In seiner Funktionalität auf die Lehre in gestalterischen Studiengängen zugeschnitten... Schnittstelle für die moderne Lehre
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Einführung:
In fast jedem Jahr ereignen sich auf der ganzen Welt große Überschwemmungen
Auch in Deutschland kam es in den vergangenen Jahren immer wieder zu großen Hochwassern
Hochwasser gefährden weiterhin Menschen, Sachwerte, Landwirtschaft und Umwelt
Durch Klimawandel wird sich das in Zukunft verstärken
Entstehung- Wie entsteht eigentlich Hochwasser?
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Zuerst trifft der Regen auf die Erdoberfläche
Ein Teil versickert im Boden, wird zwischengespeichert und trägt zur Entstehung vom Grundwasser bei
Ein weiterer Teil verdunstet direkt
Der Rest fließt über die Bodenoberfläche als Oberflächenabfluss in Gewässer, bis sie überschwemmen
Eigenschaften:
die Stärke der Überflutung hängt von verschiedenen Einflüssen ab:
Mögliche Lösung: sponge city:
Die Oberflächen werden heute durch Asphaltierung oder Beton immer mehr versiegelt und das Wasser gelangt kaum mehr auf natürliche Art und Weise in die Böden. Um den aktuellen ökologischen und gesellschaftlichen Herausforderungen zu begegnen, werden weltweit immer mehr «Schwammstädte» – oder eben «Sponge Cities» – errichtet.
Es ist eine Stadt, die überschüssiges Wasser aufsaugt, wie ein Schwamm. Eine Schwammstadt ist eine aktive urbane Landschaft, die Wasser absorbieren und die Schäden durch starke Regenfälle, die durch die globale Erwärmung verursacht werden, verringern soll. Interessanterweise arbeitet die Schwammstadt mit der Natur zusammen, anstatt zu versuchen, das Unvermeidliche zu bekämpfen.
Die Schwammstädte saugen das Wasser nicht nur auf, sondern reinigen es auch, bevor sie es in eine natürliche Quelle zurückführen. So kann das Wasser an diejenigen verteilt werden, die es brauchen.
Eine der Möglichkeiten, eine Stadt so zu verändern, dass sie mehr Wasser aufnehmen kann, ist die Umwandlung gewöhnlicher Gebäude in „intelligente Gebäude“. Bei einem intelligenten Gebäude ist das Dach mit Gras bewachsen, um Niederschläge zu absorbieren. Außerdem sind sie in hellen Farben gestrichen, die die Wärme reflektieren, anstatt sie zu absorbieren, und so die Verdunstung in der Umgebung der Gebäude beschleunigen. Durch die Absorption und die schnellere Verdunstung gibt es weniger überschüssiges Wasser, wodurch die Möglichkeit einer Überschwemmung minimiert wird.
Nicht nur die Gebäude werden angepasst. Straßen wurden aus porösen Materialien gebaut, die das Wasser zurückhalten und so die Auswirkungen von starken Regenfällen verringern.
Wie Hochwasser entsteht:
Welche Menge des Niederschlags versickert, hängt von den Eigenschaften des Bodens im Einzugsgebiet des Flusses ab:
mit Wasser gesättigt, weil es bereits seit Tagen regnet, oder
Boden ist gefroren, fließt fast der gesamte Niederschlag in die Bäche, Flüsse und Seen
Lange, großflächige Dauerregen - möglicherweise in Verbindung mit einer Schneeschmelze - lassen den Wasserstand in großen Flüssen steigen, da dort das Wasser aus vielen Nebenflüssen und Bächen des Einzugsgebietes zusammenströmt
Größe des Flussbettes bestimmt dabei, welche Wassermenge das Gewässer aufnehmen kann ->Erst wenn dieses Volumen ausgeschöpft ist, tritt der Fluss über seine Ufer: Es kommt zu Überschwemmungen. Die Hochwasserwelle fließt langsamer und flacher ab, je mehr Platz der Fluss zum Ausufern hat
Im Winter: Ursache für Hochwasser meistens ein Temperaturanstieg, der zur flachen Schneeschmelze führt. Fällt dann zusätzlich Regen auf den gefrorenen Boden, kann dieser nicht versickern und verschärft die Hochwassergefahrzusätzlich. Eine weitere Hochwasserursache bilden auf den Gewässern treibende Eisschollen, die sich z. B. an Brücken verkeilen und so das Wasser im Fluss aufstauen können.
Sommer: meist die hochwassertypische sogenannte Vb-Wetterlage: Hierbei handelt es sich um außergewöhnliche Tiefdruckgebiete, die über dem nördlichen Mittelmeer entstehen. In unseren Breitengraden sorgen sie für heftigste Niederschläge, die, sobald der Boden gesättigt ist, Flüsse und Bäche zu reißenden Strömen verändern können.
Örtlich begrenzte Starkregen - oft in der Kombination mit Gewittern - führen häufig in kleinen Flusseinzugsgebieten dazu, dass kleine Bäche und Flüsse in kurzer Zeit anschwellen. Sie entwickeln sich unter Umständen in diesen Gebieten zu Sturzfluten mit großer Zerstörungskraft
Wichtig für die Gestalt der Hochwasserwellen ist die Beschaffenheit des Einzugsgebietes eines Flusses. Hat das Einzugsgebiet eine runde Form, läuft das Wasser aus allen Teilen gleichzeitig zusammen. Es bildet sich eine kurze und sehr steile Hochwasserwelle. Im Gegensatz dazu fließt das Wasser aus lang gesteckter Einzugsgebieten in einer flachen, anhaltenden Welle ab
Von Starkregen spricht man bei großen Niederschlagsmengen je Zeiteinheit. Er fällt meist aus konvektiver Bewölkung (z.B. Cumulonimbuswolken). Starkregen kann überall auftreten und zu schnell ansteigenden Wasserständen und (bzw. oder) zu Überschwemmungen führen. Häufig geht Starkregen auch mit Bodenerosion einher.
Der DWD warnt deswegen vor Starkregen in 3 Stufen (wenn voraussichtlich folgende Schwellenwerte überschritten werden):
- der Nutzer soll per Knopfdruck einen bestimmten Bereich virtuell „fluten“ können
- soll Auswirkungen von Überschwemmungen (z. B. durch starken Regen, über die Ufer tretende Gewässer etc.) zeigen
- z.B. mit Tablet AR
- z.B. Überschwemmung live Vorort mit Tablet oder von Stadt
- 3D Modell von Müb aus z.B. Styropor und mit Tablet Simulation
-Baum/ Blatt Entwicklung in Jahreszeiten
-> Interaktion durch Jahreszeitenregler, Tag- und Nacht- Regler, Wetterbedingungen
-Überschwemmung von Venedig in der Zukunft
-Flugbahn von Zugvögeln
-Co2 Ausstoß Entwicklung
-Schimmelentwicklung