Forschung

Gruppe für Geomorphologie, Naturgefahren- und Risikoforschung

Infrastruktur und systemische Vulnerabilität

Überblick / Wissenschaftliche Lücke

In der Schweiz sind auf nationaler Ebene bis zu 45% der Naturschäden an Gebäuden auf Hochwasserphänomene zurückzuführen (Quelle: AEAI-Statistik 2004-2013). Obwohl die Hochwassergefahr bereits gut bekannt und in den Gefahrenkarten ausgewiesen ist, sind die sozialen, ökologischen und wirtschaftlichen Auswirkungen vor allem für verschiedene Infrastrukturen auf nationaler Ebene noch wenig verstanden und dokumentiert.

 

Ziele

In diesem Forschungsprojekt untersuchen wir mögliche hochwasserbedingte Unterbrechungen des Schweizer Infrastrukturnetzes (d.h. Strassen- und Bahnnetze). Insbesondere (i) analysieren wir den Einfluss verschiedener Methoden zur Ableitung der Exposition der Infrastruktur auf nationaler Ebene, (ii) wir untersuchen die Variationen der Schweizer Infrastruktur-Topologie bei Hochwasser und (ii) schätzen die systemische Verwundbarkeit der Infrastruktur ab, indem wir die Anzahl der Personen analysieren, die bei Hochwasser aufgrund von Unterbrechungen z.B. des Strassennetzes betroffen sind. Dies schliesst eine direkte, lokale Auswirkung ein und auch, ob die Menschen in der Region oder auf nationaler Ebene in ihrer Mobilität (zur Arbeit, in Schulen, Krankenhäuser, ...) betroffen sind.

 

Methoden

Diese Forschung wird mit innovativen interdisziplinären Ansätzen durchgeführt, indem Techniken der Netzwerkwissenschaft und der Modellierung der menschlichen Mobilität eingesetzt werden. Messungen der Zentralität des Netzes, der Kosten, der Effizienz, der Robustheit, der Resilienz und der Clusterbildung werden numerisch berechnet, um die Veränderungen des Infrastrukturnetzes aufgrund von Überschwemmungen zu charakterisieren. Die Schätzung der Menschenströme durch das Schweizer Infrastrukturnetz, wird in Zusammenarbeit mit Swisscom, dem grössten Telekommunikationsunternehmen der Schweiz, unter Verwendung anonymisierter Mobiltelefonaufzeichnungen durchgeführt.

 

Ergebnisse

Die Ergebnisse dieser Forschung werden es ermöglichen, (i) die wichtigsten/empfindlichsten Teile des schweizerischen Infrastrukturnetzes ohne und mit Hochwasser zu kennen, (ii) die menschliche Mobilität in der Schweiz für einen Zeitraum von Tagen/Wochen ohne und mit Hochwasser zu evaluieren.

 

Leitung: Margreth Keiler

Forschungsschwerpunkt: Simone Loreti, Tsolmongerel Papilloud