Unsere Geschichte aus NIEDERSCHLESIEN, POLEN

In Polen unterstützen das Institut für Meteorologie und Wasserwirtschaft Nationales Forschungsinstitut zusammen mit den assoziierten Partnern Institut für Territorialentwicklung, Staatliche Wasserwirtschaftsgesellschaft und dem regionalen Wasserwirtschaftsrat in Warschau das RAINMAN-Projekt. Schwerpunktaufgaben liegen im Bereich der Methodik zur Entwicklung von Gefahrenkarten, der Analyse guter Praktiken zur Minderung des Risikos von Starkregen, der Entwicklung eines Beitrags zum Rückhaltekonzept und des Katalogs von Maßnahmen und Aktionsplänen im Bereich der Raumplanung. Es wurden Unterrichtsmaterialien für Schulen entwickelt, die in mehreren interessierten Schulen getestet wurden. Darüber hinaus wird auf lokaler, regionaler und internationaler Ebene eine Zusammenarbeit zur Sensibilisierung für den Klimawandel und extreme Wetterphänomene, mit besonderem Schwerpunkt auf Starkregen, durchgeführt.

ÜBERSICHT

Aktivitäten:

  • Risiken abschätzen und kartieren
  • Risiken kommunizieren (Niederschlesien)
  • Maßnahmen zur Risikominderung ermitteln (Niederschlesien)

Landnutzung:

  • urban, ländlich, landwirtschaftlich (Niederschlesien)
  • ländlich – semi-urban (Landkreis Zgorzelec)
  • ländlich (Rothwasser)

Landform/Gelände:

  • hügelig, Tiefland

NIEDERSCHLESIEN

Niederschlesien ist der nordwestliche Teil der historischen und geographischen Region Schlesien, die sich im Allgemeinen im mittleren Oderbecken mit seiner historischen Hauptstadt Warschau befindet. Die Fläche der Region beträgt 19946 km2, die Einwohnerzahl beläuft sich auf etwa 2.908.000 Einwohner. Die Höhenlage Niederschlesiens variiert zwischen 69 und 1603 m über dem Meeresspiegel. Der nördliche Teil des Gebietes besteht zu etwa 75 % aus Tiefland, nach Süden geht das Tiefland in das Hochland (Sudetenvorland) über, während sich im Süden des Gebietes die Sudeten mit dem höchsten Gipfel, der Schneekoppe, befinden. Naturgefahren, von denen die Region Niederschlesien betroffen ist, sind typisch für Regionen in gemäßigten Breiten wie: Hitze- und Kältewellen, Gewitter, Dürre, Überschwemmungen, Sturm und Starkregen.

Historische Daten, die während des KLIMAT-Projekts ausgewertet wurden, bestätigten eine große Anzahl von Starkregenereignissen, die sich in den Jahren 1971-2010 in Niederschlesien ereigneten (http://klimat.imgw.pl/).

Zu den Aktivitäten im Pilotgebiet gehört die Beteiligung an der Entwicklung von 3 Werkzeugen (Tools): Bewertung und Kartierung (Tool 1), Risikobewusstsein und Risikokommunikation (Tool 2) sowie Maßnahmen zur Risikominderung (Tool 3). In Tool 1 werden die Gefahrenkarten entwickelt (detailliert beschrieben und an zwei Standorten durchgeführt): im Landkreis Zgorzelec und im Einzugsgebiet des Rothwassers. In Tool 2 wurden Unterrichtsmaterial für Schüler entwickelt, das bereits in interessierten Schulen in der Region Niederschlesien getestet wurde. In Tool 3 werden gute Praktiken zur Verringerung des Risikos von Starkregen sowie das Rückhaltekonzept entwickelt. Auch ein Katalog der Aktivitäten in allen Pilotgebieten und ein Aktionsplan für die Raumplanung sind in Vorbereitung.

Werkzeug 1: Bewertung und Kartierung

In diesem Werkzeug konzentrierten sich die Analysen auf die Entwicklung: Karte der Sturzflutgefahr und -anfälligkeit und eine Karte der Gebiete mit wassererosionsgefährdeten Böden. Die Analysen bildeten die Grundlage für die Angabe der gefährdeten Bereiche. Alle im Rahmen dieses Tools ergriffenen Maßnahmen wurden detailliert beschrieben und an zwei Standorten durchgeführt: im Landkreis Zgorzelec und im Einzugsgebiet des Rothwassers.

Werkzeug 2: Risikobewusstsein und Kommunikation

Es wurden Sensibilisierungsmaßnahmen durchgeführt, indem Unterrichtsstunden für Schüler über das Phänomen der Starkniederschläge und den Umgang mit den damit verbundenen Risiken vorbereitet und in Schulen im Pilotgebiet durchgeführt wurden. Die Unterrichtsmaterialien zum Thema Starkregen beinhalten Folgendes:

  1. Lektion 1 – Bewertung des Starkregenrisikos (Präsentation und Unterrichtsanweisung);
  2. Lektion 2 – Methoden zum Umgang mit Überschwemmungen durch Starkniederschläge (Präsentation und Lehranweisung);
  3. Brettspiel;
  4. Fragebogen.

Das Lernpaket (Lektion 1+2) behandelt die Probleme des Klimawandels und das Risiko eines der extremsten Wetterereignisse – Hochwasser und Überschwemmungen, einschließlich solcher, die durch starke Regenfälle verursacht werden. Die Teilnehmer werden mit folgenden Themen vertraut gemacht: grundlegende Informationen, aktuelle Ergebnisse in Bezug auf Wetterphänomene (Trends), die auf Klimaveränderungen hinweisen, mögliche Folgen extremer Wetterereignisse, Methoden für Ansätze zur Risikobewertung in Bezug auf Überschwemmungen durch Starkregen, Methoden zur Prävention möglicher Auswirkungen von Überschwemmungen (z.B. in Bezug auf materielle Verluste im privaten und öffentlichen Sektor, mögliche Verletzungen oder sogar Todesfälle). Der Verweis auf die Ergebnisse des RAINMAN-Projekts kann die Empfänger dazu ermutigen, die RAINMAN-Toolbox als Quelle verschiedener Informationen, die das Risikobewusstsein von Starkregen erhöhen, zu nutzen.

Vorbereitete Zusatzmaterialien, d.h. Brettspiele und ein Banner, dienen dazu, die Idee der Toolbox zu verbreiten und das mit diesem Problem verbundene Grundwissen zu festigen, indem sie die in den Karten des Brettspiels enthaltenen Fragen beantworten. Die Fragen auf den Karten beziehen sich auf die Themen beider Lektionen. Hierbei kommt es darauf an, dem Empfänger bewusst zu machen, dass das Problem der starken Regenfälle nicht außer Acht gelassen werden kann und dass verschiedene Maßnahmen ergriffen werden können, um ihre negativen Auswirkungen zu verhindern.

Darüber hinaus fand auf lokaler, regionaler und internationaler Ebene eine Zusammenarbeit bei der Sensibilisierung für den Klimawandel und extremer Wetterphänomene unter besonderer Berücksichtigung von Starkregen statt.

Werkzeug 3: Maßnahmen zur Risikominderung

Als Teil dieses Tools wurden die zahlreichen Beispiele guter Praktiken identifiziert, die die Rückhaltung von Regenwasser ermöglichen und die in den Maßnahmenkatalog und in das Konzept der Wasserrückhaltung aufgenommen werden sollen.

Eine weitere Aktivität im Rahmen der Risikoreduzierung ist der Katalog guter Beispiele mit dem Titel “Heavy rain risk management good practices developed by the experience of the pilot regions in Central Europe” (zu Deutsch: Gute Beispiele fachlicher Praxis im Starkregenrisikomanagement anhand ausgewählter Pilotregionen in Mitteleuropa), der die Errungenschaften und Umsetzungen der RAINMAN-Projektpartner in den Pilotregionen beschreibt. Der Katalog guter Beispiele ist an Interessenvertreter und Entscheidungsträger der Pilotaktion Niederschlesien gerichtet und wird unter ihnen verbreitet.

Auch der im Rahmen von Tool 3 entwickelte Aktionsplan für die Umsetzung nichttechnischer Maßnahmen (wie Landnutzung, Rückhalt) ist eine der Möglichkeiten, die Auswirkungen von Extremwetterereignissen zu begrenzen. Empfehlungen für Raumplaner und Endnutzer zur Priorisierung von Aktivitäten als Grundlage für die Optimierung von Landnutzungs- und Hochwasserschutzstrategien können ein wichtiges Element bei der Entwicklung einer regionalen Strategie für ein bestimmtes, durch Extremereignisse exponiertes Gebiet sein.

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DER LANDKREIS GÖRLITZ

Der Landkreis Görlitz liegt im südwestlichen Teil Niederschlesiens an der Staatsgrenze zwischen Polen und Deutschland und wird vom Fluss Neiße durchflossen, während seine südliche Grenze die Staatsgrenze zur Tschechischen Republik bildet. Der größte Teil der Fläche des Kreises Görlitz liegt im Einzugsgebiet der Neiße. Die Fläche des Kreises beträgt 839 km² und wird von etwa 91 000 Einwohnern bewohnt. Die größten Städte sind Görlitz (31 089 Einowhner) und Bogatynia (ehemals Reichenau in Sachsen) (17 984 Einwohner).

In der Landnutzungsstruktur ist die größte Fläche von Wald bedeckt – etwa 49%, landwirtschaftliche Gebiete – 39,5%, städtische Gebiete – 6,1%. Im Landkreis variiert die Höhe von 30 bis 620 m ü. NN.

Der Landkreis Görlitz liegt im Gebiet der Schlesisch-Lausitzer Tiefebene (nördlicher Teil) und des im Vorland der Westsudeten (südlicher Teil). Im südlichen Teil gibt es Braunkohlevorkommen, die im Tagebau abgebaut werden.

Die Starkregenereignisse, die zu einer Sturzflut führen, sind eine der ernstzunehmendsten Naturgefahren im Landkreis Görlitz.

In den letzten Jahren führte ein schwerwiegendes, außergewöhnliches Ereignis intensiver Regenfälle am 6. und 7. August 2010 zu einer Sturzflut im Einzugsgebiet der Lausitzer Neiße. Starke Regenfälle verursachten einen raschen Oberflächenabfluss und lösten die Zerstörung des Niedów-Staudamms am Fluss Witka (Nebenfluss der Lausitzer Neiße) aus. Örtlich erreichte die höchste Intensität der Regenfälle fast 60 mm/Stunde. Die materiellen Verluste überstiegen 225 Mio. PLN allein in der Gemeinde Bogatynia.

Am Abend des 29. Juli 2013 wurde der Landkreis Görlitz von Gewittern und starken Regenfällen heimgesucht. In der meteorologischen Station Bogatynia wurde eine Niederschlagsmenge von 40 mm (40 Liter pro m²) innerhalb einer Stunde gemessen. Im gesamten Landkreis hatten die Feuerwehren mit lokalen Überschwemmungen zu kämpfen. Viele Keller, Höfe, Garagen und Straßen wurden überschwemmt.

Die lokalen physikalisch-geographischen Bedingungen und die Landnutzungen des Einzugsgebietes tragen zur Entstehung von Sturzfluten bei. Es wurde eine Reihe von Faktoren berücksichtigt, die den Prozess des Oberflächenabflusses aktiv beeinflussen, um kleinere Einzugsgebiete mit hohem Sturzflutpotenzial zu identifizieren. In unserem Pilotgebiet wurde die von T. Bryndal (2011, 2014) entwickelte Methode angewandt, die für die Einzugsgebiete der polnischen Karpaten verwendet wurde.

Die angewandte Methode umfasst die folgenden Schritte:

1. Identifizierung von Einzugsgebieten, in denen Starkregenereignisse aufgetreten sind.

Die Datenbank der von 1971 bis 2010 in Polen aufgetretenen Sturzfluten bildete die Grundlage für die Identifizierung und Auswahl der von Sturzfluten betroffenen kleinen Einzugsgebiete. Die Datenbank wurde im Rahmen eines der Ergebnisse des Klimat-Projekts entwickelt, das von IMGW-PIB umgesetzt und vom EFRE kofinanziert wurde. Die GIS-Datenbank für 294 elementare Einzugsgebiete für das Flussgebiet der Nysa Łużycka wurde erstellt. In unserer Studie wurde eine Gruppe von 33 kleinen Einzugsgebieten ausgewählt, die von Sturzfluten betroffen sind. Diese ausgewählten Einzugsgebiete befinden sich im Sudetenvorland und in den Westsudeten (Verwaltungsbezirk Niederschlesien). 

2. Auswahl und Berechnung der physiographischen und hydrologischen Parameter und der Landnutzung in den von Sturzfluten betroffenen Einzugsgebieten.

Die Auswahl der Parameter basierte auf folgenden Kriterien: gut dokumentierter Parameter in der wissenschaftlichen Literatur als ein Faktor mit signifikantem Einfluss auf den Oberflächenabfluss und die Bildung von Pluvialhochwässern sowie ausreichende Daten zur Berechnung dieser Parameter. Schließlich wurden 21 Parameter berechnet. Die Parameter beschreiben:

  • physiographische Bedingungen des Einzugsgebietes, z.B. Einzugsgebietsgröße, maximale Länge des Einzugsgebietes, durchschnittliche Breite des Einzugsgebietes, Formindex, relative Höhe, durchschnittliche Hangneigung, durchschnittliche Hangneigung des Haupttals,
  • hydrologische Bedingungen des Einzugsgebietes z.B. Dichte des Fließgewässernetzes, Näherungskoeffizient, der CN-Parameter (berechnet auf der Grundlage von Boden- und Landnutzungskarten),
  • Struktur der Landnutzung, z.B. Siedlungsgebiet mit geringer/starker Verdichtung, Waldgebiet, Ackerland, Dichte des Straßennetzes.

Die angegebenen Parameter wurden mit der Software ArcGIS 10.2 auf der Grundlage der folgenden Daten berechnet: DGM (digitales Geländemodell), digitale Bodenkarte (1:100 000) und Topographische Datenbank (BDOT10), d.h. Lage der Gebäude, Straßen, Flussnetz, Schutzgebiete, Waldgebiete.

Die berechneten Parameter für die 33 identifizierten Einzugsgebiete wurden in einer GIS-Datenbank gesammelt. Als nächstes wurde die statistische Analyse (deskriptive Statistik z.B. Mittelwert, Median, Standardabweichung, Variabilitätskoeffizient, Quantile) durchgeführt.

3. Typologie von Einzugsgebieten, die zur Entstehung von Sturzfluten neigen.

Die Clusteranalyse wurde für die Typologie von Einzugsgebieten angewandt, die für die Entwicklung von Sturzfluten anfällig sind. Schließlich wurden die drei Typen (A, B, C) der Einzugsgebiete identifiziert. Diese Typen unterscheiden sich in Bezug auf Dimensionen, Relief und Landnutzungsstruktur. Bei den Typen A und B handelt es sich um kleine Einzugsgebiete (4-10 km²). Es ist vorrangig von Ackerland dominiert , ein geringer Anteil besteht aus Waldflächen und ca. 10% machen das Stadtgebiet aus. Der CN-Parameter ist hoch. Im Gegensatz dazu gibt es beim Typen C die größten Einzugsgebiete (ca. 25 km2), die sich durch große Waldflächen und kleine städtische Gebiete (ca. 3%) auszeichnen.

4. Identifizierung kleiner Einzugsgebiete, die für Sturzfluten in der Lausitzer Neiße anfällig sind, basierend auf Grundlage der entwickelten Typen.

Die GIS-Datenbank für 294 elementare Einzugsgebiete für das Flussgebiet der Lausitzer Neiße wurde erstellt. Beschreibende Parameter sind physiographische und hydrologische Bedingungen sowie die Struktur der Landbedeckung, die für jedes der Einzugsgebiete berechnet wurden. Diese Parameter wurden analysiert, um Einzugsgebiete zu identifizieren, die denen in bestimmten Typen (A, B, C) ähnlich sind.
Die elementaren Einzugsgebiete im Flussgebiet der Lausitzer Neiße, die denen der Typen A, B, C ähneln, wurden identifiziert und auf einer Karte dargestellt.

Die Datenbank der Sturzfluten, die für die Jahre 1971-2010 gesammelt wurde, sowie eine zusätzliche Datenbank der Berufsfeuerwehr des Landkreis Görlitz, die für die von Starkregenereignissen betroffenen Orte (z.B. überflutete Straßen, überflutete Keller usw.) angelegt wurde, bestätigte, dass die ermittelten elementaren Einzugsgebiete in der Vergangenheit von Sturzfluten betroffen waren. Die Überprüfung der Ergebnisse zeigte eine gute Übereinstimmung mit unabhängigen Datenbanken, d.h.: Standorte von Sturzflutereignissen (1971-2010) im Einzugsgebiet der Nysa Łużycka und von Starkregenereignissen betroffene Standorte (z.B.: überschwemmte Straßen), die von der Berufsfeuerwehr des Landkreis Görlitz bereitgestellt wurden.

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DAS ROTHWASSER-EINZUGSGEBIET

Das Einzugsgebiet des Rothwassers liegt hauptsächlich im Landkreis Görlitz im Verwaltungsbezirk Niederschlesien (Pilotaktion 6) und im Südwesten Polens. Der Fluss Rothwasser ist 26 km lang. Die Fläche des Einzugsgebietes beträgt 131 km2 mit überwiegend ländlicher und landwirtschaftlicher Nutzung. Über 60% des Einzugsgebietes sind unbewässertes Ackerland.

Das Rothwasser-Einzugsgebiet mit seinem überwiegend ländlichen Charakter war mehrmals durch starkregenbedingte Feuerwehreinsätze (Stand Juni 2020: 252 Einsätze) betroffen. Das Einzugsgebiet wurde daher für Voruntersuchungen ausgewählt, die sich mit der Problematik der Wassererosion, d.h. dem Prozess der Bodenumwandlung und -degradierung als Folge des Oberflächenabflusses durch Niederschläge, befassten.

Identifizierung von Gebieten mit wassererosionsgefährdeten Böden – Analyse von Faktoren, die zum Auftreten von Wassererosion beitragen, durchgeführt im Einzugsgebiet des Rothwassers (überwiegend im Kreis Görlitz).

Das Auftreten und die Intensität der Wassererosion hängt von Bodenart, Niederschlagsintensität und der Art der Landnutzung ab und kann zu einem Verlust des Bodens führen. Oberflächenabflüsse hingegen entstehen durch begrenztes Eindringen von Wasser in den Boden, was zu einer Hochwassergefahr in benachbarten Gebieten führt.

Die Analysen (Fallstudie) im Einzugsgebiet des Rothwassers wurden in 4 Phasen durchgeführt:

1. Analyse der Anfälligkeit des Bodens für Wassererosion

Der erste Schritt bestand darin, die Anfälligkeit der Böden für Erosionsprozesse, wie z.B. Oberflächenabflüsse, zu bewerten. Für die Analysen wurden die Boden- und Landwirtschaftskarten verwendet. Den im Einzugsgebiet des Rothwassers vorkommenden Böden wurde der Grad der der Wassererosion nach angepassten Kriterien zugeordnet. Die Anfälligkeit des Bodens für Wassererosion hängt von der Art des Gesteins und den daraus gebildeten Böden ab. Je höher das Rückhaltevermögen des Bodens ist, desto größer ist sein Widerstand gegen Erosionsprozesse.

2. Auswahl von Gebieten mit Böden mit beträchtlicher Wasserkapazität auf undurchlässigem Unterboden

Die Analysen wurden auf der Grundlage geologischer Karten unter Einbeziehung von Karten aus Phase 1 durchgeführt. Ziel der Analysen war es, Gebiete mit signifikanter Wasserkapazität zu identifizieren, die in der Wassersättigungssituation aufgrund des Vorhandenseins eines undurchlässigen Unterbodens potentiell dem Oberflächenabfluss ausgesetzt sind. Besonders dem Abfluss ausgesetzt sind flache Böden, die sich auf harten, verwitterten metamorphen Gesteinen befinden.

3. Detaillierte Analyse der Hangneigungskarte

Mithilfe der entwickelten Hangneigungskarte wurden die Hanglagen des Gebietes hinsichtlich des Grades der potentiellen Wassererosion analysiert. Die Linien gleicher Neigung wurden nach der Klassifizierung von Józefaciuk A. und Cz. (1999) in Klassen eingeteilt. Als nächstes wurden Zonen ausgewählt, in denen die Hangneigung mehr als 10% beträgt und in denen bei allen Bodentypen der Grad der Erosion zumindest moderat ist. Eine Bedingung für das Auftreten von Wassererosion ist ein Gefälle des Gebietes, das den Oberflächenwasserabfluss begünstigt. Je größer die Vielfalt der Geländebeschaffenheit ist, desto stärker sind die Wassererosionsprozesse.

4. Analyse der Landnutzung

Die durchgeführten Analysen bestanden darin, diejenigen Gebiete zu identifizieren, die potenziell resistent gegen Wassererosion sind, darunter Waldbestände und Grasland gemäß der Corine-Landbedeckungskarte und sie von der Ausweisung von Gefährdungszonen auszuschließen. Die Schutzwirkung der Waldbestände besteht in der Bindung des Bodens durch ein dichtes Wurzelsystem, das den Boden stabilisiert und so einen großen Teil des Niederschlags auffangen kann. Andererseits resultiert die Schutzfunktion von Wiesen und Grasland aus der Fähigkeit, den Boden durch ein stark entwickeltes Wurzelsystem zu binden und seine Oberfläche mit einer dichten Vegetationsschicht zu bedecken.

Im Einzugsgebiet des Rothwassers wurden Gefahrenbereiche identifiziert, in denen es Faktoren gibt, die das Auftreten von Wassererosion begünstigen. Die ausgewiesenen Gebiete wurden mit denjenigen Orten abgeglichen, an denen Einsätze der Feuerwehr als Auswirkungen von Starkregen registriert wurden. Die Ergebnisse der Analysen bestätigen erosionsanfällige Gebiete in denjenigen Zonen, in denen auch die meisten Feuerwehreinsätze registriert wurden.

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TRAINING KIT | Erhältlich in Polnisch und Englisch

1. Lektion 1 – Bewertung des Starkregenrisikos (Präsentation und Unterrichtsanweisung) – behandelte Themen: Klima und Wetter, Klimafaktoren, meteorologische Messungen und Beobachtungen, Wetter und wetterbezogene Indizes, Klimaveränderungen, Folgen von Klimaveränderungen, Starkregen – Definition, Merkmale, Beispiele und Folgen, Unwetter (einschließlich sicheres Verhalten), Wettervorhersagen und -warnungen.

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2. Lektion 2 – Methoden zum Umgang mit Überschwemmungen durch Starkniederschläge (Präsentation und Unterrichtsanweisung) – behandelte Themen: Einzugsgebiete, Retentionskapazitäten der Region (Einzugsgebiet), Hochwasser – Definition, Ursachen, Auswirkungen von Starkregen (lokales Hochwasser), Überwachung von Hochwasserphänomenen, Strategie zur Minderung der Auswirkungen von Hochwasser, RAINMAN-Toolbox – Beschreibung der im Projekt entwickelten Werkzeuge (Tools), Maßnahmen zur Frühwarnung, Raumplanung, Prävention, Konzept zur Sammlung von Niederschlagswasser (im Rahmen von Prävention, Schutz, Vorsorge, Regeneration), Beispiele für weitere Handlungsmöglichkeiten, Lösungen zur blau-grünen Infrastruktur (BGI) – Anregungen zum Umgang mit überschüssigem Regenwasser in der Nähe Ihres Hauses.

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3. Brettspiel – Spielplan, Anleitung und Fragekarten zum Thema “Starkregen, seinen Folgen und wie man Risiken reduziert”.

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4. Fragebögen – 3 Versionen, jede enthält 3 Fragen zum thematischen Fokus des Unterrichtsmaterials.

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DER KATALOG DER GUTEN PRAXIS mit dem Titel “Bewährte Praktiken zum Management des Risikos von Starkregen, die durch die Erfahrungen der Pilotregionen in Mitteleuropa entwickelt wurden” beschreibt die Errungenschaften und Umsetzungen der RAINMAN-Projektpartner in den Pilotregionen.

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AKTIONSPLAN FÜR NICHT-TECHNISCHE MASSNAHMEN UND EMPFEHLUNGEN FÜR DIE RAUMPLANUNG ist ein Dokument, das Empfehlungen für Raumplaner und Endnutzer zur Priorisierung von Aktivitäten als Grundlage für die Optimierung von Landnutzungs- und Hochwasserschutzstrategien enthält.

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