Starkregenereignisse führen zu massiven Schäden – Lösungen für Anpassungsstrategien aus der Forschung

Für Deutschland sind aufgrund der hierzulande vorherrschenden klimatischen Verhältnisse Starkregenereignisse in den Sommermonaten zwar typisch, aber die Starkregenereignisse von 2021 haben gezeigt, welche Gefahren dadurch für Mensch und Infrastruktur bestehen und welche massiven Schäden diese Extremwetterereignisse anrichten können. Ganz besonders gilt dies für stark versiegelte Ortschaften und Städte sowie die Mittelgebirgsregionen und den Alpenraum.

Aktuelle Klimamodellierungen zeigen, dass in Zukunft immer häufiger mit diesen Extremwetterereignissen zu rechnen ist. Bedingt durch den Klimawandel wird auch deren Intensität weiter zunehmen. Das heißt in kürzester Zeit werden immer größere Wassermengen über unseren Städten und Regionen abregnen. Besonders problematisch dabei ist, dass Starkregen meist lokal und punktuell auftritt und eine ortsgenaue Vorhersage oftmals schwierig ist.

Eine Herausforderung der kommenden Jahre wird es sein, unsere Städte und Regionen auf die durch Starkregen verursachten Überschwemmungen und Sturzfluten vorzubereiten. Die durch das BMBF geförderte Forschung kann Lösungen zur Anpassung an die Folgen von Starkregenereignissen aufzeigen. In aktuellen Fördermaßnahmen erarbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Wissensgrundlagen für Prävention, Risikomanagement und Zukunftsvorsorge. Sie untersuchen zum Beispiel meteorologische beziehungsweise klimatologische Extremereignisse wie Starkregenereignisse (Fördermaßnahme ClimXtreme), beschäftigen sich mit der Bereitstellung von notwendigen Klima- und Umweltinformationen für Städte und Regionen (Fördermaßnahme RegIKlim), entwickeln neue Ansätze zum Management von Starkregen und Überflutungen (Fördermaßnahme WaX), erforschen die Auswirkungen von Starkregen- und Hochwasserereignissen auf den Bevölkerungs- und Katastrophenschutz und auf die Funktionalität kritischer Infrastrukturen (Fördermaßnahmen innerhalb des Rahmenprogramms „Forschung für die zivile Sicherheit") und erarbeiten praxisnahe Anpassungsmaßnahmen in Zusammenarbeit mit lokalen Akteuren (Fördermaßnahme Klimaresilienz). Dies gilt in besonderer Weise für das Forschungsvorhaben KAHR, in dem die von der Flutkatastrophe in Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen betroffenen Regionen mit wissenschaftlicher Expertise beim Wiederaufbau dabei unterstützt werden, zukunftssichere, resiliente und klimafeste Strukturen zu gestalten. Das BMBF übernimmt dabei auch international Verantwortung. Teils werden die lokalen Lösungsstrategien gemeinsam mit internationalen Partnern erzielt (Fördermaßnahmen CLIENT II, Nachhaltige Entwicklung Urbaner Regionen und IKARIM).

In den Forschungsprojekten werden beispielsweise naturbasierte Lösungen für eine schnellere Entwässerung nach Überschwemmungen entwickelt, technische Einrichtungen für den Schutz vor Überflutung weiterentwickelt, Verwaltungs- und Kommunikationsstrukturen zum Krisen- und Katastrophenmanagement verbessert, Ideen wie Inland-Hubs für störungsfreie Lieferketten in der maritimen Logistik vorangebracht und Instrumente für die Integration der Starkregenvorsorge in die Stadtentwicklung entwickelt und erprobt.

Die Forschungsergebnisse stehen Kommunalverwaltungen, Stadtplanern, Entscheidungsträgern sowie Unternehmen und Bürgerinnen und Bürgern zur Verfügung, sodass sie von ihnen aufgegriffen und umgesetzt werden können.

Forschungsprojekte, die Grundlagen und Lösungen zum Umgang und zur Anpassung an Starkregenereignisse entwickeln:

Nationale Beispiele

• RESI-extrem: Resilienzstrategien für Städte im Umgang mit räumlich auftretenden Starkregenereignissen
• BREsilient: Sensibilisierung betroffener Bürgerinnen und Bürger sowie Firmen zu Hochwasser- und Starkregenereignisse und Simulation eines Entscheidungs-Unterstützungssystems für Unternehmen
• ExTrass: Klimaangepasste Quartiersentwicklung und kommunale Risikokommunikation in Mittel- und Großstädten
• R2K-Klim+: Strategisches Entscheidungsunterstützungstool zur Anpassung an den Klimawandel
• iSAP: Stadt-regionales Online-Informations- und Beratungstool zur Klimaanpassung
• KlimaKonform: integrativer und handlungsorientierter Ansatz zur Ermittlung und Bewertung der Kapazitäten zur Anpassung an den Klimawandel für Mittelgebirgsregionen
• WAKOS: Zielgruppenrelevantes Klimainformationssystem für eine kombinierte Betrachtung des Küstenschutzes und der Binnenentwässerung
• KARE: planungsrelevante Instrumente im Umgang mit Starkniederschlags- und folgenden Hochwasser- bzw. Schneelastereignissen
• ClimXtreme: Wissen über das Auftreten von extremen Wetter- und Klimaereignissen wie Starkregen als Grundlage für Anpassungsmaßnahmen
• KAHR: Wissenschaftliche Begleitung der Wiederaufbauprozesse nach der Flutkatastrophe 2021
• HoWas2021: Governance und Kommunikation im Krisenfall des Hochwasserereignisses im Juli 2021 (abgeschlossen)
• KIWA: Künstliche Intelligenz für die Hochwasserwarnung (abgeschlossen)
• KIWaSuS: KI-basiertes Warnsystem für Starkregen und urbane Sturzfluten
• utz-mks: Versuchsanlagen zur Entwicklung, Optimierung und Erprobung mobiler Schutzwände für den Hochwasser- und Katastrophenschutz (abgeschlossen)
• InSchuKa4.0: KI-basierte Kanalnetzbewirtschaftung zur flexiblen und effizienten Nutzung des Speichervolumens in urbanen Wasserinfrastrukturen
• AMAREX: Anpassungsmaßnahmen der urbanen Regenwasserbewirtschaftung an Extremereignisse durch zusätzliche Speicherräume
• AVOSS: Vorhersage von Starkregen und davon ausgehenden Sturzflutgefahren sowie potentiell resultierenden Schäden
• FloReST: Entwicklung von Hochwasservorsorgemaßnahmen im urbanen Raum durch Ausweisung von Notabflusswegen
• Inno_MAUS: Innovative Instrumente für Frühwarnung, Vorsorge und Planung zum Management urbaner Starkregenrisiken
• HoWa-PRO: Innovative Methoden der Niederschlagsmessung und -vorhersage im Einsatz für die Hochwasserfrühwarnung in kleinen Einzugsgebieten
• BlueGreenStreets 2.0: Lösungsansätze für eine klimaangepasste und multifunktionale Straßenraumgestaltung
• Leipziger BlauGrün II: Blau-grüne Quartiersentwicklung am Beispiel der Stadt Leipzig
• NEILA: Nachhaltige Entwicklung durch Interkommunales Landmanagement in der Region Bonn/Rhein-Sieg/Ahrweiler

Internationale Beispiele

• CapTain Rain: Wassersammlung und -ableitung bei Starkregenereignissen in Jordanien
• DECIDER: Entwicklung, Evaluierung und Governance von Strategien zur Minderung des Hochwasserrisikos in sich wandelnden Stadt-Land Systemen
• CLIMAFRI: klimasensitive Anpassungsstrategien zur Reduktion des Hochwasserrisikos im Einzugsgebiet des grenzüberschreitenden Unteren Mono Flusses
• FloodAdaptVN: Analyse räumlicher Dynamiken aktueller und zukünftiger Hochwasserrisiken in Zentralvietnam für ein nachhaltiges Hochwasserrisikomanagement in der Stadtplanung
• MYrisk: Management multipler Risiken bei Extremereignissen in schnell wachsenden (Mega)Städten Myanmars.