Zusätzlich zu den bisherigen Untersuchungen wurde ein alternativer Ansatz zur Abschätzung lokaler Niederschlagsschwellenwerte entwickelt. Dieser Ansatz beruht auf der Überlegung, dass ein lokaler Niederschlagsschwellenwert über jene Niederschlagskennwerte festgelegt werden kann, bei denen ein markanter Anstieg von Einsätzen in der jeweiligen Gemeinde zu verzeichnen ist. Der Vorteil liegt darin, dass vorab kein fixer Einsatzschwellenwert (z.B. ESW50, ESW25, ESW10) definiert werden muss und alle Ereignisse mit wasserbezogenen Einsätzen in der Aus-wertung berücksichtigt werden.
Wie für den zweiten Gruppierungsansatz in Kapitel 4.4, wurden für jede Gemeinde aus den räumlich geglätteten Niederschlagsrastern eine Zeitreihe der Kennwerte für kurzen Starknieder-schlag (03rmax) und langanhaltenden NiederStarknieder-schlag (12rsum) mit täglicher Auflösung berechnet.
Daraufhin wurden Niederschlagsereignisse abgegrenzt: Dabei wurde definiert, dass nieder-schlagsfreie Pausen von mindestens 6 Stunden Länge einzelne Niederschlagsereignisse voneinan-der trennen. Aus voneinan-der kantonalen Studie ist bekannt, dass Notrufe relativ schnell nach dem Ein-setzen von Niederschlägen, teilweise schon in der ersten Stunde, erfolgen. Ausserdem ist be-kannt, dass möglicherweise noch Stunden nach dem letzten Niederschlag Notrufe eingehen. Als Ende eines Niederschlagsereignisses wurde für den alternativen Ansatz daher der Zeitpunkt des nächsten Niederschlagsereignisses minus 1 Stunde gewählt.
Für jede Gemeinde wurde für jedes Niederschlagsereignis, auch für jene ohne Einsätze, das Ma-ximum der Niederschlagskennwerte ermittelt. Die resultierenden Werte wurden in Klassen ein-geteilt (z.B. 0 bis 5 mm, 5 bis 10 mm etc.). Für alle Ereignisse einer Klasse wurden Quantile der Anzahl der zugehörigen Einsätze berechnet und als Boxplot dargestellt. Die entsprechenden Er-gebnisse für die fünf Gemeinden sind in Abbildung 19 dargestellt. Nun wurde geprüft, ob ein markanter Anstieg von Einsätzen in einer Gemeinde festgestellt werden kann und mit welchen Niederschlagskennwerten dieser Anstieg verbunden ist.
Eine Abhängigkeit der Anzahl Einsätze vom Niveau des Niederschlagskennwertes 03rmax (maxi-male Niederschlagsintensität in den 3 Stunden vor dem Einsatz, linke Spalte in Abbildung 19) ist in Ansätzen für Wädenswil, Winterthur und Zürich erkennbar. Für Wädenswil und Winterthur ist dies auch für den Niederschlagskennwert 12rsum (12 h Niederschlagssumme vor dem Einsatz, rechte Spalte in Abbildung 19) einigermassen gut möglich. In diesen Gemeinden sind die meisten Einsätze aufgetreten. In den anderen Gemeinden war die Zahl der Einsätze geringer und der Zusammenhang weniger ausgeprägt. Insgesamt scheint eine belastbare Abschätzung eines Nie-derschlagsschwellenwertes für die einzelnen Gemeinden basierend auf diesem zweiten Ansatz ebenfalls schwierig und wenn, dann nur für einzelne Gemeinden mit sehr guter Datenlage sinn-voll.
Kurze Starkniederschläge langanhaltende Niederschläge
Bäretswil Bäretswil
Stammheim Stammheim
Wädenswil Wädenswil
Winterthur Winterthur
Zürich Zürich
Abbildung 19: Alternativer Ansatz zur Abschätzung der Niederschlagsschwellenwerte. Dargestellt ist die Abhängigkeit der Anzahl Einsätze von den Niederschlagskennwerten 03rmax (links) und 12rsum (rechts) für die ausgewählten Gemeinden (Bäretswil, Stammheim, Wädenswil, Winterthur, Zürich). Berechnet wurden Boxplots aller Einsätze gruppiert nach Wertebereichen der Niederschlagskennwerte (03rmax und 12rsum) für alle Niederschlagsereignisse im ausgewerteten Zeitraum 11/2012 bis 01/2018.
5 Fazit und Ausblick
Die Ergebnisse der vorliegenden Studie zeigen, dass v.a. die Datenlage zu den dokumentierten Ereignissen darüber entscheidet, ob und wie gut Aussagen zu Niederschlagsschwellenwerten und einer Häufung von Einsätzen auf lokaler Ebene möglich sind. In diesem Zusammenhang ist eine gute Dokumentation entscheidend. Eine Datenreihe muss sowohl die Länge des Betrach-tungszeitraums als auch das Auftreten grösserer relevanter Ereignisse im entsprechenden Be-trachtungszeitraum und in der entsprechenden Region abdecken.
Da in der kantonalen Studie [1] sehr gute Aussagen getroffen werden konnten, erscheint eine Übertragung des Vorgehens auf ähnlicher Skala, also z.B. auf kantonaler Ebene, sinnvoll und naheliegend. Es ist allerdings davon auszugehen, dass sich Einsatzschwellenwerte und damit ver-bundene Niederschlagsschwellenwerte nicht ohne weiteres übertragen lassen, sondern sich von Kanton zu Kanton unterscheiden. Massgebende Einflussgrössen sind nicht nur die naturräumli-chen Gegebenheiten, sondern auch die Organisationsstruktur der Einsatzkräfte. Vorab wäre zu klären, welche Kantone über ein ähnliches, zentral organisiertes Meldesystem zur Einsatzkoordi-nation verfügen, und wie gut die Einsätze in der Vergangenheit dokumentiert wurden. Weitere wichtige Bedingungen sind die Länge der Zeitreihe sowie das Auftreten grösserer Ereignisse im Betrachtungszeitraum.
Der Mehrwert einer Untersuchung anderer Kantone mit der gleichen Vorgehensweise wie in der kantonalen Studie [1] wäre dahingehend, dass Grundlagen zur besseren Planbarkeit geschaffen würden und die für den Kanton Zürich festgelegten Schwellenwerte weiter geprüft werden könn-ten. Ein Vergleich mehrerer Kantone basierend auf der gleichen Methodik würde den Mehrwert einer langfristigen Ereignis- und Einsatzdokumentation aufzeigen und ausserdem helfen, die Me-thodik zu optimieren und weiterzuentwickeln.
Grundsätzlich ist die Methodik aus [1] auch auf andere Organisationen anwendbar, die Einsätze im Zusammenhang mit Bevölkerungsschutz durchführen. Ein Überblick über die Situation auf nationaler Ebene wäre v.a. für die Planung und Koordination der Einsätze und nationaler Res-sourcen bei grossflächigen Katastrophensituationen interessant. Weiter könnten auch Betreiber wichtiger Infrastrukturanlagen wie zum Beispiel von Verkehrswegen, oberirdischen Leitungssys-temen, Sendeanlagen etc. an individuell ermittelten Einsatzschwellenwerten interessiert sein. So kann zum Beispiel das Personal für den Pikettdienst bedarfsgerechter organisiert und damit Res-sourcen eingespart werden.
Einen wichtigen Aspekt für weiterführende Studien im Zusammenhang mit der Optimierung der Einsatzplanung stellen die in Zukunft veränderten klimatischen Rahmenbedingungen dar. Zum Zeitpunkt der kantonalen Studie [1] waren die Informationen über die Entwicklung von Nieder-schlagsextremen noch mit grossen Unsicherheiten behaftet und Aussagen bezüglich Häufigkeit und Intensität vor allem von kurzen Starkniederschlägen schwer möglich. Für langanhaltende Niederschläge wurde gestützt auf Daten von Scherrer et al. [10] von einer Zunahme um 10% bis 2040 ausgegangen. Die damit verbundene Änderung der Einsatzzahlen wurde als relativ gering eingestuft. Für einen längeren Betrachtungshorizont bis Ende des Jahrhunderts ist jedoch, ab-hängig vom Emissionsszenario, von einer stärkeren Zunahme der langanhaltenden Niederschläge und damit auch grösseren Auswirkungen auf die Einsatzzahlen auszugehen.
Die Qualität der verfügbaren Informationen zu den zukünftigen klimatischen Bedingungen und besonders zur Entwicklung von Niederschlagsextremen, hat sich mit der Publikation der Klimas-zenarien CH2018 [11] allerdings deutlich verbessert. Mit den KlimasKlimas-zenarien CH2018 und den
Die Klimaszenarien CH2018 lassen verlässlichere Aussagen über die Verhältnisse in der zweiten Hälfte des 21. Jahrhunderts zu. Diese umfassen eine Zeitperiode, in der Klimaänderungen deut-licher spürbar sein werden. Es ist wahrscheinlich, dass mit diesen Änderungen die Zahl der Ereig-nisse mit einer Häufung von Einsätzen von Blaulichtorganisationen zunehmen wird. Damit wer-den nicht nur veränderte Anforderungen für die bereitstehenwer-den Einsatzkräfte, sondern auch steigenden Kosten verbunden sein. Diese Entwicklung frühzeitig zu erkennen und einzuordnen ist ein wesentlicher Bestandpunkt eines vorrausschauenden Bevölkerungsschutzes.
Referenzierte Dokumente
[1] BABS Hrsg. / geo7 AG (2019): Starkniederschläge und Einsatzplanung von Schutz & Rettung Zürich – Studie im Rahmen des National Centre for Climate Services NCCS. Bundesamt für
Bevölkerungsschutz (BABS), Bern.
[2] Einsatzdaten Schutz & Rettung Zürich 06.07.2005–07.01.2018. Unveröffentlichte Daten [3] CombiPrecip Niederschlagsdaten MeteoSchweiz. Hourly Precipitation Estimation through
Raingauge-Radar: CombiPrecip.
https://www.meteoschweiz.admin.ch/content/dam/mete- oswiss/de/service-und-publikationen/produkt/raeumliche-daten-combiprecip/doc/ProdDoc_Combi-Precip.pdf Stand: 20.12.2020
[4] Naturgefahrenkarte Wasser. Geographisches Informationssystem des Kanton Zürich (GIS-ZH).
http://www.geolion.zh.ch/geodatensatz/784 Stand: 01.01.2017
[5] geo7 (2018): GefährdungskarteOberflächenabfluss Schweiz im Auftrag von BAFU SVV, KGV https://map.geo.admin.ch Stand: 01.07.2018
[6] Amtliche Vermessungsdaten AV DM01-ZH, Grunddatensatz. Geographisches Informationssystem des Kantons Zürich (GIS-ZH). https://geolion.zh.ch/geodatenprodukt/1035 Stand: 26.06.2018
[7] Bevölkerungsverteilung 2010. Hektardaten aus GEOSTAT (STATPOP 2010).
[8] Gebäudeversicherung Kanton Zürich GVZ (2019): Zusammenarbeit
https://www.gvz.ch/_file/1154/folie-104-01-01-2019-zusammenarbeit.pdf Stand 2020.12.2020 [9] Bundesamt für Statistik (2005): Die Raumgliederungen der Schweiz
https://www.bfs.admin.ch/bfsstatic/dam/assets/342284/master Stand 2020.12.2020
[10] Scherrer, S. C., Fischer, E. M., Posselt, R., Liniger, M. A., Croci-Maspoli, M., Knutti, R. (2016):
Emerging trends in heavy precipitation and hot temperature extremes in Switzerland. Journal of Geophysical Research Atmosphere 121.
[11] CH2018 (2018), 10 – Climate Scenarios for Switzerland, Technical Report, National Centre for Climate Services, Zurich, 271 pp.
Anhang A
Anhang A.1 Fragenkatalog Interviews
1. Name der Gemeinde
2. Handelt es sich um eine Berufs- oder eine freiwillige Feuerwehr?
a. Berufsfeuerwehr b. Freiwillige Feuerwehr
3. Wie gross ist (ungefähr) der Anteil wasserbezogener Einsätze an der Gesamtzahl der Eins-ätze?
4. Welches sind die häufigsten wasserbezogenen Einsätze (Nummerierung nach Relevanz)?
a. Pumparbeiten/Wasser im Gebäude b. Installation mobiler Schutzbauten
c. Entfernen von Verklausungen/Aufräumarbeiten d. Ableitung Hochwasser in Überschwemmungsbereiche e. Wartung/Beaufsichtigung Dämme
f. Sicherung von Gefahrenbereichen g. Weitere?
5. Gibt es in der Gemeinde «Hotspots» für wasserbezogene Einsätze (z.B. bestimmte Bach-abschnitte)? Falls ja, welcher Art (eine kurze Beschreibung wäre hilfreich)?
6. Kommt es auf Gemeindegebiet bei wasserbezogenen Einsätzen häufiger zu Einschrän-kungen in der Nutzung von Zufahrtsstrassen, also der Erreichbarkeit bestimmter Gebiete?
Falls ja, was ist/sind die Ursache/n (z.B. Überschwemmung der Strasse)
7. Welche Ressourcen sind relevant für wasserbezogene Einsätze (Wasser im Gebäude, Hochwasser)?
8. Welche Ressourcen sind limitierend bei wasserbezogenen Einsätzen (Wasser im Ge-bäude, Hochwasser)?
9. Wieviel Fahrzeuge stehen für wasserbezogene Einsätze (Wasser im Gebäude, Hochwas-ser) zur Verfügung?
10. Wie gross ist die verfügbare Mannschaft?
11. Wieviel Pumpen stehen zur Verfügung?
12. Bei wie vielen gleichzeitigen Einsätze wird eine Belastungsgrenze erreicht (Einsatzschwel-lenwert)?
13. Bei welcher Art wasserbezogener Einsätze wird die Belastungsgrenze am ehesten er-reicht?
14. Gibt es Zusammenarbeits-/Anschlussverträge? Wenn ja: Wann wurden Zusammenar-beits-/Anschlussverträge in Anspruch genommen (Datum, Anzahl Einsätze im Zeitraum)?
15. Welche Ereignisse waren zum Beispiel eine Herausforderung? Für jedes Ereignisbeispiel:
a. Datum?
b. Grund der Einsätze?
c. Wie viele Pumpen waren im Einsatz?
d. Wie viele Angehörige der Feuerwehr waren im Einsatz?
e. Wie viele Fahrzeuge waren im Einsatz?
f. Wie viele Einsätze gab es im Verlauf dieser Ereignisse?
g. Wurden Zusammenarbeits-/Anschlussverträge in Anspruch genommen?
16. Was ist Ihrer Meinung nach massgeblich für das Erreichen einer Belastungsgrenze (bitte der Relevanz entsprechend nummerieren)?
a. Material b. Mannschaft
c. Disposition durch Hauszentrale
d. Entfernungen (Besiedlungsdichte) im Gemeindegebiet e. Zugänglichkeit (Topographie) im Gemeindegebiet f. Versiegelungsgrad
g. Oberflächenabfluss
17. Mit welchen Massnahmen könnte Ihrer Meinung nach die grösste Wirkung erzielt wer-den?
Anhang A.2 Tabellen der Ereignisse für ESW50 und ESW25
Tabelle 2: Ereignisse mit 50 (ESW50) oder mehr Einsätzen innerhalb von sechs Stunden (8 Ereignisse, chronologisch sortiert). Kategorie 1 «langandauernder Niederschlag», Kategorie 2 «kurzer Starkniederschlag». «Anteil» definiert den Anteil der Einsätze pro Ereignis an der Gesamtzahl der Einsätze in %.
von bis Kategorie #Einsätze Anteil
02.05.2013 19:00 03.05.2013 00:00 2 536 8.4
01.06.2013 02:00 01.06.2013 21:00 1 331 5.2
13.07.2014 00:00 13.07.2014 09:00 2 101 1.6
22.07.2014 09:00 22.07.2014 18:00 1 135 2.1
28.07.2014 18:00 28.07.2014 20:00 2 56 0.9
07.06.2015 22:00 08.06.2015 09:00 2 427 6.7
24.06.2016 21:00 24.06.2016 22:00 2 60 0.9
03.01.2018 10:00 03.01.2018 14:00 1 113 1.8
Tabelle 3: Ereignisse mit 25 (ESW25) oder mehr Einsätzen innerhalb von sechs Stunden (20 Ereignisse, chronologisch sortiert). Kategorie 1 «langandauernder Niederschlag», Kategorie 2 «kurzer Starkniederschlag». «Anteil» definiert den Anteil der Einsätze pro Ereignis an der Gesamtzahl der Einsätze in %.
von bis Kategorie #Einsätze Anteil
02.05.2013 19:00 03.05.2013 00:00 2 536 8.4
03.05.2013 08:00 03.05.2013 08:00 2 13 0.2
06.05.2013 19:00 06.05.2013 19:00 2 22 0.3
01.06.2013 02:00 01.06.2013 21:00 1 331 5.2
18.06.2013 21:00 18.06.2013 21:00 2 26 0.4
13.07.2014 00:00 13.07.2014 09:00 2 101 1.6
22.07.2014 09:00 22.07.2014 18:00 1 135 2.1
28.07.2014 18:00 28.07.2014 20:00 2 56 0.9
21.10.2014 21:00 21.10.2014 21:00 1 27 0.4
07.06.2015 22:00 08.06.2015 09:00 2 427 6.7
27.05.2016 20:00 27.05.2016 20:00 2 24 0.4
07.06.2016 17:00 07.06.2016 18:00 2 29 0.5
24.06.2016 21:00 24.06.2016 22:00 2 60 0.9
22.07.2016 15:00 22.07.2016 15:00 2 13 0.2
24.07.2016 21:00 24.07.2016 21:00 2 26 0.4
02.06.2017 19:00 02.06.2017 20:00 2 43 0.7
09.07.2017 19:00 09.07.2017 20:00 2 44 0.7
22.07.2017 23:00 22.07.2017 23:00 2 28 0.4
02.08.2017 02:00 02.08.2017 03:00 2 43 0.7
03.01.2018 10:00 03.01.2018 14:00 1 113 1.8
Anhang A.3 Vergleich der Niederschlagskennwerte der relevanten
Ereignisse (ESW25, ESW10)
Einsatzschwellenwert 50
Bäretswil, kurze Starkniederschläge Bäretswil, langandauernde Niederschläge
Stammheim, kurze Starkniederschläge Stammheim, langandauernde Niederschläge
Wädenswil, kurze Starkniederschläge Wädenswil, langandauernde Niederschläge
Winterthur, kurze Starkniederschläge Winterthur, langandauernde Niederschläge
Zürich, kurze Starkniederschläge Zürich, langandauernde Niederschläge
Abbildung 20: Vergleich der Niederschlagskennwerte der relevanten Ereignisse mit 50 und mehr Einsätzen (gepunktete, farbige Linien) mit den Niederschlagskennwerten aller anderen Ereignisse mit wasserbezogenen Einsätzen (Box-Whisker Plots) für die fünf ausgewählten Gemeinden Bäretswil, Stammheim, Wädenswil, Winterthur und Zürich. Abbildungen in der linken Spalte beziehen sich auf kurze Starkniederschläge, Abbildungen in der rechten Spalte auf langandauernde Niederschläge. Sofern die Gemeinde von mehr als einem relevanten Niederschlagsereignis betroffen war, ist ausserdem der Median über alle mit den Ereignissen verbundenen Einsätze dargestellt (schwarze gestrichelte Linie). (gc_max_01 bis gc_max_72 bezeichnen die maximale 1h-Intensität in den 1 bis 72 h vor dem jeweiligen Einsatz; gc_sum_01 bis gc_sum_72 bezeichnet die Niederschlagssumme in den 1 bis 72 h vor jedem Einsatz).
Einsatzschwellenwert 25
Bäretswil, kurze Starkniederschläge Bäretswil, langandauernde Niederschläge
Stammheim, kurze Starkniederschläge Stammheim, langandauernde Niederschläge
Wädenswil, kurze Starkniederschläge Wädenswil, langandauernde Niederschläge
Winterthur, kurze Starkniederschläge Winterthur, langandauernde Niederschläge
Zürich, kurze Starkniederschläge Zürich, langandauernde Niederschläge
Abbildung 21: Vergleich der Niederschlagskennwerte der relevanten Ereignisse mit 25 und mehr Einsätzen (gepunktete, farbige Linien) mit den Niederschlagskennwerten aller anderen Ereignisse mit wasserbezogenen Einsätzen (Box-Whisker Plots) für die fünf ausgewählten Gemeinden Bäretswil, Stammheim, Wädenswil, Winterthur und Zürich. Abbildungen in der linken Spalte beziehen sich auf kurze Starkniederschläge, Abbildungen in der rechten Spalte auf langandauernde Niederschläge. Sofern die Gemeinde von mehr als einem relevanten Niederschlagsereignis betroffen war, ist ausserdem der Median über alle mit den Ereignissen verbundenen Einsätze dargestellt (schwarze gestrichelte Linie). (gc_max_01 bis gc_max_72 bezeichnen die maximale 1h-Intensität in den 1 bis 72 h vor dem jeweiligen Einsatz; gc_sum_01 bis gc_sum_72 bezeichnet die Niederschlagssumme in den 1 bis 72 h vor jedem Einsatz).