Hochwasserrisiken: Grenzen und Möglichkeiten der Risikoabschätzung ; mit 33 Tabellen
Die Hochwasserereignisse der letzten Jahre in Deutschland und anderen Ländern haben Defizite im Umgang mit Hochwasserrisiken aufgezeigt. Die heute im Hochwasserschutz angewandten Sicherheitskonzepte basieren nicht auf einer umfassenden Systematik, die es erlaubt, (a) das Hochwasserrisiko durch eine...
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Schweizerbart
2006
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Zusammenfassung: | Die Hochwasserereignisse der letzten Jahre in Deutschland und anderen Ländern haben Defizite im Umgang mit Hochwasserrisiken aufgezeigt. Die heute im Hochwasserschutz angewandten Sicherheitskonzepte basieren nicht auf einer umfassenden Systematik, die es erlaubt, (a) das Hochwasserrisiko durch eine optimale Auswahl von Schutzmagnahmen auf ein akzeptables Maß zu reduzieren, und (b) durch Verdeutlichung des Restrisikos den Umgang mit Situationen, in denen Schutzsysteme überlastet sind, bestmöglich vorzubereiten. Grundlage einer solchen Systematik sind Risikoanalysen. Je komplexer ein System ist und je weniger Beobachtungsdaten über das System vorliegen, desto notwendiger sind Risikoanalysen. Entscheidungen im Hochwasserschutz beziehen sich auf komplexe Systeme und auf Ereignisse, für die nicht ausreichend Daten zur Verfügung stehen. Solche Systeme lassen sich in ihrer vollen Komplexität letztlich nur über systematische Risikoanalysen erschließen. Bisherige Hochwasserrisikoanalysen haben wesentliche Schwachstellen. Dieses Buch bewertet die bisher vorliegenden Konzepte und Methoden und zeigt Möglichkeiten zur Weiterentwicklung von Risikoabschätzungen im Hochwasserschutz auf. Risikoanalysen eröffnen gerade im Hochwasserschutz die Möglichkeit, zu besseren Entscheidungen zu gelangen und somit die voraussichtlich eintretenden Schäden zu verringern. |
| Beschreibung: | X, 334 S. Ill., graph. Darst., Kt. |
| ISBN: | 3510652207 |
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|---|---|
| adam_text | Titel: Hochwasserrisiken
Autor: Merz, Bruno
Jahr: 2006
Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung viii
1 Einführung 1
1.1 Bedeutung von Risikoanalysen..................... 1
1.2 Ziele und Vorgehensweise ....................... 5
2 Sicherheit und Risiko: Begriffe und Konzepte 7
2.1 Begriffe................................. 7
2.2 Management von öffentlichen Risiken................. 16
2.2.1 Risikomanagement als Sicherheitsstrategie .......... 16
2.2.2 Optimale Reduzierung des Risikos .............. 18
2.2.3 Bestmögliche Beherrschung des Restrisikos ......... 21
2.2.4 Schutzziele für öffentliche Risiken .............. 22
2.3 Grundsätzliches zu Risikoanalysen .................. 26
2.3.1 Zur historischen Entwicklung von naturwissenschaftlich-
technischen Risikoanalysen .................. 26
2.3.2 Vorgehen bei Risikoanalysen ................. 28
3 Methoden zur Abschätzung von Risiken 31
3.1 Gefahrenanalyse und Szenariobildung................. 31
3.2 Eintrittswahrscheinlichkeit von Schadenszenarien........... 33
3.2.1 Hinweise zur Ableitung von Eintrittswahrscheinlichkeiten . . 33
3.2.2 Historische Ereignisse und Beobachtungsdaten........ 35
3.2.3 Modellierung von Schadenszenarien ............. 36
3.2.4 Expertenmeinung ....................... 42
3.3 Darstellung von Risikoaussagen .................... 44
3.3.1 Risikoindikatoren ....................... 44
iv ___________________ INHALTSVERZEICHNIS
3.3.2 Risikokurven.......................... 45
3.4 Risikoanalysen und Unsicherheiten .................. 48
3.4.1 Bedeutung von Unsicherheitsbetrachtungen.......... 49
3.4.2 Quellen von Unsicherheit ................... 51
3.4.3 Natürliche Variabilität und Unwissenheit........... 56
3.4.4 Unsicherheitsanalyse...................... 59
3.5 Validierung von Risikoanalysen .................... 64
3.5.1 Indikatoren zur Modellvalidierung............... 65
3.5.2 Datenverfügbarkeit und Extrapolation............. 67
4 Grundlegende Aspekte des Hochwasserrisikos 73
4.1 Gefahrdung, Vulnerabilität und Risiko................. 73
4.2 Raumskalen............................... 76
4.3 Datengüte, Instationarität und Extrapolation.............. 77
4.3.1 Beobachtungsdaten für Hochwasserrisikoanalysen...... 77
4.3.2 Instationarität ......................... 78
4.3.3 Extrapolation.......................... 80
4.4 Risikomanagement als Kreislauf.................... 81
5 Hochwasserbemessung und Risikoanalysen 85
5.1 Bemessungshochwasser ........................ 85
5.2 Traditionelle Bemessungsverfahren................... 86
5.2.1 Empirische Bemessung .................... 86
5.2.2 Bemessung nach Grenzwerten des Abflusses......... 88
5.2.3 Bemessung nach Jährlichkeiten ................ 92
5.2.4 Bewertung der traditionellen Bemessungskonzepte...... 96
5.3 Bemessung nach Versagenswahrscheinlichkeiten ........... 99
5.4 Risiko-orientierte Bemessung ..................... ?0
3.5 Anwendung der Bemessungskonzepte................. 102
5.5.1 Bemessungspraxis in Deutschland............... 102
5.5.2 Bemessungspraxis im Ausland................. 104
6 Gefahrenanalyse und Szenariobildung 107
6.1 Über die Vielfalt möglicher Schadenszenarien............. l07
6.2 Szenariobildung im Hochwasserschutz ........... ?3
INHALTSVERZEICHNIS
6.3 Identifizierung repräsentativer Szenarien ............... 119
6.3.1 Sicherheitswissenschaftliche Methoden zur Szenariobildung . 119
6.3.2 Szenariobildung auf Basis von Expertenmeinung....... 121
6.4 Wieviele Szenarien reichen aus?.................... 123
7 Wahrscheinlichkeit von Schadenszenarien 127
7.1 Versagen von Hochwasserschutzsystemen............... 127
7.1.1 Flussdeiche........................... 127
7.1.2 Hydrologisches Versagen von Talsperren........... 136
7.1.3 Wie vertrauenswürdig sind Versagenswahrscheinlichkeiten für
Hochwasserschutzsysteme? .................. 139
7.2 Schadenszenarien in Flusseinzugsgebieten............... 141
7.2.1 Hochwasser als Überlagerung von Zufallsprozessen ..... 141
7.2.2 Systematisierung der Ansätze zur Abschätzung von Wahr-
scheinlichkeiten ......................... 143
7.2.3 Hochwasserhäufigkeitsanalyse ................ 145
7.2.4 Traditionelle ereignisbasierte Simulation - Bemessungsregen-
methode ............................ 153
7.2.5 Abgeleitete Hochwasserhäufigkeitsverteilung......... 155
7.2.6 Zeitkontinuierliche Simulationsansätze ............ 161
7.2.7 Wie sicher sind Wahrscheinlichkeitsaussagen über extreme
Abflüsse?............................ 162
7.2.8 Gefährdungsanalyse in Einzugsgebieten - Eine Bewertung . . 175
Farbabbildungen 177
8 Hochwasserschäden 189
8.1 Grundsätzliches zur Schadenabschätzung ............... 189
8.1.1 Schadenkategorien und Betrachtungsmaßstäbe........ 189
8.1.2 Exposition und Anfälligkeit.................. 192
8.1.3 Datenerhebung und Schadendaten............... 195
8.1.4 Natürliche Variabilität und Vulnerabilität ........... 197
8.2 Personenschäden............................ 201
8.2.1 Wer ist betroffen? ....................... 201
8.2.2 Physische Auswirkungen ................... 203
8.2.3 Psychische Auswirkungen................... 214
vi INHALTSVERZEICHNIS
8.3 Direkte ökonomische Schäden..................... 217
8.3.1 Was ist betroffen? ....................... 217
8.3.2 Anfälligkeitsfunktionen .................... 223
8.3.3 Schadenfunktionen....................... 225
8.3.4 Zuverlässigkeit von Schadenaussagen............. 230
8.3.5 Was determiniert die Höhe von Hochwasserschäden?..... 235
8.4 Indirekte ökonomische Schäden .................... 252
8.5 Wie gut sind Schadenabschätzungen? ................. 256
9 Aussagen zum Hochwasserrisiko 259
9.1 Einige illustrative Beispiele....................... 259
9.2 Räumliche Darstellung des Hochwasserrisikos ............ 263
9.3 Risiko-orientierte Hochwasserbemessung............... 268
9.4 Güte und Validierung von Risikoaussagen............... 271
10 Risikobewertung 281
10.1 Risiko als mehrdimensionales Phänomen ............... 281
10.2 Risikoaversion als Element der Risikobewertung ........... 282
10.3 Öffentliche Wahrnehmung und Risikomanagement.......... 285
11 Synthese und Empfehlungen 289
11.1 Grenzen und Möglichkeiten von Risikoanalysen............ 289
11.2 Auf dem Weg zur Risikokultur..................... 295
Literatur 297
Symbole und Abkürzungen 331
lndex 333
|
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Titel: Hochwasserrisiken
Autor: Merz, Bruno
Jahr: 2006
Inhaltsverzeichnis
Zusammenfassung viii
1 Einführung 1
1.1 Bedeutung von Risikoanalysen. 1
1.2 Ziele und Vorgehensweise . 5
2 Sicherheit und Risiko: Begriffe und Konzepte 7
2.1 Begriffe. 7
2.2 Management von öffentlichen Risiken. 16
2.2.1 Risikomanagement als Sicherheitsstrategie . 16
2.2.2 Optimale Reduzierung des Risikos . 18
2.2.3 Bestmögliche Beherrschung des Restrisikos . 21
2.2.4 Schutzziele für öffentliche Risiken . 22
2.3 Grundsätzliches zu Risikoanalysen . 26
2.3.1 Zur historischen Entwicklung von naturwissenschaftlich-
technischen Risikoanalysen . 26
2.3.2 Vorgehen bei Risikoanalysen . 28
3 Methoden zur Abschätzung von Risiken 31
3.1 Gefahrenanalyse und Szenariobildung. 31
3.2 Eintrittswahrscheinlichkeit von Schadenszenarien. 33
3.2.1 Hinweise zur Ableitung von Eintrittswahrscheinlichkeiten . . 33
3.2.2 Historische Ereignisse und Beobachtungsdaten. 35
3.2.3 Modellierung von Schadenszenarien . 36
3.2.4 Expertenmeinung . 42
3.3 Darstellung von Risikoaussagen . 44
3.3.1 Risikoindikatoren . 44
iv _ INHALTSVERZEICHNIS
3.3.2 Risikokurven. 45
3.4 Risikoanalysen und Unsicherheiten . 48
3.4.1 Bedeutung von Unsicherheitsbetrachtungen. 49
3.4.2 Quellen von Unsicherheit . 51
3.4.3 Natürliche Variabilität und Unwissenheit. 56
3.4.4 Unsicherheitsanalyse. 59
3.5 Validierung von Risikoanalysen . 64
3.5.1 Indikatoren zur Modellvalidierung. 65
3.5.2 Datenverfügbarkeit und Extrapolation. 67
4 Grundlegende Aspekte des Hochwasserrisikos 73
4.1 Gefahrdung, Vulnerabilität und Risiko. 73
4.2 Raumskalen. 76
4.3 Datengüte, Instationarität und Extrapolation. 77
4.3.1 Beobachtungsdaten für Hochwasserrisikoanalysen. 77
4.3.2 Instationarität . 78
4.3.3 Extrapolation. 80
4.4 Risikomanagement als Kreislauf. 81
5 Hochwasserbemessung und Risikoanalysen 85
5.1 Bemessungshochwasser . 85
5.2 Traditionelle Bemessungsverfahren. 86
5.2.1 Empirische Bemessung . 86
5.2.2 Bemessung nach Grenzwerten des Abflusses. 88
5.2.3 Bemessung nach Jährlichkeiten . 92
5.2.4 Bewertung der traditionellen Bemessungskonzepte. 96
5.3 Bemessung nach Versagenswahrscheinlichkeiten . 99
5.4 Risiko-orientierte Bemessung . ?0
3.5 Anwendung der Bemessungskonzepte. 102
5.5.1 Bemessungspraxis in Deutschland. 102
5.5.2 Bemessungspraxis im Ausland. 104
6 Gefahrenanalyse und Szenariobildung 107
6.1 Über die Vielfalt möglicher Schadenszenarien. l07
6.2 Szenariobildung im Hochwasserschutz . ?3
INHALTSVERZEICHNIS
6.3 Identifizierung repräsentativer Szenarien . 119
6.3.1 Sicherheitswissenschaftliche Methoden zur Szenariobildung . 119
6.3.2 Szenariobildung auf Basis von Expertenmeinung. 121
6.4 Wieviele Szenarien reichen aus?. 123
7 Wahrscheinlichkeit von Schadenszenarien 127
7.1 Versagen von Hochwasserschutzsystemen. 127
7.1.1 Flussdeiche. 127
7.1.2 Hydrologisches Versagen von Talsperren. 136
7.1.3 Wie vertrauenswürdig sind Versagenswahrscheinlichkeiten für
Hochwasserschutzsysteme? . 139
7.2 Schadenszenarien in Flusseinzugsgebieten. 141
7.2.1 Hochwasser als Überlagerung von Zufallsprozessen . 141
7.2.2 Systematisierung der Ansätze zur Abschätzung von Wahr-
scheinlichkeiten . 143
7.2.3 Hochwasserhäufigkeitsanalyse . 145
7.2.4 Traditionelle ereignisbasierte Simulation - Bemessungsregen-
methode . 153
7.2.5 Abgeleitete Hochwasserhäufigkeitsverteilung. 155
7.2.6 Zeitkontinuierliche Simulationsansätze . 161
7.2.7 Wie sicher sind Wahrscheinlichkeitsaussagen über extreme
Abflüsse?. 162
7.2.8 Gefährdungsanalyse in Einzugsgebieten - Eine Bewertung . . 175
Farbabbildungen 177
8 Hochwasserschäden 189
8.1 Grundsätzliches zur Schadenabschätzung . 189
8.1.1 Schadenkategorien und Betrachtungsmaßstäbe. 189
8.1.2 Exposition und Anfälligkeit. 192
8.1.3 Datenerhebung und Schadendaten. 195
8.1.4 Natürliche Variabilität und Vulnerabilität . 197
8.2 Personenschäden. 201
8.2.1 Wer ist betroffen? . 201
8.2.2 Physische Auswirkungen . 203
8.2.3 Psychische Auswirkungen. 214
vi INHALTSVERZEICHNIS
8.3 Direkte ökonomische Schäden. 217
8.3.1 Was ist betroffen? . 217
8.3.2 Anfälligkeitsfunktionen . 223
8.3.3 Schadenfunktionen. 225
8.3.4 Zuverlässigkeit von Schadenaussagen. 230
8.3.5 Was determiniert die Höhe von Hochwasserschäden?. 235
8.4 Indirekte ökonomische Schäden . 252
8.5 Wie gut sind Schadenabschätzungen? . 256
9 Aussagen zum Hochwasserrisiko 259
9.1 Einige illustrative Beispiele. 259
9.2 Räumliche Darstellung des Hochwasserrisikos . 263
9.3 Risiko-orientierte Hochwasserbemessung. 268
9.4 Güte und Validierung von Risikoaussagen. 271
10 Risikobewertung 281
10.1 Risiko als mehrdimensionales Phänomen . 281
10.2 Risikoaversion als Element der Risikobewertung . 282
10.3 Öffentliche Wahrnehmung und Risikomanagement. 285
11 Synthese und Empfehlungen 289
11.1 Grenzen und Möglichkeiten von Risikoanalysen. 289
11.2 Auf dem Weg zur Risikokultur. 295
Literatur 297
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Die heute im Hochwasserschutz angewandten Sicherheitskonzepte basieren nicht auf einer umfassenden Systematik, die es erlaubt, (a) das Hochwasserrisiko durch eine optimale Auswahl von Schutzmagnahmen auf ein akzeptables Maß zu reduzieren, und (b) durch Verdeutlichung des Restrisikos den Umgang mit Situationen, in denen Schutzsysteme überlastet sind, bestmöglich vorzubereiten. Grundlage einer solchen Systematik sind Risikoanalysen. Je komplexer ein System ist und je weniger Beobachtungsdaten über das System vorliegen, desto notwendiger sind Risikoanalysen. Entscheidungen im Hochwasserschutz beziehen sich auf komplexe Systeme und auf Ereignisse, für die nicht ausreichend Daten zur Verfügung stehen. Solche Systeme lassen sich in ihrer vollen Komplexität letztlich nur über systematische Risikoanalysen erschließen. Bisherige Hochwasserrisikoanalysen haben wesentliche Schwachstellen. Dieses Buch bewertet die bisher vorliegenden Konzepte und Methoden und zeigt Möglichkeiten zur Weiterentwicklung von Risikoabschätzungen im Hochwasserschutz auf. 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