.; Zappa, M.; Pfister, L.; Salvisberg, M.; Froidevaux, P.; Martius, O.; Panziera, L.; Brönnimann, S., 2018: Reconstruction and simulation of an extreme flood event in the Lago Maggiore catchment in 1868. Natural Hazards and Earth System Science, 18, 10: 2717-2739. doi: 10.5194/nhess-18-2717-2018
Schimmel, A.; Hübl, J.; McArdell, B.; Walter, F., 2018: Automatic identification of alpine mass movements by a combination of seismic and infrasound sensors. Sensors, 18, 5: 1658 (19 pp.). doi: 10.3390/s18051658
Bogner, K.; Liechti, K.; Bernhard, L.; Monhart, S.; Zappa, M., 2018: Skill of hydrological extended range forecasts for water resources management in Switzerland. Water Resources Management, 32, 3: 969-984. doi: 10.1007/s11269-017-1849-5
Speich, M.J.R.; Zappa, M.; Lischke, H., 2018: Sensitivity of forest water balance and physiological drought predictions to soil and vegetation parameters – A model-based study. Environmental Modelling and Software, 102: 213-232. doi: 10.1016/j.envsoft.2018.01.016
Bogner, K.; Liechti, K.; Zappa, M., 2018: Error correcting and combining multi-model flood forecasting systems. In: Gourbesville, P.; Cunge, J.; Caignaert, G. (eds), 2018: Advances in hydroinformatics. SimHydro 2017 - choosing the right model in applied hydraulics. SimHydro conference 2017, Nice, France. 569-578. doi: 10.1007/978-981-10-7218-5_40
Ruiz-Villanueva, V.; Badoux, A.; Rickenmann, D.; Böckli, M.; Schläfli, S.; Steeb, N.; Stoffel, M.; Rickli, C., 2018: Impacts of large flood along a mountain river basin: the importance of channel widening and estimating the large wood budget in the upper Emme River (Switzerland). Earth Surface Dynamics, 6, 4: 1115-1137. doi: 10.5194/esurf-6-1115-2018
Frey, H.; Huggel, C.; Chisolm, R.E.; Baer, P.; McArdell, B.; Cochachin, A.; Portocarrero, C., 2018: Multi-source glacial lake outburst flood hazard assessment and mapping for Huaraz, Cordillera Blanca, Peru. Frontiers in Earth Science, 6: 210 (16 pp.). doi: 10.3389/feart.2018.00210
Antonetti, M.; Zappa, M., 2018: How can expert knowledge increase the realism of conceptual hydrological models? A case study based on the concept of dominant runoff process in the Swiss Pre-Alps. Hydrology and Earth System Sciences, 22, 8: 4425-4447. doi: 10.5194/hess-22-4425-2018
Szwagrzyk, M.; Kaim, D.; Price, B.; Wypych, A.; Grabska, E.; Kozak, J., 2018: Impact of forecasted land use changes on flood risk in the Polish Carpathians. Natural Hazards, 94, 1: 227-240. doi: 10.1007/s11069-018-3384-y
Rickli, C.; Badoux, A.; Rickenmann, D.; Steeb, N.; Waldner, P., 2018: Large wood potential, piece characteristics, and flood effects in Swiss mountain streams. Physical Geography, 39, 6: 542-564. doi: 10.1080/02723646.2018.1456310
Round, V.; Leinss, S.; Huss, M.; Haemmig, C.; Hajnsek, I., 2017: Surge dynamics and lake outbursts of Kyagar Glacier, Karakoram. Cryosphere, 11, 2: 723-739. doi: 10.5194/tc-11-723-2017
Liu, J.; Arend, M.; Yang, W.; Schaub, M.; Ni, Y.; Gessler, A.; Jiang, Z.; Rigling, A.; Li, M., 2017: Effects of drought on leaf carbon source and growth of European beech are modulated by soil type. Scientific Reports, 7: 42462 (9 pp.). doi: 10.1038/srep42462
Gostner, W.; Paternolli, M.; Schleiss, A.J.; Scheidegger, C.; Werth, S., 2017: Gravel bar inundation frequency: an important parameter for understanding riparian corridor dynamics. Aquatic Sciences, 79: 825-839. doi: 10.1007/s00027-017-0535-2
Fischer, B.M.C.; Stähli, M.; Seibert, J., 2017: Pre-event water contributions to runoff events of different magnitude in pre-alpine headwaters. Hydrology Research, 48, 1: 28-47. doi: 10.2166/nh.2016.176
Golly, A.; Turowski, J.M.; Badoux, A.; Hovius, N., 2017: Controls and feedbacks in the coupling of mountain channels and hillslopes. Geology, 45, 4: 307-310. doi: 10.1130/G38831.1
Steeb, N.; Rickenmann, D.; Badoux, A.; Rickli, C.; Waldner, P., 2017: Large wood recruitment processes and transported volumes in Swiss mountain streams during the extreme flood of August 2005. Geomorphology, 279: 112-127. doi: 10.1016/j.geomorph.2016.10.011
Fan, L.; Lehmann, P.; McArdell, B.; Or, D., 2017: Linking rainfall-induced landslides with debris flows runout patterns towards catchment scale hazard assessment. Geomorphology, 280: 1-15. doi: 10.1016/j.geomorph.2016.10.007
Buchecker, M.; Ogasa, D.; Maidl, E., 2016: How well do the wider public accept integrated flood risk management? An empirical study in two Swiss Alpine valleys. Environmental Science and Policy, 55: 309-317. doi: 10.1016/j.envsci.2015.07.021
Balbi, S.; Villa, F.; Mojtahed, V.; Hegetschweiler, K.T.; Giupponi, C., 2016: A spatial Bayesian network model to assess the benefits of early warning for urban flood risk to people. Natural Hazards and Earth System Science, 16, 6: 1323-1337. doi: 10.5194/nhess-16-1323-2016
Comiti, F.; Lucía, A.; Rickenmann, D., 2016: Large wood recruitment and transport during large floods: a review. Geomorphology, 269: 23-39. doi: 10.1016/j.geomorph.2016.06.016
Würzer, S.; Jonas, T.; Wever, N.; Lehning, M., 2016: Influence of initial snowpack properties on runoff formation during rain-on-snow events. Journal of Hydrometeorology, 17, 6: 1801-1815. doi: 10.1175/JHM-D-15-0181.1
Rickenmann, D.; Badoux, A.; Hunzinger, L., 2016: Significance of sediment transport processes during piedmont floods: the 2005 flood events in Switzerland. Earth Surface Processes and Landforms, 41, 2: 224-230. doi: 10.1002/esp.3835
Griessinger, N.; Seibert, J.; Magnusson, J.; Jonas, T., 2016: Assessing the benefit of snow data assimilation for runoff modeling in Alpine catchments. Hydrology and Earth System Sciences, 20, 9: 3895-3905. doi: 10.5194/hess-20-3895-2016
Badoux, A.; Andres, N.; Techel, F.; Hegg, C., 2016: Natural hazard fatalities in Switzerland from 1946 to 2015. Natural Hazards and Earth System Science, 16, 12: 2747-2768. doi: 10.5194/nhess-16-2747-2016
Kienzler, P.; Andres, N.; Näf-Huber, D.; Zappa, M., 2015: Herleitung extremer Niederschläge und Hochwasser im Einzugsgebiet des Sihlsees für einen verbesserten Hochwasserschutz der Stadt Zürich. Hydrologie und Wasserbewirtschaftung, 59, 2: 48-58. doi: 10.5675/HyWa_2015,2_1
Heimann, F.U.M.; Rickenmann, D.; Böckli, M.; Badoux, A.; Turowski, J.M.; Kirchner, J.W., 2015: Calculation of bedload transport in Swiss mountain rivers using the model sedFlow: proof of concept. Earth Surface Dynamics, 3, 1: 35-54. doi: 10.5194/esurf-3-35-2015
Jochner, M.; Turowski, J.M.; Badoux, A.; Stoffel, M.; Rickli, C., 2015: The role of log jams and exceptional flood events in mobilizing coarse particulate organic matter in a steep headwater stream. Earth Surface Dynamics, 3, 3: 311-320. doi: 10.5194/esurf-3-311-2015
Bebi, P.; Putallaz, J.; Fankhauser, M.; Schmid, U.; Schwitter, R.; Gerber, W., 2015: Die Schutzfunktion in Windwurfflächen. Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen, 166, 3: 168-176. doi: 10.3188/szf.2015.0168
Peña, J.C.; Schulte, L.; Badoux, A.; Barriendos, M.; Barrera-Escoda, A., 2015: Influence of solar forcing, climate variability and modes of low-frequency atmospheric variability on summer floods in Switzerland. Hydrology and Earth System Sciences, 19, 9: 3807-3827. doi: 10.5194/hess-19-3807-2015
Stähli, M.; Graf, C.; Scheidl, C.; Wyss, C.R.; Volkwein, A., 2015: Experimentelle Erkundung von Wildbächen, Murgängen, Hangrutschungen und Steinschlag: aktuelle Beispiele der WSL. Geographica Helvetica, 70, 1: 1-9. doi: 10.5194/gh-70-1-2015
Schirmer, M.; Luster, J.; Linde, N.; Perona, P.; Mitchell, E.A.D.; Barry, D.A.; Hollender, J.; Cirpka, O.A.; Schneider, P.; Vogt, T.; Radny, D.; Durisch-Kaiser, E., 2014: Morphological, hydrological, biogeochemical and ecological changes and challenges in river restoration – the Thur River case study. Hydrology and Earth System Sciences, 18, 6: 2449-2462. doi: 10.5194/hess-18-2449-2014
Shrestha, J.; Niklaus, P.A.; Pasquale, N.; Huber, B.; Barnard, R.L.; Frossard, E.; Schleppi, P.; Tockner, K.; Luster, J., 2014: Flood pulses control soil nitrogen cycling in a dynamic river floodplain. Geoderma, 228-229: 14-24. doi: 10.1016/j.geoderma.2013.09.018
Rickli, C.; Graf, F., 2014: Wildbachsperren aus Fichte und Tanne: Festigkeit und Pilzbefall in den ersten Jahren. Schweizerische Zeitschrift für Forstwesen, 165, 4: 79-86. doi: 10.3188/szf.2014.0079
Turowski, J.M.; Badoux, A.; Bunte, K.; Rickli, C.; Federspiel, N.; Jochner, M., 2013: The mass distribution of coarse particulate organic matter exported from an Alpine headwater stream. Earth Surface Dynamics, 1, 1: 1-11. doi: 10.5194/esurf-1-1-2013
Turowski, J.M.; Badoux, A.; Leuzinger, J.; Hegglin, R., 2013: Large floods, alluvial overprint, and bedrock erosion. Earth Surface Processes and Landforms, 38, 9: 947-958. doi: 10.1002/esp.3341
Rotach, M.W.; Arpagaus, M.; Dorninger, M.; Hegg, C.; Montani, A.; Ranzi, R., 2012: Uncertainty propagation for flood forecasting in the Alps: different views and impacts from MAP D-PHASE. Natural Hazards and Earth System Science, 12, 8: 2439-2448. doi: 10.5194/nhess-12-2439-2012
Shrestha, J.; Niklaus, P.A.; Frossard, E.; Samaritani, E.; Huber, B.; Barnard, R.L.; Schleppi, P.; Tockner, K.; Luster, J., 2012: Soil nitrogen dynamics in a river floodplain mosaic. Journal of Environmental Quality, 41, 6: 2033-2045. doi: 10.2134/jeq2012.0059
Batlle-Aguilar, J.; Brovelli, A.; Luster, J.; Shrestha, J.; Niklaus, P.A.; Barry, D.A., 2012: Analysis of carbon and nitrogen dynamics in riparian soils: model validation and sensitivity to environmental controls. Science of the Total Environment, 429: 246-256. doi: 10.1016/j.scitotenv.2012.04.026
Huber, B.; Luster, J.; Bernasconi, S.M.; Shrestha, J.; Graf Pannatier, E., 2012: Nitrate leaching from short-hydroperiod floodplain soils. Biogeosciences, 9, 11: 4385-4397. doi: 10.5194/bg-9-4385-2012
Huber, B.; Bernasconi, S.M.; Luster, J.; Graf Pannatier, E., 2011: A new isolation procedure of nitrate from freshwater for nitrogen and oxygen isotope analysis. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 25, 20: 3056-3062. doi: 10.1002/rcm.5199
Stähli, M.; Badoux, A.; Ludwig, A.; Steiner, K.; Zappa, M.; Hegg, C., 2011: One century of hydrological monitoring in two small catchments with different forest coverage. Environmental Monitoring and Assessment, 174, 1-4: 91-106. doi: 10.1007/s10661-010-1757-0
Samaritani, E.; Shrestha, J.; Fournier, B.; Frossard, E.; Gillet, F.; Guenat, C.; Niklaus, P.A.; Pasquale, N.; Tockner, K.; Mitchell, E.A.D.; Luster, J., 2011: Heterogeneity of soil carbon pools and fluxes in a channelized and a restored floodplain section (Thur River, Switzerland). Hydrology and Earth System Sciences, 15, 6: 1757-1769. doi: 10.5194/hess-15-1757-2011
Linde, N.; Doetsch, J.; Jougnot, D.; Genoni, O.; Dürst, Y.; Minsley, B.J.; Vogt, T.; Pasquale, N.; Luster, J., 2011: Self-potential investigations of a gravel bar in a restored river corridor. Hydrology and Earth System Sciences, 15, 3: 729-742. doi: 10.5194/hess-15-729-2011
Turowski, J.M.; Yager, E.M.; Badoux, A.; Rickenmann, D.; Molnar, P., 2009: The impact of exceptional events on erosion, bedload transport and channel stability in a step-pool channel. Earth Surface Processes and Landforms, 34, 12: 1661-1673. doi: 10.1002/esp.1855
Hilker, N.; Badoux, A.; Hegg, C., 2009: The Swiss flood and landslide damage database 1972-2007. Natural Hazards and Earth System Science, 9, 3: 913-925. doi: 10.5194/nhess-9-913-2009
Hegg, C.; McArdell, B.W.; Badoux, A., 2006: One hundred years of mountain hydrology in Switzerland by the WSL. Hydrological Processes, 20, 2: 371-376. doi: 10.1002/hyp.6055
Badoux, A.; Witzig, J.; Germann, P.F.; Kienholz, H.; Lüscher, P.; Weingartner, R.; Hegg, C., 2006: Investigations on the runoff generation at the profile and plot scales, Swiss Emmental. Hydrological Processes, 20, 2: 377-394. doi: 10.1002/hyp.6056
Badoux, A.; Jeisy, M.; Kienholz, H.; Lüscher, P.; Weingartner, R.; Witzig, J.; Hegg, C., 2006: Influence of storm damage on the runoff generation in two sub-catchments of the Sperbelgraben, Swiss Emmental. European Journal of Forest Research, 125, 1: 27-41. doi: 10.1007/s10342-005-0102-6
Gurtz, J.; Zappa, M.; Jasper, K.; Lang, H.; Verbunt, M.; Badoux, A.; Vitvar, T., 2003: A comparative study in modelling runoff and its components in two mountainous catchments. Hydrological Processes, 17, 2: 297-311. doi: 10.1002/hyp.1125
Alle anzeigen
Schwerpunkt aus dem WSL-Magazin Diagonal, 1/14: Wirkungsvolle Prävention setzt Wissen voraus. Wie geht die Forschung mit den komplexen Herausforderungen im Risikomanagement um?
Services und Produkte
Naturgefahrenportal
Verantwortliche Person:
Thomas Stucki
Unwetterschadens-Datenbank
Verantwortliche Person:
Käthi Liechti
Vorlesung: Wildbach- und Hangverbau
Veranstalter:
ETH Zürich
Verantwortliche Person:
Dieter Rickenmann
WSL-Datenbank: Todesfälle durch Naturgefahrenprozesse
Verantwortliche Person:
Norina Andres