Niederschlagsanalyse

Niederschlagsanalyse Kanton St. Gallen

Eine wesentliche Grösse zur Bestimmung der Gefährdung durch Hochwasserprozesse sind die Abflüsse und deren Eintretenswahrscheinlichkeiten. Dabei spielen die Niederschlags-Abflussmodelle eine tragende Rolle. Bei diesen Methoden sind die Niederschläge in Abhängigkeit der Jährlichkeit und der räumlichen Verteilung eine wesentliche Grösse.

Bis 2008 standen lediglich die Arbeiten der WSL (ehemals EAFV) zur Verfügung. Die dafür verwendeten Messdaten stammen überwiegend aus dem Zeitraum von 1901 bis 1970. Es fehlten damit die letzten ca. 38 Jahre der grundsätzlich vorhandenen Niederschlagsmessungen. Die zur Hauptsache bisher berücksichtigten Niederschlagsdaten stammen aus einer Periode, welche atypisch wenig grosse Hochwasser aufweist [3].

Ab 2009 werteten die Ingenieure Bart AG die Stationen des Kantons und der in- und ausländischen Nachbargebiete bis inkl. 2008 neu aus. Bezüglich der Methoden und der Details zu den Ergebnissen wird auf die Projektunterlagen verwiesen [6].

Die Veränderungen gegenüber den bestehenden Daten waren beträchtlich, aber uneinheitlich. Es waren sowohl Reduktionen als auch Zunahmen der Starkniederschläge zu verzeichnen. In der nachstehenden Tabelle ist dies anhand der 100-jährlichen Stundenniederschläge dargestellt.

   

100 Jahre, 1h, ≥ 100 Messwerte 

Insgesamt überwiegt eine leichte bis deutliche Abnahme der Starkniederschläge. Diese Gebiete decken sich sehr gut mit jenen Flächen, in welchen nach der Auswertung der WSL [1] die 2. Extremalverteilung massgebend war. Vergleicht man in den Stationsauswertungen die Niederschlagswerte derselben Verteilung untereinander ist trotzdem fast durchwegs eine Zunahme der Niederschläge festzustellen. Insofern stellt der Vergleich vor allem den Unterschied der Charakteristik von 1. und 2. Extremalverteilung dar und damit auch jener Werte, welche früher und heute zur Verwendung empfohlen werden.       

   
    Die Darstellung der Ergebnisse lehnt sich an das Vorbild der WSL [1] an. In den Frequenzanalysen ist die Datenherkunft ersichtlich. Es wurden immer die 1. und die 2. Extremalverteilung gerechnet, um die Veränderungen nachvollziehbar zu gestalten. 
   

 
     

  Bei jeder Station wurde auch die Veränderung gegenüber den ursprünglichen Werten grafisch dargestellt.
     


Die wichtigsten Ergebnisse für die praktische Anwendung stellen die über die gesamte Fläche im Hektarraster interpolierten Niederschlagswerte dar. Es wurde ein Spline Verfahren angewandt, welches bessere Ergebnisse lieferte als das Kriging Verfahren und den Vorteil aufweist, dass die Werte an den Stationsstandorten erhalten bleiben. Zur Visualisierung der Ergebnisse wurden auch Karten erstellt.
     

 

 

Literatur und Unterlagen

 

  1. Starkniederschläge des schweizerischen Alpen- und Alpenrandgebietes, EAFV, H. Geiger, J. Zeller, G. Röthlisberger, Bände 1 bis 9, 1970 bis 1992
  2. Hydrologischer Atlas der Schweiz, HADES, M. Spreafico, R. Weingartner, Ordner 1, 1992 bis 2001
  3. Ereignisanalyse Hochwasser 2005, BAFU, WSL, 2008
  4. Niederschlag – Starkregenauswertung nach Wiederkehrzeit und Dauer, Niederschlagsmessungen, Auswertung, ATV-Regelwerk 2/2001, ATV-A 121
  5. Statistische Analyse von Hochwasserabflüssen, DVWK, Merkblätter 251/1999
  6. Niederschlagsanalyse, Teilbericht der Naturgefahrenanalyse, Ingenieure Bart AG, 2010, Auftraggeber Kanton St.Gallen