Unsere Schwerpunkte

Hochwasserrisikomanagement

Die Umsetzung der EU Hochwasserrichtlinie mit der Erstellung von HW-Gefahrenkarten und HW-Risikokarten, sowie HW-Managementplänen, die in einem 6-jährigen Zyklus erneuert werden müssen, stellt für viele österreichische Bundesländer eine Herausforderung dar. Das HyWa hat im Auftrag und Zusammenarbeit mit dem Bundesland Oberösterreich entsprechende Verfahren und Methoden entwickelt um z.B. das Schadenspotential und dessen zeitliche Entwicklung abschätzen zu können. Hierbei wurden u.a. Methoden aus der Fernerkundung und des „Machine Learnings“ kombiniert um Gebäude(-flächen) und das Schadenspotentials abschätzen zu können.

Ausgewählte Publikationen:

Brenner, C; Meisch, C; Apperl, B; Schulz, K. (2016): Towards periodic and time-referenced flood risk assessment using airborne remote sensing.

Brenner, C; Apperl, B; Schulz K (2015): Integration von Orthofotos in die Abschätzung des Hochwasserschadenspotenzials.

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Operationelle Hochwasserprognosemodelle

In Österreich haben die verherrenden Hochwasserereignisse von 2002, 2005 und 2013 einen Schaden von rund 4 Mrd. € verursacht und über ein Dutzend Menschenleben gefordert. Zusätzlich waren weitere Schäden bei etlichen kleineren Hochwasserereignissen zu verzeichnen. Hochwasserprognosemodelle können wesentlich zur Reduktion von Schäden und dem Retten von Menschenleben im Ereignisfall beitragen. Das am HyWa entwickelte Niederschlags-Abfluss-Modell COSERO wird bei Hydrographischen Diensten in Österreich operationell zur Hochwasservorhersage eingesetzt und wird kontinuierlich weiterentwickelt.

Veröffentlichungen:

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Dr. Mathew Herrnegger

Ao. Prof. Dr. Hubert Holzmann

Zuflussprognose für die Energiewasserwirtschaft

Österreich bezieht fast 2/3 seiner Elektrizität aus der Wasserkraft. Die präzise Vorhersage der Zuflussmengen ist ein entscheidendes Element in der energiewirtschaftlichen Planung z.B. bei der VERBUND AG. Dort ist das vom HyWa entwickelte Niederschlags-Abfluss-Modell COSERO zentraler Bestandteil des energiewirtschaftlichen Planungssystems und wird kontinuierlich weiterentwickelt.

Ausgewählte Publikationen in diesem Bereich:

Wesemann, J; Herrnegger, M; Schulz, K. (2018): Hydrological modelling in the anthroposphere: predicting local runoff in a heavily modified high-alpine catchment 

Wesemann, J; Schulz, K; Herrnegger, M. (2018): Ableitung natürlicher Abflüsse für die Kalibrierung eines Zuflussprognosemodells zur Speicherbewirtschaftung in einem hochalpinen Einzugsgebiet 

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Leckagen in Trinkwasser- und Abwasserleitungen

Derzeit sind ca. 160km Abwasserrohrleitungen auf dem Grund österreichischer Seen installiert. Deren technische Lebenserwartungen sind jedoch bereits zum Teil bereits überschritten und es muss zukünftig mit Leckagen und dem kontinuierlichen Eintrag von Abwasser in die Seen gerechnet werden. Das HyWa hat in Zusammenarbeit mit dem BOKU Institut für Siedlungswasserbau, Industriewasserwirtschaft und Gewässerschutz und basierend auf der DTS-Technologie (àlink zum DTS) ein neues Verfahren zur Detektion von Leckagen entwickelt und im Labor erfolgreich getestet.

Ausgewählte Publikationen:

Apperl, B; Pressl, A; Schulz, K (2017): Feasibility of Locating Leakages in Sewage Pressure Pipes Using the Distributed Temperature Sensing Technology.

Apperl, B.; Bernhardt, M.; Schulz, K. (2015): Distributed temperature sensing (DTS) als Messverfahren in Landoberflächenhydrologie und Siedlungswasserwirtschaft 

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Temperatur-Monitoring in aquatischen und agrarischen Ökosystemen

Im Zuge des Klimawandels werden die Lufttemperaturen zukünftig weiter ansteigen und sich die Niederschlagsregime ändern. Das heißt auch die Temperaturen der Oberflächengewässer und des Grundwassers werden ebenfalls ansteigen. Für Agrarsysteme können diese veränderten klimatischen Randbedingungen zu einer Erhöhung des Pflanzenstresses mit entsprechenden Produktionsverlusten führen. Mit Hilfe der DTS – Technik (à link DTS) und Drohnen-basierter Thermalfernerkundung (à link Drohne) ist es möglich die zeitlich-räumliche Dynamik innerhalb dieser Ökosysteme zu erfassen.    

Ausgewählte Publikationen:

Brenner, C; Zeeman, M; Bernhardt, M; Schulz, K. (2018): Estimation of evapotranspiration of temperate grassland based on high-resolution thermal and visible range imagery from unmanned aerial systems. 

Brenner, C; Thiem, CE; Wizemann, HD; Bernhardt, M; Schulz, K. (2017): Estimating spatially distributed turbulent heat fluxes from high-resolution thermal imagery acquired with a UAV system.

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Auswirkungen von Klimawandel und Landnutzungsänderungen auf Wassermengen und -qualität

Klimawandel und Landnutzungsänderung sind zwei der wichtigsten Faktoren, die den Wasser- und Nährstoffkreislauf in Einzugsgebieten und Flussökosystemen beeinflussen. Für die Entwicklung und Bewertung nachhaltiger Bewirtschaftungsstrategien und -maßnahmen im Rahmen der EU-Wasserrahmenrichtlinie wendet HyWa öko-hydrologische Modelle, unter anderem das Soil Water Assessment Tool (SWAT) an, um den Wassertransport und die Nährstoffbelastung unter verschiedenen Randbedingungen vorherzusagen. SWAT wird nicht nur im Donauraum, sondern auch bei Projekten zur nachhaltigen Entwicklung in Kenia, Uganda und Nigeria auf Ebene einzelnen Einzugsgebiete angewendet.

 

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Management von Wasserressourcen im Skitourimus

Aufgrund des Klimawandels haben die Temperaturen speziell im Alpinen Raum überproportional zugenommen. Gleichsam hat sich die Anzahl der Schneetage verringert und die Schneefallgrenze hat sich deutlich erhöht, mit entsprechenden Folgen für den Skitourismus. Zunehmende Beschneiung von Skipisten, ein zunehmender Tourismus im Wellness-Bereich sowie veränderte Abflussregime der Fließgewässer machen ein langfristig nachhaltiges Wassermanagment dringend erforderlich. Das HyWa entwickelt im Rahmen des EU-Projekts PROSNOW in Kooperation mit anderen führenden Instituten im Bereich Schneeforschung (wie dem SLF) und mit Unternehmen wie eine PistenBully und TechnoAlpin Konzepte zur Optimierung von Beschneiungsabläufen.

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Der Hydrologische Atlas Österreichs

Der Hydrologische Atlas Österreichs (HAÖ) bietet eine einheitliche und konsistente Darstellung der Hydrologie Österreichs als duales Kartenwerk – eine hochwertige gedruckte Ausgabe gemeinsam mit einer digitalen, GIS basierten Version. Er ist ein gemeinsames Werk der „Hydrologinnen und Hydrologen Österreichs“, das vom BMLFUW (nunmehr BMNT) herausgegeben wurde und dessen Erstellung von Mitarbeitern des HyWa geleitet und koordiniert wurde. Die Inhalte und die Präsentationsform decken weite Bereiche des Informationsbedarfes ab, der alle gesellschaftlichen Bereiche wie Forschung, Ausbildung, Wirtschaft und Politik erfasst. Damit soll auch das Bewusstsein, dass Wasser eine wertvolle Ressource ist, gefördert werden.

Literatur:

BMLFUW (Hrsg) (2007) Hydrologischer Atlas Österreichs. 3. Lieferung. Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft, Wien

Fürst J, Nachtnebel HP, Nobilis F (2005) Der Hydrologische Atlas Österreichs: Von der Idee zum Produkt. Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft 57 (5/6):79-87

Fürst J, Godina R, Nachtnebel HP, Nobilis F (2009) The Hydrological Atlas of Austria – comprehensive transfer of hydrological knowledge and data to engineers, water resources managers and the public. In: Liebscher HJ, Clarke R, Rodda J et al. (Hrsg) The Role of Hydrology in Water Resources Management, Island of Capri, Italy, 2009. IAHS, S 36-44

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 Ao. Prof. DI Dr. Josef Fürst

Kommunikation von Unsicherheiten

Viele Prognosen im Bereich der Wasserwirtschaft sind mit zum Teil großen Unsicherheiten behaftet. Dennoch müssen auf deren Basis Entscheidungen getroffen oder über Maßnahmen entschieden werden. Diese Unsicherheiten müssen daher in einer Art und Weise kommuniziert werden, so dass sie auch für Stakeholder verständlich sind. Hierzu werden am HyWa entsprechenden Verfahren und Visualisierungsmöglichkeiten helfen, die diesen Prozess unterstützen.

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Abschätzung extremer Grundwasserspiegel

An die Hydrographischen Dienste kommen jedes Jahr hunderte Anfragen betreffend die Angabe des höchsten Grundwasserstandes im Zusammenhang mit Bauvorhaben, aber auch im Zuge der Bewilligung von Kiesentnahmen (Nass- oder Trockenbaggerung). Wir evaluierten extremwertstatistische Methoden zur Abschätzung von relevanten Grundwasserhochständen in den Porengrundwasserleitern und stellten diese Verfahren zur operationellen Umsetzung den Hydrographischen Diensten in Bund und Ländern zur Verfügung. Die Vorgangsweise fand auch Eingang in die Richtlinien zur Kiesgewinnung.

Literatur:

Fürst, J., Bichler, A., Konecny, F., 2015. Regional Frequency Analysis of Extreme Groundwater Levels. Groundwater, 53(3): 414-423. DOI:10.1111/gwat.12223

Fürst J, Bichler A, Konecny F (2011) Ermittlung extremer Grundwasserstände. Mitteilungsblatt des Hydrographischen Dienstes in Österreich (87):1-44

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Ao. Prof. DI Dr. Josef Fürst

Auftraggeber und Partner