Hochwasserrisikoveränderung im Elbeeinzugsgebiet · A1B storyline, daily meteorological data 2001-2100) Continuous set of daily meteorological data from 1951 to 2100 Hydrology ¾Daily

KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg undnationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft

CENTER FOR DISASTER MANAGEMENT AND RISK REDUCTION TECHNOLOGY

Helmholtz-Zentrum PotsdamGFZ Deutsches GeoForschungsZentrum

Hochwasserrisikoveränderung im ElbeeinzugsgebietWeiterentwicklung des Projekts Hochwassergefahr durch Klimawandel

2 17.01.2011 www.cedim.de

Teilprojekte

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Veränderung des Hochwasserrisikos im Elbeeinzugsgebiet (2011)Andreas Gericke, Peter Berg, Gerd Schädler, Yeshewatesfa Hundecha, Daniela Brucher, Ralf Seppelt (UFZ), Heidi Kreibich, Bruno Merz

Risiko- und Sensitivitätsanalyse an der Mulde (2010)Florian Elmer, Jana Hoymann (TU Berlin), Janek Zimmer, Doris Düthmann, Sergiy Vorogushyn, Heidi Kreibich, Bruno Merz

3 17.01.2011 www.cedim.de

Risiko- und Sensitivitätsanalyse an der Mulde

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Fragestellung:Wie und in welchem Ausmaß ändert sich das Hochwasserrisiko an der Vereinigten Mulde zwischen 1990 und 2020?Wie groß ist der Beitrag der Komponenten Klimawandel, Landnutzungsänderungen und Wertesteigerung an der Risikoänderung?

Testgebiet:Vereinigte Mulde (Länge: 124 km, Fläche: 2054 km²) Städte: Bitterfeld-Wolfen, Dessau-Roßlau, Grimma, Wurzen, Eilenburg; Bevölkerung: ca.1.5 Millionen) Zeitraum: 1990-2020

4 17.01.2011 www.cedim.de

Modellkette

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Regional climate model CLM (A1B storyline)

Daily discharge measurements Inundation

scenarios

Land Use Corine Land Cover

Asset Values(2000 and extrapolations)

Loss modelling

Land Use ScannerLand use projections

SWIM simulations

Disaggregated building values

5 17.01.2011 www.cedim.de

Eingangsdaten Gefährdungsmodellierung

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

ClimateReanalysis data from 1950-2000 (one realisation, ECHAM5)Projection (one realisation ECHAM5, A1B storyline, daily meteorological data 2001-2100)

Continuous set of daily meteorological data from 1951 to 2100

HydrologyDaily discharge series for gauging stations at the Vereinigte Mulde:Golzern (1951-2000)Bad Düben (1961-2000)

SWIM daily discharge projections (one realisation, „A1B-driven“) for the aforementioned gauges

Continuous daily discharge series per gauging station composed of measured and modelled data

Hydraulics7-9 inundation scenarios based on discharges at gauge Golzern for specified recurrence intervals as of 2000 (2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500, 1000)

Set of inundation scenarios for a specified reference year

6 17.01.2011 www.cedim.de

Eingangsdaten Vulnerabilitätsmodellierung

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Land use data

CORINE1990 CORINE2000

Land Use Scanner 2010A10A1+B20B2+

Land Use Scanner 2020A10A1+B20B2+

Building values per communityBuilding values per m² and additional information

about building type (composition of residential building stock) and quality (INFAS, CEDIM)

Specific values 1990 Specific values 2000 Specific values 2010Specific values 2020

Residential building stock composition1990 Residential building stock composition 2000 Residential building stock composition 2010Residential building stock composition 2020

Average building quality 2000 (class affiliation doesn‘t change from 1990 to 2020)

7 17.01.2011 www.cedim.de

Veränderung des Risikos

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

-30-20-10

0102030405060

1990 2000 2010 2020

Verä

nder

ung [

%],

Bezu

gsja

hr 20

00

Jährlicher SchadenerwartungswertAverage of all loss models A10 -Land use scenario B2p - Land use scenario

8 17.01.2011 www.cedim.de

Anteil der Komponenten

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

0

400

800

1200

1600

2000

1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001

Dis

charg

e [

m3/

s]

AMS gauge Golzern(30 years moving window)

Annual Maximum Discharge

Return Period 20

Return Period 100

Klimawandel

9 17.01.2011 www.cedim.de

Anteil der Komponenten

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

0

400

800

1200

1600

2000

1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001

Dis

charg

e [

m3/

s]

AMS gauge Golzern(30 years moving window)

Annual Maximum Discharge

Return Period 20

Return Period 100

Klimawandel

-20

-15

-10

-5

0

5

10

1990 2000 2010 2020chan

ge in

resi

den

tial

lan

d u

se [

%]

Residential land use changefor the Mulde catchment (2000 = 0)

B2+

A10

Corine land cover

Landnutzungs-änderung

10 17.01.2011 www.cedim.de

Anteil der Komponenten

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

0

400

800

1200

1600

2000

1911 1921 1931 1941 1951 1961 1971 1981 1991 2001

Dis

charg

e [

m3/

s]

AMS gauge Golzern(30 years moving window)

Annual Maximum Discharge

Return Period 20

Return Period 100

Klimawandel

-20

-15

-10

-5

0

5

10

1990 2000 2010 2020chan

ge in

resi

den

tial

lan

d u

se [

%]

Residential land use changefor the Mulde catchment (2000 = 0)

B2+

A10

Corine land cover

Landnutzungs-änderung

70

80

90

100

110

120

130

1990 2000 2010/Feb. 2020

Bu

ild

ing

Pri

ce I

nd

ex (

BP

I)

Building price index(2000=100)

off icial statistics

projection

Werte-entwicklung

11 17.01.2011 www.cedim.de

Anteil der Komponenten

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Klimawandel

-20

-10

0

10

20

30

1990 2000 2010 2020

Verä

nder

ung [

%],

Bezu

gsja

hr 20

00

Gefährdungsänderungjährlicher Schadenerwartungswert

12 17.01.2011 www.cedim.de

Anteil der Komponenten

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Klimawandel

-20

-10

0

10

20

30

1990 2000 2010 2020

Verä

nder

ung [

%],

Bezu

gsja

hr 20

00

Gefährdungsänderungjährlicher Schadenerwartungswert

Landnutzungs-änderung

-20

-10

0

10

20

30

1990 2000 2010 2020

Verä

nder

ung [

%],

Bezu

gsja

hr 20

00Landnutzungsänderung

jährlicher Schadenerwartungswert

13 17.01.2011 www.cedim.de

Anteil der Komponenten

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Klimawandel

-20

-10

0

10

20

30

1990 2000 2010 2020

Verä

nder

ung [

%],

Bezu

gsja

hr 20

00

Gefährdungsänderungjährlicher Schadenerwartungswert

Landnutzungs-änderung

-20

-10

0

10

20

30

1990 2000 2010 2020

Verä

nder

ung [

%],

Bezu

gsja

hr 20

00Landnutzungsänderung

jährlicher Schadenerwartungswert

Werte-entwicklung

-20

-10

0

10

20

30

1990 2000 2010 2020

Verä

nder

ung [

%],

Bezu

gsja

hr 20

00

Baupreisänderungjährlicher Schadenerwartungswert

14 17.01.2011 www.cedim.de

Teilprojekt

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Veränderung des Hochwasserrisikos im Elbeeinzugsgebiet (2011)Andreas Gericke, Peter Berg, Gerd Schädler, Yeshewatesfa Hundecha, Daniela Brucher, Ralf Seppelt (UFZ), Heidi Kreibich, Bruno Merz

15 17.01.2011 www.cedim.de

!P

!P

!P

!P

!P

TORGAU

DRESDEN

WITTENBERG

NEU DARCHAU

MAGDEBURG-S

Veränderung des Hochwasserrisikos im Elbeeinzugsgebiet

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Fragestellung:Wie und in welchem Ausmaß ändert sich das Hochwasserrisiko im Elbeeinzugsgebiet (deutscher Teil) zwischen 1990 und 2050?Wie groß ist der Beitrag der Komponenten Klimawandel, Landnutzungsänderungen, Wertesteigerung (und Veränderung der Vorsorge?) an der Risikoänderung?

Testgebiet:Elbe Einzugsgebiet (deutscher Teil), inklusive MuldeeinzugsgebietZeitraum: 1990-2050

16 17.01.2011 www.cedim.de

Komponenten

Heidi Kreibich

CEDIM Workshop, Potsdam

Regionale Klimasimulationen:Aus dem CEDIM Projekt Hochwassergefahr durch Klimawandel

Wie gehen wir mit der Lücke 2001 – 2021 um?

Hydrologische Simulation:SWIM-Modell für ganz Deutschland (Sektion 5.4, GFZ)

Hydraulische Simulation:Neues GFZ-Modell für großräumige Anwendungen ist in Entwicklung (1/2 CEDIM Stelle ab April)

Landnutzungsszenarien bis 2050:Kooperation mit UFZ, Prof. Seppelt

Schadenschätzung (und Vulnerabilitätsveränderung?) FLEMOps für Deutschland (CEDIM Stelle)