2021 年 7 月 14 日，埃菲尔地区在短短 22 小时内降雨量在 60 到 180 毫米之间——否则这个量会在几个月内下降，并导致灾难性的洪水。这些事件比现有模型预测的更具破坏性。Helmholtz Center Potsdam – GFZ 德国地球科学研究中心的研究人员指出了迄今为止在中欧很少发生的一些影响，因此没有得到充分考虑。
其中特别包括死木和沉积物的动员，随着气候变化的进展，这两种影响可能变得更加重要。Michael Dietze 和 Ugur Öztürk 今天在《科学》杂志上报道了放大洪水影响的机制。他们还对从这里开始的新研究项目进行了展望，以使未来的预期工作更加现实。
研究人员作为洪水灾害的意外目击者
7月14日是个下雨天。GFZ 研究员 Michael Dietze 正与来自波茨坦和波恩大学的同事从埃菲尔南部的实地考察回来。向北返回时，他们很快意识到外面正在发生的不仅仅是一场长时间的大雨：Altenahr 仪表的在线数据视图每 15 分钟迅速上升，比实际预测快，也比研究人员希望的要快，因为他们自己的测量受到影响。
阿尔河的洪水并不罕见：作为研究项目的一部分，Dietze 和同事几周前在阿尔河谷的一个三米高的梯田上建立了几个地震台站——假设它们与敌方洪水保持安全距离状况。他们想用它们来测量“常规”洪水期间由沉积物运动和水湍流引起的地面运动。现在水平已经高出露台一米了，车站都不见了。
熟悉的效果——但来自世界其他地方
研究人员在这里所经历的，只是在阿尔河、埃尔夫特和鲁尔河谷中发生的实际灾难的一小部分。
GFZ 地貌科和地理系博士后 Michael Dietze 说：“埃菲尔河谷的洪水比我们之前假设的欧洲中部发生的洪水来得更猛烈、更快、更难以预测。”在波恩大学。
原因是多方面的，众所周知，虽然不是来自中欧，而是来自世界的沙漠和热带。
快速饱和的土壤
雨水无法再进入土壤，因为几周前的雨已经浸透了土壤。它也太强了，无法像一层薄薄的水一样从斜坡上流下来。取而代之的是，斜坡实际上变成了宽阔的河流，并且输送水的速度不是几厘米，而是每秒几米，即快一百倍。这使它能够更快地在实际山谷中汇聚成洪水波。
水的巨大侵蚀力
此外，水还产生了巨大的侵蚀力：一方面，它在斜坡上挖出通道，在那些自挖的通道中流动得更快。另一方面，它调动了大量的沉积物和死木。一旦进入主要山谷，树干和树枝向桥梁漂移。在那里，它们被缠住并导致所谓的堵塞。结果，径流受阻，水被拦住，还淹没了更远的地区。
砾石坑和道路的意外影响
在这些事件的过程中，出现了以前认为不可能在该地区发生的影响和所谓的耦合危害。埃夫特河通常宽 5 米，从布莱瑟姆镇附近的河岸上升起，直接从田野上倾泻到砾石坑中。那个坑的边缘向上游切割了 300 米长的 Blessem，就像一条流淌的瀑布。它破坏了第一批房屋并导致它们倒塌。
穿过 Blessem 的道路也变成了一条河流，它从未铺砌的边缘开始破坏了道路的地基，只留下污水管。随着流下埃尔夫特的水越来越少，这种侵蚀只是偶然地停止了。
耦合危害：Steinbach 水库大坝
位于上游 35 公里处的斯坦巴赫大坝构成了特别危险。这座土坝蓄水 120 万立方米。7 月 14 日晚上，由于紧急溢洪道无法排放进来的水团，它被淹没了 150 米宽的齐膝深。被洪水淹没的大坝被大规模侵蚀，因此裂口迫在眉睫。如果发生这种情况，洪水会为 Blessem 的进程提供燃料，并进一步对大坝下游的村庄造成大规模破坏。
“这个例子凸显了即使看似遥远的地方之间的紧密联系，”Dietze 强调说。
展望：确定新的研究方法
“随着气候变化的继续，我们可能会经常遇到像 2021 年 7 月 14 日那样的降水事件。因此，研究现在必须开始将降水引起的洪水理解为水流过多的现象。我们还必须包括相关的自我强化效应，其中一些也受到气候变化的青睐，”Dietze 说。
这些包括斜坡解剖，特别是在上流域，死木和被侵蚀的重要树木的动员，以及它们在堵塞人类基础设施方面的作用。此外，需要识别和考虑新的耦合危害。
新研究项目为未来模型提供重要数据
朝着这个方向迈出的重要一步将是快速、高分辨率地绘制出 2021 年 7 月灾难的痕迹。这尤其适用于洪水已蓄势待发且迄今为止几乎没有引起公众关注的地区：河流上游集水区到源头地区。最近批准了一个由 GFZ 和波茨坦大学 NatRiskChange 研究培训小组共同资助的项目，这些领域现在正在通过机载激光扫描进行专门调查。
这将产生变化景观的高分辨率 3D 模型。与洪水前的 3D 模型相比，可以收集侵蚀斜坡、活动木材和洪水区域的关键信息，所有经过评估的独特数据都将改进未来的模型。然后，Dietze 和他的同事可能有一个更强大的基础来重新安装他们的地震台站，以在实际安全的位置分析与洪水相关的沉积物负荷。
