Hochwasser verstehen und vorhersagen
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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.
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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
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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
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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
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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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Schwerpunkt aus dem WSL-Magazin Diagonal, 1/14: Wirkungsvolle Prävention setzt Wissen voraus. Wie geht die Forschung mit den komplexen Herausforderungen im Risikomanagement um?
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Verantwortliche Person:
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Unwetterschadens-Datenbank
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Vorlesung: Wildbach- und Hangverbau
Veranstalter:
ETH Zürich
Verantwortliche Person:
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WSL-Datenbank: Todesfälle durch Naturgefahrenprozesse
Verantwortliche Person:
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