Flussüberschwemmungen sind Umweltgefahren, die verheerende Auswirkungen auf Menschenleben, Landwirtschaft und Infrastruktur haben können. Hydrologische Modelle werden verwendet, um Hochwassergefahren abzubilden, um das Risiko besser zu verstehen, Versicherungskosten zu bestimmen und die Landnutzungsplanung zu unterstützen. Neue Forschungsergebnisse, die am Mittwoch auf der GSA Connects 2024 der Geological Society of America Das Treffen lässt darauf schließen, dass diesen Modellen möglicherweise eine Schlüsselvariable fehlt, die zu einer Unterschätzung des Risikos führen könnte.
Die Kanaldurchleitung – oder das Wasservolumen, das ein Flusskanal in seinen Ufern halten kann – wird durch Messen der Tiefe und Breite eines Flusskanals berechnet. Die meisten hydrologischen Modelle gehen davon aus, dass die Kanaldurchleitung konstant ist, aber dies basiert auf periodischen Messungen, die im Abstand von Jahrzehnten durchgeführt werden können.
Die Moderatorin Brooke Santos stellte die Konsistenz der Kanalbeförderung in Frage und arbeitete mit der Yanites‘ Research Group an der Indiana University (IU) zusammen, um die Beziehung zwischen Kanalbeförderung und Hochwassergefahren besser zu verstehen.
Das Team sammelte Luftbilder und verwendete Strukturen aus der Bewegungsphotogrammetrie, um 3D-Rekonstruktionen von Flusslandschaften vor, unmittelbar nach und sechs Jahre nach dem Taifun Morakot, dem tödlichsten Taifun in Taiwan, zu erstellen. Santos maß in jedem Intervall Kanäle und stellte fest, dass sich in den Flüssen unmittelbar nach dem Taifun Sedimentablagerungen von bis zu 10 m Dicke gebildet hatten.
„Es gibt die Annahme, dass Überschwemmungen das Sediment in einem Kanal einschneiden oder entfernen, aber wir sehen, dass Überschwemmungen tatsächlich eine erhebliche Menge an Sediment in diese Kanäle bringen“, sagt Santos. „Diese erhöhte Sedimentmenge wird die Kanalführung beeinträchtigen, da sie die Tiefe des Flusses verändert.“
Santos nutzte die Rekonstruktionen dann als Grundlage für hydrologische Modelle, um Karten der Hochwasserrisiken für jedes Intervall bei unterschiedlichen Hochwasserintensitäten zu erstellen. Sie fand heraus, dass die Landschaften nach dem Taifun Morakot ein größeres Überschwemmungsgebiet aufwiesen, und diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Änderungen in der Kanalführung zu einem größeren Gefahrengebiet führen können.
Obwohl diese Forschung in Taiwan durchgeführt wurde, weist Santos darauf hin, dass die Ergebnisse auf viele Bereiche anwendbar sind, da Änderungen in der Kanalbeförderung weltweit gemessen wurden.
„Schuttlawinen, Erdbeben, große Niederschlagsereignisse und andere Prozesse, die zu einem Sedimenteintrag in ein Flusssystem führen, können die Kanalführung verändern und die Hochwassergefahr erhöhen“, so Santos.
„Es ist wichtig, diese Veränderungen in unsere Modelle einzubeziehen, insbesondere weil der Klimawandel die Häufigkeit und Schwere von Überschwemmungen erhöhen kann.“
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Präsentation: T52. Auswirkungen des gegenwärtigen Klimawandels und menschlicher Aktivitäten auf geomorphologische Gefahren