Title (deu)
Modellierung von Extremereignissen mit komplexen Kaskadeneffekten im Hochgebirge am Fallbeispiel des Schwarzenseebachtals (Österreich, Weststeiermark) mit r.avaflow und Konnektivitätsanalysen
Parallel title (eng)
Modelling extreme events with complex cascading effects in high mountain areas using the Schwarzenseebachtal (Austria, Western Styria) as a case study with r.avaflow and connectivity analyses
Author
Jonas Machold
Advisor
Ronald Pöppl
Assessor
Ronald Pöppl
Abstract (deu)
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit Extremereignissen mit Kaskadeneffekten und deren Modellierbarkeit sowie der (Sediment-)Konnektivität von Hochgebirgsregionen und deren Anwendbarkeit bei der Modellierung von Extremereignissen anhand des Untersuchungsgebietes Schwarzenseebachtal in der Weststeiermark, Österreich. Da es in Hochgebirgsregionen immer wieder zu komplexen schadensbringenden Extremereignissen kommt, braucht es ein vertieftes Prozessverständnis. Dabei sind sowohl physikalische Modelle als auch Konnektivitätsanalysen Methoden, um besser zu verstehen, wie die Prozesse von kaskadenhaften Extremereignissen ablaufen und welche Rückschlüsse für zukünftige kaskadenhafte Extremereignisse herleitbar sind. In dieser Arbeit wird dies anhand des Extremereignisses im Schwarzenseebachtal vom 17.07.2010 untersucht. So werden, durch die Modellierung eines Extremereignisses wie vom 17.07.2010, Muren modelliert, welche kaskadenhaft zu Aufstauungen des Schwarzenseebaches führen und die Murdämme daraufhin nachgeben und eine Durchbruchsflut aus dem UG modelliert wird. Auf diese Weise können die physikalischen Eigenschaften dieser Prozesse besser verstanden werden. Mit diesem besseren Verständnis, anhand der kalibrierten physikalischen und quasi-physikalischen Eingabeparametern, können in Kombinationen mit den Ergebnissen der Konnektivitätsanalysen mögliche Extremszenarien ausgewählt und modelliert werden. Die Konnektivitätsanalysen zeigen, welche Gebiete funktional gekoppelt und welche entkoppelt sind bzw. wie sich die Konnektivität über das Untersuchungsgebiet verteilt. Diese Erkenntnisse fließen zusammen mit möglichen Umweltveränderungen, wie stärkerer Borkenkäferbefall und intensiverer Oberflächenabfluss, in die Modellierung der Extremszenarien mit ein, da sie deutlich machen, welche Bereiche eine besonders hohe Wahrscheinlichkeit aufweisen, von gravitativen Massenbewegungen betroffen zu sein. Auf diese Weise können Rückschlüsse auf mögliche Auswirkungen von potenziellen Extremereignissen mit Kaskadeneffekten herleitbar werden und damit Grundlage für mögliche Präventionsmaßnahmen und Anpassungsstrategien sein.
Abstract (eng)
This thesis deals with extreme events with cascading effects and their modelling capability as well as the (sediment-)connectivity of high mountain regions and its applicability in modelling extreme events using the study area Schwarzenseebachtal in Western Styria, Austria. An in-depth understanding of the processes involved is necessary, as such complex and damaging extreme events occur repeatedly in high mountain regions. Both physical modelling and connectivity analysis are methods to better understand the process of cascading extreme events and what conclusions can be drawn for future cascading extreme events. In the present work, this is investigated on the basis of the extreme event in the valley of Schwarzensee on 17 July 2010. By modelling an extreme event such as that of 17.07.2010, debris flows are modelled that lead to cascading damming of the Schwarzenseebach, the debris dams then give way and a breakthrough flood from the UG is modelled. In this way, the physical properties of these processes can be better understood. With this better understanding, possible extreme scenarios can be selected using the calibrated physical and quasi-physical input parameters and modelled in combination with the results of the connectivity analyses. The connectivity analyses show which areas are functionally coupled and which are decoupled, or how connectivity is distributed across the study area. These results, together with potential environmental changes such as increased bark beetle infestation and more intensive surface runoff, are incorporated into the extreme scenario modelling as they indicate which areas are most likely to be vulnerable to gravitational mass movements. In this way, conclusions can be drawn about the possible impacts of potential extreme events with cascading effects, providing a basis for possible preventive measures and adaptation strategies.
Keywords (deu)
Sedimentkonnektivitätnummerische Modeller.avaflowMurenExtremereignisKaskadeneffektIndex of ConnectivityICEffective Catchment AreaECA
Keywords (eng)
Sediment connectivitynumerical modelsr.avaflowdebris flowsextreme eventcascade effectIndex of ConnectivityICEffective Catchment AreaECA
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1931151
rdau:P60550 (deu)
xvi, CXLIX Seiten : Illustrationen
Number of pages
167
Association (deu)
Title (deu)
Modellierung von Extremereignissen mit komplexen Kaskadeneffekten im Hochgebirge am Fallbeispiel des Schwarzenseebachtals (Österreich, Weststeiermark) mit r.avaflow und Konnektivitätsanalysen
Parallel title (eng)
Modelling extreme events with complex cascading effects in high mountain areas using the Schwarzenseebachtal (Austria, Western Styria) as a case study with r.avaflow and connectivity analyses
Author
Jonas Machold
Abstract (deu)
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit Extremereignissen mit Kaskadeneffekten und deren Modellierbarkeit sowie der (Sediment-)Konnektivität von Hochgebirgsregionen und deren Anwendbarkeit bei der Modellierung von Extremereignissen anhand des Untersuchungsgebietes Schwarzenseebachtal in der Weststeiermark, Österreich. Da es in Hochgebirgsregionen immer wieder zu komplexen schadensbringenden Extremereignissen kommt, braucht es ein vertieftes Prozessverständnis. Dabei sind sowohl physikalische Modelle als auch Konnektivitätsanalysen Methoden, um besser zu verstehen, wie die Prozesse von kaskadenhaften Extremereignissen ablaufen und welche Rückschlüsse für zukünftige kaskadenhafte Extremereignisse herleitbar sind. In dieser Arbeit wird dies anhand des Extremereignisses im Schwarzenseebachtal vom 17.07.2010 untersucht. So werden, durch die Modellierung eines Extremereignisses wie vom 17.07.2010, Muren modelliert, welche kaskadenhaft zu Aufstauungen des Schwarzenseebaches führen und die Murdämme daraufhin nachgeben und eine Durchbruchsflut aus dem UG modelliert wird. Auf diese Weise können die physikalischen Eigenschaften dieser Prozesse besser verstanden werden. Mit diesem besseren Verständnis, anhand der kalibrierten physikalischen und quasi-physikalischen Eingabeparametern, können in Kombinationen mit den Ergebnissen der Konnektivitätsanalysen mögliche Extremszenarien ausgewählt und modelliert werden. Die Konnektivitätsanalysen zeigen, welche Gebiete funktional gekoppelt und welche entkoppelt sind bzw. wie sich die Konnektivität über das Untersuchungsgebiet verteilt. Diese Erkenntnisse fließen zusammen mit möglichen Umweltveränderungen, wie stärkerer Borkenkäferbefall und intensiverer Oberflächenabfluss, in die Modellierung der Extremszenarien mit ein, da sie deutlich machen, welche Bereiche eine besonders hohe Wahrscheinlichkeit aufweisen, von gravitativen Massenbewegungen betroffen zu sein. Auf diese Weise können Rückschlüsse auf mögliche Auswirkungen von potenziellen Extremereignissen mit Kaskadeneffekten herleitbar werden und damit Grundlage für mögliche Präventionsmaßnahmen und Anpassungsstrategien sein.
Abstract (eng)
This thesis deals with extreme events with cascading effects and their modelling capability as well as the (sediment-)connectivity of high mountain regions and its applicability in modelling extreme events using the study area Schwarzenseebachtal in Western Styria, Austria. An in-depth understanding of the processes involved is necessary, as such complex and damaging extreme events occur repeatedly in high mountain regions. Both physical modelling and connectivity analysis are methods to better understand the process of cascading extreme events and what conclusions can be drawn for future cascading extreme events. In the present work, this is investigated on the basis of the extreme event in the valley of Schwarzensee on 17 July 2010. By modelling an extreme event such as that of 17.07.2010, debris flows are modelled that lead to cascading damming of the Schwarzenseebach, the debris dams then give way and a breakthrough flood from the UG is modelled. In this way, the physical properties of these processes can be better understood. With this better understanding, possible extreme scenarios can be selected using the calibrated physical and quasi-physical input parameters and modelled in combination with the results of the connectivity analyses. The connectivity analyses show which areas are functionally coupled and which are decoupled, or how connectivity is distributed across the study area. These results, together with potential environmental changes such as increased bark beetle infestation and more intensive surface runoff, are incorporated into the extreme scenario modelling as they indicate which areas are most likely to be vulnerable to gravitational mass movements. In this way, conclusions can be drawn about the possible impacts of potential extreme events with cascading effects, providing a basis for possible preventive measures and adaptation strategies.
Keywords (deu)
Sedimentkonnektivitätnummerische Modeller.avaflowMurenExtremereignisKaskadeneffektIndex of ConnectivityICEffective Catchment AreaECA
Keywords (eng)
Sediment connectivitynumerical modelsr.avaflowdebris flowsextreme eventcascade effectIndex of ConnectivityICEffective Catchment AreaECA
Subject (deu)
Subject (deu)
Subject (deu)
Type (deu)
Persistent identifier
https://phaidra.univie.ac.at/o:1981185
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167
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