Dr. Christoph Hegg

Das Hauptziel des Projektes «EXAR – Grundlagen Extremhochwasser Aare-Rhein» war, einheitliche Grundlagen für die Beurteilung der standortspezifischen Hochwassergefährdung von insbesondere für die Sicherheit der Bevölkerung und des Wirtschaftsstandorts Schweiz kritischen Bauten, Anlagen und Infrastrukturen zu erarbeiten. Dabei wurden neben den Hochwasserabflüssen auch mögliche Versagensprozesse von Bauwerken, sowie Verklausungen, Rutschungen und morphologische Prozesse entlang der Aare in die Gefährdungsabschätzung mit einbezogen. Weil solche Extremereignisse zu grossräumigen Überschwemmungen und schweren Schäden führen können, hat das Bundesamt für Umwelt (BAFU) zusammen mit dem Eidg. Nuklearsicherheitsinspektorat (ENSI) und den Bundesämtern für Energie (BFE), für Bevölkerungsschutz (BABS) und für Meteorologie und Klimatologie (MeteoSchweiz) die Studie EXAR in Auftrag gegeben. [...]

Basierend auf zwei bestehenden Datenbanken und einer Zeitungsrecherche, wurde an der Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, WSL, eine neue Datenbank mit Todesfällen durch Naturgefahrenprozesse für die Jahre 1946–2015 erstellt. Berücksichtigt wurden Todesfälle infolge von Hochwasser, Rutschungen, Murgängen, Sturzprozessen, Windstürmen, Blitzschlägen, Lawinen und weiteren (seltenen) Prozessen (z. B. Erdbeben und Eislawinen). Berücksichtigt wurden alle Todesopfer durch Naturgefahren, die sich nicht bewusst oder absichtlich einer offensichtlichen Gefahr ausgesetzt haben. Insgesamt wurden in den 70 Jahren der Studienperiode 1023 Todesfälle registriert, was einem Jahresmittel von 14.6 Todesopfern entspricht. Die meisten Personen starben infolge von Lawinen (37 %), gefolgt von Blitzschlägen (16 %) und Hochwasser (12 %). Über die 70 Jahre ist ein deutlicher Rückgang der jährlichen Todesopfer ersichtlich, v. a. aufgrund des Rückgangs von Todesfällen bei Lawinen und Blitzschlägen. Die Resultate der Auswertungen zeigen, dass die meisten Todesopfer männlich sind (75 %) und dass das mittlere Alter 35.9 Jahre beträgt. Die meisten Todesfälle ereigneten sich im alpinen Raum mit den häufigsten Opfern im Kanton Wallis, gefolgt von den Kantonen Graubünden, Bern und Tessin.

Die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, WSL, registrierte für das Jahr 2015 Gesamtschäden durch Hochwasser, Rutschungen, Murgänge und Sturzprozesse von gut 135 Mio. CHF. Der Wert liegt deutlich unter dem teuerungsbereinigten Durchschnitt der Jahre 1972–2014 von 315 Mio. CHF. Insgesamt rund 92 % der Gesamtschäden wurden durch Hochwasser produziert, wobei die meisten Schäden auf den Monat Juni (rund 70 % aller Schäden) und einige auf den Monat Mai (rund 18 %) fielen. Verursacht wurden die Ereignisse meistens durch Gewitter (81 %) und vereinzelt auch durch Dauerregen (17 %). Das zweite Halbjahr war in der Schweiz sehr trocken mit nur geringen Schäden. Anfang Mai ereigneten sich infolge von langandauernden Niederschlägen v. a. in den Kantonen Bern, Waadt und Wallis beträchtliche Schäden. Am 7. Juni war der Raum Luzern von Hochwasser stark betroffen. In Dierikon kamen zwei Personen in einem Untergeschoss ums Leben. Eine Woche später wurden in der Ostschweiz hohe Schäden infolge Gewitter verzeichnet, z. B. in Kradolf-Schönenberg TG, Bronschhofen SG und Wil SG.

A database of fatalities caused by natural hazard processes in Switzerland was compiled for the period between 1946 and 2015. Using information from the Swiss flood and landslide damage database and the Swiss destructive avalanche database, the data set was extended back in time and more hazard processes were added by conducting an in-depth search of newspaper reports. The new database now covers all natural hazards common in Switzerland, categorised into seven process types: flood, landslide, rockfall, lightning, windstorm, avalanche and other processes (e.g. ice avalanches, earthquakes). Included were all fatal accidents associated with natural hazard processes in which victims did not expose themselves to an important danger on purpose. The database contains information on 635 natural hazard events causing 1023 fatalities, which corresponds to a mean of 14.6 victims per year. The most common causes of death were snow avalanches (37 %), followed by lightning (16 %), floods (12 %), windstorms (10 %), rockfall (8 %), landslides (7 %) and other processes (9 %). About 50 % of all victims died in one of the 507 single-fatality events; the other half were killed in the 128 multi-fatality events.
The number of natural hazard fatalities that occurred annually during our 70-year study period ranged from 2 to 112 and exhibited a distinct decrease over time. While the number of victims in the first three decades (until 1975) ranged from 191 to 269 per decade, it ranged from 47 to 109 in the four following decades. This overall decrease was mainly driven by a considerable decline in the number of avalanche and lightning fatalities. About 75 % of victims were males in all natural hazard events considered together, and this ratio was roughly maintained in all individual process categories except landslides (lower) and other processes (higher). The ratio of male to female victims was most likely to be balanced when deaths occurred at home (in or near a building), a situation that mainly occurred in association with landslides and avalanches. The average age of victims of natural hazards was 35.9 years and, accordingly, the age groups with the largest number of victims were the 20–29 and 30–39 year-old groups, which in combination represented 34 % of all fatalities. It appears that the overall natural hazard mortality rate in Switzerland over the past 70 years has been relatively low in comparison to rates in other countries or rates of other types of fatal accidents in Switzerland. However, a large variability in mortality rates was observed within the country with considerably higher rates in Alpine environments.

With the goal of protecting the population more effectively against natural hazards, the Federal Council initiated a project to optimise warnings and alerts in the event of natural hazards, known as the OWARNA project (Optimierung von Warnung und Alarmierung bei Naturgefahren). OWARNA has made it possible to implement measures to improve flood forecasts, such as their quality and availability, strengthen and standardise cooperation at the federal level, provide better information to local authorities and the public, and train local natural hazard advisors. The significant progress achieved through this project contributes to a functioning warning system. Future challenges are to establish crisis-proof forecast and warning systems as well as increase the readiness of the population to handle warnings properly. To meet these challenges, the authorities and the population will essentially need to better understand the potential impacts of natural hazards. In addition, there is a need for standardisation among suppliers of storm warnings.

Die Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft registrierte für das Jahr 2014 Gesamtschäden durch Hochwasser, Rutschungen, Murgänge und Sturzprozesse von rund 100 Mio. CHF. Der Wert liegt deutlich unter dem teuerungsbereinigten Durchschnitt der Jahre 1972–2013 von 324 Mio. CHF. Der Anteil der durch Gewitter und intensive Niederschläge verursachten Schäden war mit 75% deutlich höher als das langjährige Mittel (45%). Den Grossteil der Schäden verursachten Hochwasser (90 Mio. CHF). Rund 80% der Gesamtschäden entstanden im regenreichen Juli. Hohe Schadenskosten entstanden am 12. Juli in der Region Köniz BE, am 24. Juli in Schangnau, BE und am 28. Juli in Altstätten, SG. Insgesamt sechs Todesfälle waren 2014 zu beklagen. Eine Frau starb am 12. Juli in Köniz, BE bei einem Hochwasser und ein Mann infolge des von einer Hangmure verursachten Zugunglücks vom 13. August in Tiefencastel, GR. Starke, andauernde Niederschläge lösten im November im Tessin diverse Erdrutsche aus. Dabei starben insgesamt vier Menschen

Im Jahr 2013 verursachten Rutschungen, Murgänge, Hochwasser und Sturzereignisse rund 125 Mio. CHF Schäden. Ein Vergleich mit dem langjährigen, teuerungsbereinigten Mittelwert (1972-2012) von 329 Mio. CHF zeigt, dass es sich 2013 um ein eher schadenarmes Jahr handelte. Insgesamt waren im Jahr 2013 drei Todesfälle zu beklagen.
Im Val Parghera GR intensivierte sich im Frühjahr die Bewegung von mehreren 100 000 m³ Erdmaterial. Durch die damit verbundene starke Murgangaktivität wurde seit Mitte April viel Material ins Tal verfrachtet. Ein heftiges Gewitter im Raum Schaffhausen führte am 2. Mai zu grossen Überschwemmungsschäden. Am gleichen Tag ertrank in Sulz AG eine Frau, die vom Sulzerbach mitgerissen wurde. Beinahe 50% der Gesamtschäden im Jahr2013 sind auf das Ereignis vom 31. Mai bis 2. Juni zurückzuführen, als lang andauernde Niederschläge zu grossen Überschwemmungs- und Rutschungsschäden im Kanton St. Gallen und weiteren Regionen führten. Der Juli war geprägt durch mehrere Gewitterereignisse. Diese verursachten Schäden am 2. Juli im Kanton Luzern, am 20. Juli in Saas GR und am 29.,Juli in den Kantonen Tessin, Genf und Bern.

Im Jahr 2012 verursachten Rutschungen, Murgänge, Hochwasser und Sturzereignisse Schäden von knapp 40 Mio. CHF. Verglichen mit dem teuerungsbereinigten Mittelwert (1972–2011) von 329 Mio. CHF handelte es sich um ein schadenarmes Jahr. Hochwasser und Murgänge waren für 71% aller Schäden verantwortlich, während Sturzereignisse rund 24% der Gesamtschäden verursachten. Der hohe Anteil der durch Sturzprozesse verursachten Schäden ist auf die Ereignisse in Gurtnellen UR zurückzuführen, wo Felsmassen die Geleise der Gotthardstrecke im Verlaufe des Jahres mehrmals verschütteten. Insgesamt waren im Jahr 2012 fünf Todesfälle infolge von Sturzprozessen zu beklagen.
Die zweite Jahreshälfte war geprägt durch Hochwasserereignisse. Heftige Regenfälle führten am 28. Juli zu überfluteten Kellern und Strassen in Frenkendorf, Füllinsdorf und Giebenach BL. Infolge eines starken Gewitters am 20. August wurden mehr als 100 Gebäude in Bomatt und Zollbrück BE beschädigt. Dauerregen führte am 9. und 10. Oktober zu unzähligen überschwemmten Kellern und Strassen vor allem in den Kantonen Aargau, Basel-Landschaft, Luzern, Schwyz und Zürich. Von den grossen Regensummen am 10. November war vor allem der Kanton Waadt stark betroffen.

Im Jahr 2011 wurden durch Rutschungen, Murgänge, Hochwasser und Sturzereignisse Schäden von rund 119 Mio. CHF verursacht. Verglichen mit dem teuerungsbereinigten Mittelwert (1972-2010) von etwa 344 Mio. CHF handelte es sich um ein eher schadenarmes Jahr.
Am 10. Oktober führten lang anhaltende Niederschläge und Schneeschmelze zu Schäden von rund 85 Mio. CHF in den Kantonen Bern, Wallis und Glarus. Rund 71% der Gesamtschäden 2011 sind auf dieses Ereignis zurückzuführen. Betroffen waren hauptsächlich das Berner Oberland und das Lötschental VS. Sehr starke Niederschläge Ende Juni führten zu unzähligen überschwemmten Kellern und Strassen im Kanton Schwyz. Heftige Gewitter verursachten am 10. Juli in der Ostschweiz massive Überschwemmungen, so z.B. in Herisau AR. Am 13. Juli entstanden vor allem in den Kantonen Aargau, Tessin, Zürich und Solothurn Schäden durch heftige Regenfälle, Windböen und Hagelstürme. Ein Todesfall infolge eines Steinschlags war in Poschiavo GR im Juli zu beklagen.

D-PHASE was a Forecast Demonstration Project of the World Weather Research Programme (WWRP) related to the Mesoscale Alpine Programme (MAP). Its goal was to demonstrate the reliability and quality of operational forecasting of orographically influenced (determined) precipitation in the Alps and its consequences on the distribution of run-off characteristics. A special focus was, of course, on heavy-precipitation events.
The D-PHASE Operations Period (DOP) ran from June to November 2007, during which an end-to-end forecasting system was operated covering many individual catchments in the Alps, with their water authorities, civil protection organizations or other end users. The forecasting system's core piece was a Visualization Platform where precipitation and flood warnings from some 30 atmospheric and 7 hydrological models (both deterministic and probabilistic) and corresponding model fields were displayed in uniform and comparable formats. Also, meteograms, nowcasting information and end user communication was made available to all the forecasters, users and end users. D-PHASE information was assessed and used by some 50 different groups ranging from atmospheric forecasters to civil protection authorities or water management bodies.
In the present contribution, D-PHASE is briefly presented along with its outstanding scientific results and, in particular, the lessons learnt with respect to uncertainty propagation. A focus is thereby on the transfer of ensemble prediction information into the hydrological community and its use with respect to other aspects of societal impact. Objective verification of forecast quality is contrasted to subjective quality assessments during the project (end user workshops, questionnaires) and some general conclusions concerning forecast demonstration projects are drawn.

In the course of the D-PHASE project, a visualisation platform was created, which provided a large amount of meteorological and hydrological information that was used not only by scientists, but also by scientifically aware laypeople in the field of flood prevention. This paper investigates the benefits of the platform for its end-users' situation analysis and decision making, and in particular, its usefulness in providing an ensemble of models instead of already interpreted forecasts. To evaluate the platform's impact on users in Switzerland, a panel approach was used. Twenty-four semi-standardized questionnaires were completed at the beginning of the demonstration phase and 27 questionnaires were completed five months later. The results suggest that the platform was perceived as adding value to both situation analysis and decision making, and helped users to feel more confident about both. Interestingly, users' preference for receiving complex, primary information and forming their own impressions over receiving interpreted information and recommendations increased during the demonstration phase. However, no actual improvement in the quality of decisions was reported.

Für das Jahr 2010 wurden Unwetterschäden von rund 63 Mio. CHF verzeichnet. Nach dem schadenreichen Unwetterjahr 2007 ist dies das dritte Jahr in Folge mit einer unterdurchschnittlichen Schadenssumme. Der teuerungsbereinigte Mittelwert der Jahre 1972 bis 2009 beträgt rund 350 Mio. CHF. Glücklicherweise wurden 2010 keine Menschen durch Hochwasser, Murgänge, Rutschungen oder Sturzprozesse getötet.
Am 6. Juni führten Gewitter zu mehr als 25 Mio. CHF Schadenskosten und somit zum schadenreichsten Ereignis des Jahres. Betroffen war vor allem der Kanton Bern, wo es zu Überschwemmungen und Erdrutschen im Aaretal kam. Auch die Gewitter vom 10. Juli zogen primär den Kanton Bern in Mitleidenschaft. Im Raum Saanen- und Simmental kam es zu überfluteten Kellern und Strassen. Wegen heftiger Niederschläge am 12. Juli uferten hauptsächlich in Muotathal SZ sowie Flums SG Bäche aus. Lang anhaltende Regenfälle führten am 6. August zu bedeutenden Schäden im Glarner Unterland. In Ziegelbrücke stürzte wegen Unterspülung sogar eine Gebäudefassade teilweise ein. Am 23. Juli und 12. August kam es im  Spreitgraben in Guttannen BE zu massiven Murgängen.
Erwartungsgemäss entstanden die meisten Schäden, nämlich mehr als 97%, in den Sommermonaten Juni bis August.

IFKIS-Hydro is an information and warning system for hydrological hazards in small- and medium-scale catchments. The system collects data such as weather forecasts, precipitation measurements, water level gauges, discharge simulations and local observations of event-specific phenomena. In addition, IFKIS-Hydro incorporates a web-based information platform, which serves as a central hub for the submission and overview of data. Special emphasis is given to local information. This is accomplished particularly by human observers. In medium-scale catchments, discharge forecast models have an increasing importance in providing valuable information. IFKIS-Hydro was developed in several test regions in Switzerland and the first results of its application are available now. The system is constantly extended to additional regions and may become the standard for warning systems in smaller catchments in Switzerland.

Long-term data on precipitation and runoff are essential to draw firm conclusions about the behavior and trends of hydrological catchments that may be influenced by land use and climate change. Here the longest continuous runoff records from small catchments (<1 km²) in Switzerland (and possibly worldwide) are reported. The history of the hydrological monitoring in the Sperbel- and Rappengraben (Emmental) is summarized, and inherent uncertainties in the data arising from the operation of the gauges are described. The runoff stations operated safely for more than 90% of the summer months when most of the major flood events occurred. Nevertheless, the absolute values of peak runoff during the largest flood events are subject to considerable uncertainty. The observed differences in average, base, and peak runoff can only partly be attributed to the substantial differences in forest coverage. This treasure trove of data can be used in various ways, exemplified here with an analysis of the generalized extreme value distributions of the two catchments. These distributions, and hence flood return periods, have varied greatly in the course of one century, influenced by the occurrence of single extreme events. The data will be made publicly available for the further analysis of the mechanisms governing the runoff behavior of small catchments, as well as for testing stochastic and deterministic models.

Durch den Bau des neuen Bahnhofs Löwenstrasse wird das Überschwemmungsrisiko in der Zürcher Innenstadt und auf der Baustelle Durchmesserlinie erhöht. Im vorliegenden Artikel präsentieren wir die Umsetzung von Vorhersageprodukten eines komplexen, probabilistischen Hochwasservorhersagesystems für das Einzugsgebiet der Sihl (Regionalmodul IFKIS-Hydro Sihl). Modellausgaben werden mit Produkten zur Entscheidungshilfe ergänzt und dienen der Früherkennung potentiell bedrohlicher Abflussereignisse. Im Falle von prognostizierten kritischen Hochwasserspitzen der Sihl sind die folgenden organisatorischen Massnahmen vorgesehen: (i) Vorabsenkung des Sihlsees zur Reduktion der Abflussspitzen im Raum Zürich Hauptbahnhof und (ii) Alarmorganisation zur Einleitung einer Baustellenräumung und einer allfälligen Baustellenflutung. Über eine mögliche Vorabsenkung oder eine Baustellenräumung und -flutung entscheiden zwei verschiedene Expertengruppen. Das System IFKIS-Hydro Sihl wird in der ersten Bauphase des Projektes Durchmesserlinie bislang erfolgreich eingesetzt. Dies setzt voraus, dass das System durch gut geschultes Personal betrieben wird, das in verschiedenen Situationen mit Unsicherheiten der meteorologischen und vor allem hydrologischen Modelldaten umzugehen weiss und diese den Endnutzern kommunizieren kann. Glücklicherweise sind seit Baubeginn grössere Abflussereignisse ausgeblieben. Im vorliegenden Artikel wird anhand von zwei mittleren Ereignissen (Juli und August 2009) der Umgang mit den Vorhersageprodukten erläutert. Zudem wird auf die daraus abgeleiteten Empfehlungen an die Endbenutzer eingegangen.