Möglichkeiten der mathematischen Statistik zur Schätzung der Hochwasserwahrscheinlichkeit

Grundlage für das Management von Hochwasserrisiken und die Bemessung von Schutzbauwerken ist die Schätzung der Gefährdung durch Hochwässer. Die Hochwassergefährdung wird dabei mit einer Funktion zwischen dem Durchfluss bzw. dem jährlichen Durchflussmaximum zu dessen Eintrittswahrscheinlichkeit oder Wiederkehrperiode beschrieben. Wegen der hohen Bedeutung der Hochwassergefährdung muss diese so genau wie möglich abgeschätzt und der Vertrauensbereich der Schätzung so schmal wie möglich gehalten werden. So wird in der Wasserwirtschaft und Hydrologie versucht, die Genauigkeit der Schätzungen über eine Informationserweiterung zu erhöhen. Historische Hochwässer werden dafür quantifiziert und in die statistische Analyse einbezogen. Dies ist grundsätzlich lobenswert, aber diesem Ansatz sind Grenzen gesetzt. Zum einen ist die Homogenität eines Durchflussregimes für sehr lange Zeiträume fragwürdig, da sich die hydrologische und hydraulische Situation wesentlich verändert haben kann. Zum anderen ist bereits die Quantifizierung aktueller Durchflüsse schon nicht sehr genau, das Durchflussmaximum eines historischen Ereignisses kann dem entsprechend noch erheblich weniger präzise quantifiziert werden. Außerdem wurde bei der Entwicklung des Ansatzes der Informationserweiterung aus den Augen verloren, dass die mathematische Statistik weit mehr Möglichkeiten bietet, als derzeit in der Hochwasserstatistik angewendet werden.

Daher werden hier statistische Methoden vorgestellt, die über die bloße Parameterschätzung für die Verteilung der Jahresmaxima hinausgehen. Hierzu werden zunächst die klassische Hochwasserstatistik mit ihrem Bezug zur Extremwertstatistik der Mathematik erläutert; verschiedene Elemente der statistischen Inferenz werden aufgeführt und deren Möglichkeiten am Beispiel zweier Pegeln der Werra illustriert. Weitere Fragen der statistischen Modellierung einschließlich der Stichprobenerhebung werden anschließend diskutiert.

 

 

Talsperren - Essenziell fuer die Minderung der Klimawandelfolgen
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (10/2025)
Die Bedeutung von Talsperren und Wasserspeichern wird in diesem Beitrag im Kontext des Klimawandels und der steigenden globalen Wassernachfrage betrachtet. Die Diskrepanz zwischen Wassernachfrage und verfügbarer Speicherkapazität wächst aufgrund von Klimawandel, Bevölkerungswachstum und Rückgang der Süßwasservorräte. Viele große Talsperren weltweit sind über 50 Jahre alt, was zum Teil Bedenken hinsichtlich ihrer Standsicherheit und Verlandung des Stauseevolumens aufwirft. Die Verlandung ist ein weltweit zunehmendes Problem. Ohne nachhaltige Maßnahmen werden bis 2050 viele Stauseen im Mittel bis zu 50 % verlandet sein. Eine nachhaltige Wasserbewirtschaftung und Maßnahmen zur Minderung der Stauraumverlandung angesichts eines wachsenden globalen Wasserspeicherbedarfs sind unabdingbar.

Ressourcenorientierte Sanitärsysteme für nachhaltiges Wassermanagement
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Abwassersysteme stehen infolge des Klimawandels und der Ressourcenknappheit vor Herausforderungen. Ressourcenorientierte Sanitärsysteme (NASS) ermöglichen durch eine getrennte Erfassung einzelner Abwasserteilströme (z. B. Grauwasser, Urin) eine gezielte Behandlung und Ressourcenrückgewinnung vor Ort. Zudem können sie bestehende Infrastrukturen entlasten. Praxisbeispiele verdeutlichen aktuelle Anwendungen von NASS. Das Projekt BeReit zeigt, dass eine Urinseparation den Belüftungsbedarf und Spurenstoffemissionen von Kläranlagen reduzieren kann.

Folgen und Perspektiven für eine klimaschonende Nutzung kohlenstoffreicher Böden in der Küstenregion Niedersachsens
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Der Schutz von Mooren und somit kohlenstoffreicher Böden ist ein zentrales Element erfolgreicher Klimaschutzstrategien. Am Beispiel der Küstenregion Niedersachsens wird deutlich, welche sozioökonomischen Folgen eine Wiedervernässung ohne wirtschaftliche Nutzungsperspektiven nach sich ziehen kann. Eine transformative Moornutzung kann nur gelingen, wenn wissenschaftliche Erkenntnisse, politische Rahmenbedingungen, soziale Akzeptanz und ökonomische Realitäten ineinandergreifen.

 

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