Modelling cities and water infrastructure dynamics

Urban water systems are under increasing pressure due to the impact of climate change, population growth and urbanisation. In order to make our urban water systems more adaptable to these challenges new water management strategies must be developed. During the last 20 years many new decentralised technologies have emerged and their integration with existing centralised technologies, in particular, creates complex interactions. To deepen our understanding of these interactions at the city scale and to identify possible transition strategies the development of a potential strategic planning tool is thus proposed. This paper focuses on the evolution of the urban environment and water system, in space and time, in the tool. The dynamics of the model is shown for alpine cities. Numerous test cases are stochastically generated by means of the virtual infrastructure benchmarking approach and evolved over time. Different scenarios for the development of the urban environment and water system are statistically evaluated. An increase of rainfall intensities of more than 10% was identified as critical for the performance of the combined sewer systems investigated. By using DAnCE4Water such critical points in the time line of system performance can be identified.</p

Significance of bed-load transport for flood protection and retention measures in alpine rivers – Numerical modeling of the Inn River in the Lower Inn Valley

Die Bedeutung des Hochwasserrisikomanagements im Alpenraum nimmt immer stärker zu. Ziel der Planung ist die Verringerung der hochwasserbedingten nachteiligen Folgen auf die menschliche Gesundheit, die Umwelt, das Kulturerbe und wirtschaftliche Tätigkeiten. Der Inn im Tiroler Unterinntal steht gegenwärtig im Mittelpunkt intensiver Untersuchungen zur Verbesserung des Hochwasserschutzes der angrenzenden Siedlungsräume. Die Betrachtung des Feststoffhaushaltes eines Fließgewässers bzw. die sich im Verlauf eines Hochwassers einstellenden Sohllagenänderungen können einen maßgeblichen Einfluss auf die Wirkung von Hochwasserschutzmaßnahmen und die Dotierung von Retentionsräumen haben. Der vorliegende Artikel befasst sich mit der Bedeutung des Geschiebetransportes für die schutzwasserbaulichen Planungen am Inn, welche Maßnahmen zum Schutz von Siedlungs- und Gewerbegebieten, wie Linearmaßnahmen, Erhalt der natürlichen Überflutungsräume und ungesteuerte und über ein Pegelkollektiv gesteuerte Retentionsräume umfasst. Anhand einer fraktionierten Geschiebetransportberechnung für den 73,5 km langen Gewässerabschnitt konnten sensible Bereiche für die Dotierung der Retentionsräume ausgemacht werden. Der Einfluss der morphologischen Änderungen bzw. der sich einstellenden Sohllagenänderungen während eines 100-jährlichen Hochwasserereignisses auf die Planung der Hochwasserschutz- und Retentionsmaßnahmen konnte aufgezeigt werden. Die aus dem durchgeführten Projekt gewonnenen Modellierungsergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für die weiteren Planungsschritte, um eine hinreichende und optimale Scheitelreduktion im Hochwasserfall sicher zu stellen.Flood risk management has become increasingly important in Alpine regions. Hence, the Inn River located in the lower Inn valley is focus of intensive research that aims to decrease flood risks for the densely settled valley plain. The movement of sediments within the river system or rather the development of the river bed during floods can have a significant impact on the effectiveness of flood protection measures and the dimensioning of retention areas. The study presented in this paper deals with flood mitigation systems for the Inn River, such as measures for protection of individual objects, lateral protection structures and uncontrolled and controlled retention areas. Through the project, understanding of potential impacts of morphodynamic changes on the efficiency and functionality of flood-protection measures was achieved. In order to identify sensitive areas for retention control, a multi-fractioned bed-load transport simulation was applied for the 73,5 km long reach of the Inn River. The simulation could prove the influence of morphological changes and resulting river bed formations during a 100 yr-flood on flood protection and retention measures. Presented modelling results aim to provide a profound basis for the further planning procedure of flood protection and retention measures in order to reach an efficient and optimized peak reduction in case of floods.(VLID)456930