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In der vorliegenden Arbeit wird mit dem Geoinformationssystem ArcGIS Pro auf Basis eines digitalen Geländemodells mit einer Gitterweite von einem Meter eine Topographische Gefährdungsanalyse durchge-führt. Damit werden die Auswirkungen von Starkregenereignissen auf die Gefahrenabwehr abgeschätzt. Diese wird für das gesamte Gebiet des Rhein-Sieg-Kreises in Nordrhein-Westfahlen durchgeführt. Die in dieser Analyse betrachteten Organisationen der Gefahrenabwehr sind Feuerwehren, Rettungsdienst und die Ortsverbände des THW im Kreisgebiet. Für die genannten Organisationen werden zunächst die Standorte sowie die dort stationierten Einheiten bzw. Fahrzeuge ermittelt und im Anschluss kartiert.
Mittels der Topographischen Gefährdungsanalyse werden ausschließlich anhand der Oberflächenbeschaffenheit Geländesenken und oberflächige Fließwege errechnet. Diese werden nach Prüfung und Bearbeitung zur Ermittlung der potentiellen objektbezogenen Gefährdungen der Liegenschaften der Organisationen sowie der Straßeninfrastruktur genutzt. Das für die Berechnung genutzte Untersuchungsgebiet erstreckt sich dabei in einigen Bereichen über die Verwaltungsgrenzen des Rhein-Sieg-Kreises hinaus, um die Grenzen der Wassereinzugsgebiete zu berücksichtigen.
Am Ende der Analyse werden aus den Ergebnissen beispielhaft Karten für die Organisationen der Gefahrenabwehr erstellt, um die Gefährdungen in einer übersichtlichen Form zu visualisieren und die Informationen nutzbar zu machen. Diese werden sowohl an die Art von seismischen Mikrozonierungskarten angelehnt als auch an bestehende Karten, wie sie z.B. bei den Feuerwehren genutzt werden, angepasst.
Aus der Bewertung der Standorte der Organisationen anhand der ermittelten Senken ergibt sich eine hohe Anzahl von etwa zwei Dritteln der Liegenschaften, welche durch Starkregenereignisse verursachte Überflutungen gefährdet sind. Daraus lässt sich ein Bedarf weiterer Untersuchungen ableiten. Auf Basis von Starkregengefahrenkarten, die auf komplexeren Berechnungsmodellen beruhen sowie Einzelfallbetrachtungen sollten diese Gefährdungen bestätigt oder widerlegt werden.
Vergangene Ereignisse haben gezeigt, dass es trotz gesetzlicher Vorgaben und technischer Regeln, welche die Notstromversorgung von Krankenhäusern bestimmen, zu Vorfällen mit menschlichen Verlusten als Folge von Stromausfällen kam. Deshalb befasst sich diese Masterthesis mit der Entwicklung einer Bewertungsmethode für die Notfallplanung von deutschen Krankenhäusern im Bereich der Energieversorgung unter Berücksichtigung von technischen und organisatorischen Anforderungen. Sie soll in der Krankenhausalarm- und Einsatzplanung Anwendung finden.
Das Ziel ist es, eine Methode zu entwickeln, welche von Anwender:innen mit unterschiedlicher Ausprägung der Fachexpertise in der Krankenhausalarm- und Einsatzplanung sowie Risikoanalyse genutzt werden kann. Über zwei Scoping Reviews für die Krankenhausalarm- und Einsatzplanung sowie zur Energieversorgung von Krankenhäusern werden bestehende Vorgaben und Konzepte sowie Anforderungen an die Methode ermittelt. Basierend auf diesen Informationen wird ein gestuftes Bewertungsmodell vorgeschlagen. Es setzt sich aus einer Synthese eines Verfahrens des Bundesamts für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe zur Vulnerabilitätsanalyse mit Methoden der multikriteriellen Entscheidungsunterstützung (Satisfizierungsverfahren und Analytic Network Process) zusammen. Anhand einer exemplarischen Durchführung erfolgte eine empirische Validierung. Des Weiteren wurden der Praxisbezug und die Anwendbarkeit mit Expert:innen-Gesprächen untersucht.
Als Ergebnis kann festgehalten werden, dass sich das gestufte Bewertungsmodell als Planungsmodell für die Bewertung der Energienotversorgung von Krankenhäusern eignet. Es ist in eine Einsteiger-, Fortgeschrittenen- und Expertenstufe unterteilt, um für alle Anwender:innen unabhängig von ihrer Fachexpertise nutzbar zu sein. Es sind weitere Arbeiten unter enger Einbindung von Krankenhausbetreibenden erforderlich, um anhand des Modells priorisierte Checklisten mit allgemeinen technischen und organisatorischen Anforderungen für die Fortgeschrittenenstufe zu entwickeln. Durch die exemplarische Durchführung hat sich herausgestellt, dass das gestufte Bewertungsmodell zudem zur Identifizierung von Abhängigkeiten und Kritikalität des untersuchten Systems genutzt werden kann.
Als Herausforderung stellte sich die Übertragung des Analytic Network Process zu einem Bewertungs- und Priorisierungssystem der technischen und organisatorischen Anforderungen in Verbindung mit der Vulnerabilität heraus. Die Anwendungsgrenzen werden durch die Stufung des Bewertungsmodells gering gehalten. Es sind jedoch weitere Arbeiten, wie die Erstellung eines Leitfadens, notwendig, um die praktische Umsetzung zu ermöglichen.
Die Dokumentation und Untersuchung von Massenbewegungen ist der entscheidende Schritt, um die Gefahr, die von ihnen ausgeht, zu identifizieren und im nächsten Schritt zu minimieren. Vor allem in Bergregionen kann dies im Extremfall Menschenleben retten.
Folglich untersucht diese Arbeit auf Grund bestehender Gefahr die räumliche Verteilung von Massenbewegungen in den drei iranischen Provinzen Alborz, Qazvin und Teheran.
In Anbetracht der immer weiter wachsenden Städte im erdbeben- und somit massenbewegungsgefährdeten Elbursgebirge wird mittels zweier quantitativer Analysen der isolierte Einfluss von straßen- und schienengebundener Verkehrsinfrastruktur auf Massenbewegungen (in den drei Provinzen) untersucht.
Beide Analysen vergleichen ausschließlich die lokale Häufung von Massenbewegungen mit dem vorhandenen Straßen- und Schienennetz: in der ersten Analyse durch das Vergleichen stattgefundener Massenbewegungen innerhalb von Teilgebieten des untersuchten Gebiets, in der zweiten Analyse werden die Häufungen in verschiedenen Abständen zu Straßen erfasst.
Anknüpfend an die zweite Analyse wird eine Bewertung der Häufigkeiten getätigt.
Es ergeben sich folgende wesentliche Erkenntnisse aus dieser Bachelorarbeit:
• Die Aussagekraft der Analysen kann höchstens so groß sein wie die Richtigkeit, Vollständigkeit und Detailliertheit der zur Verfügung gestellten Datenbanken
• Die verhältnismäßig große Fläche des Untersuchungsgebietes stellt eine hohe Fehlerquelle dar (z.B. durch das große Datenvolumen)
• Eine Anfälligkeitsanalyse auf Grund eines isoliert betrachteten Auslösefaktors ist mit vielen Fehlern und Annahmen behaftet (z.B. muss zunächst einmal angenommen werden, dass Massenbewegungen nicht durch andere Faktoren ausgelöst werden)
• Eine erhöhte Anfälligkeit des Untersuchungsgebietes gegenüber Massenbewegungen innerhalb von 50 m Abstand zu Straßen konnte durch die in dieser Arbeit beschriebenen „Straßenpufferanalyse“ nachgewiesen werden.
Die Analysen sind mit dem Programm ArcGIS durchgeführt. Ihre detaillierte Beschreibung ermöglicht es dem Leser, die Analysen weiterzuführen oder mit anderen Parametern zu wiederholen. Weiterführende Analysen beispielsweise in Form einer Risikokarte verhelfen den Menschen, Sachgüter und die Umwelt z.B. durch nachhaltige Bebauungspläne zu schützen.
Floods are a known natural hazard in Germany, but the amount of precipitation and ensuing high death toll and damages after the events especially from 14 to 15 July 2021 came as a surprise. Almost immediately questions about failure in the early warning chains and the effectiveness of the German response emerged, also internationally. This article presents lessons to learn and argues against a blame culture. The findings are based on comparisons with findings from previous research projects carried out in the Rhein-Erft Kreis and the city of Cologne, as well as on discussions with operational relief forces after the 2021 events. The main disaster aspects of the 2021 flood are related to issuing and understanding warnings, a lack of information and data exchange, unfolding upon a situation of an ongoing pandemic and aggravated further by critical infrastructure failure. Increasing frequencies of flash floods and other extremes due to climate change are just one side of the transformation and challenge, Germany and neighbouring countries are facing. The vulnerability paradox also heavily contributes to it; German society became increasingly vulnerable to failure due to an increased dependency on its infrastructure and emergency system, and the ensuing expectations of the public for a perfect system.
This article explores the relationship between digital transformation and disaster risk.Vulnerability studies aim at differentiating impacts and losses by using fine-grained information fromdemographic, social, and personal characteristics of humans. With ongoing digital development,these characteristics will transform and result in new traits, which need to be identified andintegrated. Digital transformations will produce new social groups, partly human, semi-human,or non-human—some of which already exist, and some which can be foreseen by extrapolating fromrecent developments in the field of brain wearables, robotics, and software engineering. Thoughinvolved in the process of digital transformation, many researchers and practitioners in the field ofDisaster Risk Reduction or Climate Change Adaptation are not yet aware of the repercussions fordisaster and vulnerability assessments. Emerging vulnerabilities are due to a growing dependency ondigital services and tools in the case of a severe emergency or crisis. This article depicts the differentimplications for future theoretical frameworks when identifying novel semi-human groups and theirvulnerabilities to disaster risks. Findings include assumed changes within common indicators of socialvulnerability, new indicators, a typology of humans, and human interrelations with digital extensionsand two different perspectives on these groups and their dependencies with critical infrastructure.
Remote sensing applications of change detection are increasingly in demand for many areas of land use and urbanization, and disaster risk reduction. The Sendai Framework for Disaster Risk Reduction and the New Urban Agenda by the United Nations call for risk monitoring. This study maps and assesses the urban area changes of 23 Mexican-USA border cities with a remote sensing-based approach. A literature study on existing studies on hazard mapping and social vulnerability in those cities reveals a need for further studies on urban growth. Using a multi-modal combination of aerial, declassified (CORONA, GAMBIT, HEXAGON programs), and recent (Sentinel-2) satellite imagery, this study expands existing land cover change assessments by capturing urban growth back to the 1940s. A Geographic Information System and census data assessment results reveal that massive urban growth has occurred on both sides of the national border. On the Mexican side, population and area growth exceeds the US cities in many cases. In addition, flood hazard exposure has grown along with growing city sizes, despite structural river training. These findings indicate a need for more risk monitoring that includes remote sensing data. It has socio-economic implications, too, as the social vulnerability on Mexican and US sides differ. This study calls for the maintenance and expansion of open data repositories to enable such transboundary risk comparisons. Common vulnerability variable sets could be helpful to enable better comparisons as well as comparable flood zonation mapping techniques. To enable risk monitoring, basic data such as urban boundaries should be mapped per decade and provided on open data platforms in GIS formats and not just in map viewers.
Resilience in relation to flood risk management (FRM) is not a new concept, yet parts of the FRM community are still struggling to apply it. The main challenge this study addresses is the question as to whether parts of the FRM community should still adopt, or rather “leap‐frog,” resilience. The main purpose is to evaluate whether resilience is a still on‐going trend or, already subsiding. Research suggests that resilience is an on‐going trend that connects research and policy and has gained international recognition as expressed by international guidelines and bodies promoting its research but also its operationalization. Academic literature in the area of FRM also shows a significant continuing development. Resilience enables to analyze dynamics and transformations of riverine areas, or coastal zones in connection to an integrated social‐environmental system approach with more emphasis and conceptual basis than previous concepts. Resilience is more than a short‐lived notion and it appears that FRM researchers cannot avoid addressing it. Resilience often is a convergence of ideas and mainstreaming of efforts, which in many venues is absolutely necessary and can help, for example, to decrease silo‐thinking. But as academics, we have a mandate to remain skeptical and remain on the look‐out for novel ideas, too.
This article is categorized under:
Engineering Water > Planning Water
Bridging Gaps in Minimum Humanitarian Standards and Shelter Planning by Critical Infrastructures
(2021)
Current agendas such as the Sendai Framework for Disaster Risk Reduction or the Sustain-able Development Goals are demanding more integration of disaster risk management into otherthematic fields and relevant sectors. However, certain thematic fields such as shelter planning andcritical infrastructure have not been integrated yet. This article provides an analysis of minimumhumanitarian standards contained in the well-known Sphere handbook. Gaps are identified forseveral critical infrastructure services. Moreover, guidance on how to derive infrastructure or lifelineneeds has been found missing. This article analyses the missing service supply and infrastructureidentification items and procedures. The main innovation is a more integrative perspective on infras-tructure that can improve existing minimum humanitarian standards. It can guide the provision ofinfrastructure services to various types for different hazard scenarios, hence make humanitarian aidand shelter planning more sustainable in terms of avoiding infrastructure or lifeline shortages.
At the case study of the city of Cologne and the neighbouring Rhein‐Erft‐Kreis (a county), selected resilience aspects of critical infrastructure (CI) and cascading effects are analysed concerning major river floods. Using a Geographic Information System, the applicability of the approach is demonstrated using open source software and data, augmented by manual entries. This study demonstrates the feasibility and limitations of analysing lifeline features of interest for disaster risk and emergency management such as roads, bridges and electricity supply. By highlighting interdependencies of emergency services with CI such as roads, cascading effects of interconnected paths are shown. The findings indicate that in an extreme event flood scenario over 2,000 km of roads and eight bridges will be exposed to floods in the area of the rivers Rhine and Erft. This places huge demands on disaster and emergency management institutions and people affected and limits their resiliency.
New risk geographies are emerging with war and conflict resurfacing, including nuclear threats. This poses challenges to civil protection for conducting risk-informed preparedness planning. A spatial assessment of Germany and Europe is conducted using a geographic information system. Buffer circles of nuclear explosion effects and fallout buffers show potentially exposed areas around major cities. Different scenarios indicate shrinking areas safe from exposure. However, even in a densely populated country, rural areas and smaller cities can be identified that could provide sites for evacuation shelters. Changing wind directions poses a challenge for civil protection planning because fallout risk covers most German territory even when few cities are attacked. However, wind speeds and topography can help identify suitable shelter areas. More knowledge about the temporal development of a nuclear explosion and its specific forms of harm can also help to improve risk knowledge and planning. While nuclear warfare at first seems to render useless any option for safe areas and survival, the spatial risk assessment shows that exposure does not occur at all places at all times. Being safe from harm will be difficult in such a worst-case scenario, but avoiding large city perimeters and being informed can also help reduce risk.