Flood risk analysis : residual risks and uncertainties in an Austrian context

Da die Belastbarkeit von technischen Hochwasserschutzmaßnahmen begrenzt ist, besteht für sensible Nutzungen in geschützten Gebieten ein, von Überflutungen ausgehendes Restrisiko. Die Arbeit zeigt anhand zweier Fallstudien, wie Überlastungsfälle in Form von Szenarien formuliert, und wie deren Folgen beurteilt werden können. Die Fallstudien betrachten eine ländliche Kleinstadt und ein urbanes Ballungszentrum. Die erste Fallstudie untersuchte jene Bereiche um die Stadt Gleisdorf, die durch Hochwässer der Raab betroffen sein können. Die Analyse basierte auf Niederschlag-Abfluss-Szenarien, der zweidimensionalen Überflutungsberechnung und anderen hydraulischen Beurteilungsmethoden, sowie der Abschätzung von monetären Hochwasserschäden. Für das größte modellierte Szenario ergab die Berechnung eine Schadenssumme in zweistelliger Euro-Millionenhöhe. Durch die geringe Wahrscheinlichkeit solcher Ereignisse lagen die mittleren jährlichen Schadenskosten im Bereich eines Tausendstels der größten errechneten Verluste. Die zweite Fallstudie widmete sich dem Überflutungsrisiko eines U-Bahn Abschnittes entlang des Wienflusses im dicht verbauten Wiener Stadtgebiet, wobei sowohl die hydrologisch-hydraulische Belastung, als auch die Hochwasser-Abfuhrkapazität mittels wahrscheinlichkeitsverteilter Größen modelliert wurden. Die Schwankungsbreite der Hochwasser-Häufigkeit lag dabei wesentlich über jener der Abflusskapazität des Flusslaufes. Die größten Unsicherheiten brachte jedoch die Schadensschätzung mit sich. Die Berechnungen zeigten, dass die neulich abgeschlossene Adaptierung der Hochwasser-Rückhalteanlagen die Versagenswahrscheinlichkeit etwa um die Hälfte reduzierte. Letztlich stellten sich die mobilen Sperren im U-Bahn System als wesentlich für die Verhinderung großer Schäden heraus. Aus der Erarbeitung der Methode und den Erkenntnissen beider Fallstudien wurden abschließend Anregungen zur Analyse des Hochwasserrisikos und im Besonderen des Restrisikos abgeleitet.Since technical flood protection systems are limited in their resistance, the sensible values in protected areas are exposed to a residual flood risk. This dissertation aimed to demonstrate by means of two case studies how such flood events can be evaluated by scenarios and how the consequences can be analysed. The first case study focused on the former floodplain of the Raab River in the Gleisdorf region, located in the Austrian province of Styria. The analysis based on a set of rainfall-runoff scenarios, on two dimensional inundation flow-simulations and other hydraulic models, and on the estimation of monetary flood losses. At the largest of the computed flood scenarios the damage costs to buildings ranged up to several tens of Million Euros. But since such extreme scenarios were assigned with a low probability, the expected annual losses were estimated in the magnitude of 0.1 percent of the maximum losses. The second case study analysed the flash flood risk to a particular open subway stretch at the Wien River bank, located in the City of Vienna. Here, the hydrologic and hydraulic loads as well as the system resistance were modelled as stochastic parameters. The statistical spread in the peak flow frequency was considerably exceeding the variability in the channel flow processes. But the largest data scattering was associated with the loss estimation. The computations showed that the recently completed upgrades of the flood retention schemes reduced the probability of failure by a factor of approximately two. In the current system, the probability of failure was about 0.1 percent per year. Finally, the mobile flood barriers appeared most important for preventing large financial losses as their reliability significantly reduced the expected annual damage costs. Finally, suggestions on the future analysis of flood risks and residual risks were derived from the elaboration of the methodology and the findings of the case studies.Rudolf FaberAbweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des VerfassersZsfassung in dt. SpracheWien, Univ. für Bodenkultur, Diss., 2006OeBB(VLID)191807