Hochwasserrisiko in der Region Reichenfels in Vergangenheit und Zukunft Diplomarbeit zur Erlangung des akademischen Grades eines Magisters der Naturwissenschaften an der Karl-Franzens-Universität Graz vorgelegt von Michael RABENSTEINER 01414332 am Institut für Geographie und Raumforschung Begutachter: Univ.-Prof. Dr.rer.nat. Wolfgang Schöner Graz, Juni 2019 Eidesstattliche Erklärung Ich erkläre hiermit an Eides statt, dass ich die vorliegende Arbeit selbstständig und ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die angegebenen Quellen nicht benutzt und die den benutzten Quellen wörtlich oder inhaltlich entnommenen Stellen als solche kenntlich gemacht habe. Die Arbeit wurde bisher in gleicher oder ähnlicher Form keiner anderen inländischen oder ausländischen Prüfungsbehörde vorgelegt und auch nicht veröffentlicht. Die vorliegende Fassung entspricht der eingereichten elektronischen Version. Graz, im Juni 2019 _______________________________________ Michael Rabensteiner 1 Kurzfassung Ziel dieser Diplomarbeit mit dem Titel „Hochwasserrisiko in der Region Reichenfels in Vergangenheit und Zukunft“ ist es, den Trend der Hochwassersituation für den Ort Reichenfels festzustellen. Nachdem die Hypothesen aufgestellt, die Thematik „Hochwasser“ aufbereitet und das Forschungsgebiet mit seinen Merkmalen dargestellt wird, erfolgt eine Fokussierung auf den Klimafaktor Niederschlag, der nach Ausschlüssen von anderen Einflussfaktoren das Zentrum der Analyse bildet. Im weiteren Verlauf der Arbeit wird sowohl die vergangene als auch die zukünftige Hochwassersituation betrachtet, analysiert und interpretiert. Überprüft wird dabei neben der Entwicklung der Niederschlagsmenge auch jene der Niederschlagsintensität über eine Kategorisierung von Risikotagen. Während die Daten für die Vergangenheit von einer NLV-Messstelle in Reichenfels bezogen werden, dient die gewählte Klimaprojektion EC- Earth/CLM als Lieferant für die Zukunftswerte. Da die zukünftige Entwicklung von verschiedenen Sektoren abhängig und dadurch unsicher ist, werden zum Vergleich die Daten von zwei Repräsentativen Emissionspfaden (RCPs) untersucht. Die Diplomarbeit wird durch eine Zusammenführung der Ergebnisse mit abschließendem Fazit über die Hochwasserentwicklung in der Region Reichenfels abgeschlossen. Dieses Fazit besagt, dass sich das Hochwasserrisiko etwas verschärft. Diese Entwicklung beruht nicht auf der zunehmenden Niederschlagsmenge, die laut Analysen auf gleichem Niveau verbleibt, sondern an der steigenden Intensität der Ereignisse. Ein Resultat, welches mit der österreichischen Gesamtsituation übereinstimmt. 2 Abstract The aim of this diploma thesis with the title “Flood risk in the region Reichenfels in past and future” is to determine the trend of the flood situation for the place of Reichenfels. After the hypotheses are set up, the topic “flood” is prepared and the research area with its characteristics is presented, a focus on the climate factor precipitation takes place, which after exclusion of other influencing factors forms the center of the analysis. In the further process of the thesis the past and future flood situation is considered, analyzed and interpreted. Therefore, the development of the precipitation amount and the precipitation intensity by a categorization of risk days are investigated. While the data for the past are received from a measuring station (NLV) in Reichenfels, the chosen climate projection EC-Earth/CLM delivers future values. Since the future development depends on different fields and thereby is uncertain, the data of two Representative Concentration Pathways (RCPs) are examined for comparison. The diploma thesis is completed by a reunification of the results with a following conclusion about the flood development in the region Reichenfels. This conclusion states, that the flood risk is becoming a bit more acute. The development is not based on the growing precipitation amount, which according to the analyzes remains on the same level, but on the increasing intensity of rainfall events. A result, which matches the overall situation for Austria. 3 Danksagung Im Zuge dieses Abschnittes möchte ich mich bei allen Personen bedanken, die mir im Laufe meines gesamten Studiums zur Seite standen und ohne die es kaum möglich gewesen wäre, dieses erfolgreich abzuschließen. Ein großes Dankeschön gilt dabei meinen Eltern, die mich in jeglicher Situation meines Lebens unterstützen. Obwohl euch dies vermutlich nur in finanzieller Hinsicht wirklich bewusst ist, möchte ich euch hiermit sagen, dass ihr mir in sämtlichen Lebenssituationen eine große Hilfe seid und ich froh bin, euch als Ansprechpersonen zu haben. Ich hoffe, dass ich das einmal in irgendeiner Weise zurückzahlen kann. Einen ebenso großen Dank möchte ich meiner Freundin aussprechen, die es nicht immer leicht mit mir hat und trotzdem stets die größte Stütze im Laufe meines Studiums war. Leider sage ich es viel zu selten, aber ich danke dir sehr für alles, was du für mich tust. Die (tatsächlich vorhandenen) stressigen Unizeiten, in denen ich bestimmt das ein oder andere Mal unausstehlich war, sind nun vorbei, wodurch ich nicht nur wieder mehr Zeit für dich, sondern auch für die teilweise vernachlässigten Wohnungsaufgaben habe. Zusätzlich möchte ich mich auch bei meinen Brüdern und Freunden bedanken, die vor allem durch Fußball und Kartenspiele, aber auch durch viele andere Aktivitäten einen nötigen Ausgleich zum Unialltag brachten und auch in Stresssituationen für wichtigen Abstand zum Studium sorgten. Ein letzter Dank geht an meinem Diplomarbeitsbetreuer Univ.-Prof. Dr.rer.nat. Wolfgang Schöner, da er mir von Anfang an einen Weg durch meine Idee zeigte und auch bei Sackgassen die nötigen Lösungen bereithielt. Danke dafür und vor allem für das Besorgen der notwendigen Daten für die Analysen. 4 Inhaltsverzeichnis Eidesstattliche Erklärung ....................................................................................................... 1 Kurzfassung .......................................................................................................................... 2 Abstract ................................................................................................................................. 3 Danksagung .......................................................................................................................... 4 Abbildungsverzeichnis ........................................................................................................... 7 Tabellenverzeichnis ..............................................................................................................11 1 Einleitung ..........................................................................................................................13 2 Methoden ..........................................................................................................................17 3 Forschungsgebiet ..............................................................................................................20 3.1 Topographie und Geomorphologie ..............................................................................20 3.2 Landnutzung ...............................................................................................................22 4 Hochwasser ......................................................................................................................24 4.1 Definition Hochwasser/Überschwemmung ..................................................................24 4.2 Prozesse der Hochwasserentstehung .........................................................................25 4.3 Einflussfaktoren ..........................................................................................................27 4.3.1 Klimatische Einflussfaktoren .................................................................................28 4.3.2 Anthropogene Einflussfaktoren durch Landnutzung ..............................................33 4.3.3 Einflussfaktoren durch Besonderheiten des Flusses .............................................35 5 Klimaänderung und Klimavariabilität in der Vergangenheit ................................................38 5.1 Entwicklung in Österreich ............................................................................................39 5.2 Entwicklung im Forschungsgebiet ...............................................................................44 5.2.1 Informationen aus bestehender Literatur ..............................................................44 5.2.2 Analyse der Messstationsdaten ............................................................................47 5.2.3 Kategorisierung der Hochwasserrisikotage ...........................................................53 6 Prognostizierte zukünftige Klimaentwicklung .....................................................................57 6.1 Ausgewählte Klimaprojektion ......................................................................................57 6.2 Emissionsszenarien ....................................................................................................62 6.3 Raum- und Zeitparameter ...........................................................................................65 5 6.4 Entwicklung Österreich ...............................................................................................68 6.5 Niederschlagsentwicklung im Forschungsgebiet .........................................................72 6.5.1 Vergleich: Messstelle vs. Modell ...........................................................................72