Original paper

Modelling mud deposition patterns due to flash floods in urban areas

Arévalo, Sarah A.;Schmidt, Jürgen

Abstract

Flooding and sedimentation due to heavy rain storms can cause significant damages especially if the transported soil is deposited in residential areas and covers streets, parking areas, gardens etc. Up to now these off-site damages were not evaluated with erosion models due to the small-scaled heterogeneous structures of settlements. In this study a technique is applied for the first time to implement the elements of a settled area in the input data of a 3-dimensional, physically based erosion prediction model. For that purpose a digital elevation model has been modified with the relative height of the settlement structures. Applying this method the damages of an observed inundation event could be modelled in its spatial extends. Additionally the method yields adequate results in order to evaluate protection measures.

Kurzfassung

Überflutungen mit Sedimentablagerungen infolge von wild abfließendem Oberflächenwasser bei Starkregenereignissen können bedeutende Schäden verursachen, besonders wenn das transportierte Bodenmaterial in Siedlungsgebieten abgelagert wird und Straßen, Parkplätze, Gärten etc. bedeckt. Bisher wurden die ,,Off-site-Schäden in Siedlungsgebieten aufgrund ihrer kleinräumigen, heterogenen Strukturen nicht mit Modellen beschrieben. In dieser Studie wurde erstmals ein Verfahren angewendet, das die Strukturen einer Siedlung in den räumlichen Eingangsdaten eines 3-dimensionalen, physikalisch basierten Erosionsprognosemodells berücksichtigt. Hierfür wurde ein digitales Geländemodell mit den Elementen einer Siedlung modifi ziert. Mit dieser Methode können die Schäden eines konkreten, beobachteten Überschwemmungsereignisses in ihrer räumlichen Ausdehnung erfolgreich nachmodelliert werden. Außerdem liefert die Methode plausible Ergebnisse bei der Evaluierung von Erosionsschutzmaßnahmen.

Keywords

soil erosionmuddy floodmodellingerosion 3dsaxony