Spitzenabflüsse

Spitzenabflüsse bezeichnet in der Hydrologie den maximalen Durchfluss eines Gewässers oder Einzugsgebiets während eines Regenereignisses. Es handelt sich um den zeitlich unmittelbaren Höchstwert des Abflusses, der häufig als Spitzenabfluss oder Designabfluss bezeichnet wird und eine zentrale Größe in der Hochwasservorhersage, im Gewässerbau und in der Stadtentwässerung bildet.

Ursachen und Einflussfaktoren sind Regenintensität und -dauer, vorausgehende Bodensättigung, Bodenbeschaffenheit und -versiegelung, Boden- und Vegetationsnutzung, die Beschaffenheit des Abflussnetzes sowie die hydraulische Trennung von offenen Gewässern undDrainagesystemen. Je stärker die Versiegelung und je geringer die Versickerung, desto höher kann der Spitzenabfluss ausfallen. Die zeitliche Lage des Spitzenabflusses hängt zudem vom Abflusswegnetz und der Reaktionsgeschwindigkeit des Einzugsgebiets ab.

Messung und Schätzung erfolgen durch Auswertung von Pegel- oder Durchflussreihen und die Ableitung des Maximums aus der Abflusskurve (Hydrograph). Zur Vorhersage werden Regen-Abfluss-Modelle eingesetzt, darunter lineare oder nichtlineare Modelle, Unit-Hydrograph-Ansätze oder räumlich verteilte Regenflussmodelle. Für die entwässerungstechnische Planung werden oft designbasierte Spitzenabflüsse aus Wahrscheinlichkeitsanalysen oder sogenannten Extremwertverteilungen abgeleitet.

Anwendungen betreffen die Planung und Auslegung von Brücken, Dämmen, Kanälen und Rückhaltebecken sowie die Gestaltung städtischer Entwässerungssysteme und Hochwasserschutzeinrichtungen. Unsicherheiten ergeben sich aus meteorologischen Prognosen, klimatologischen Veränderungen und regionalen Unterschieden im Abflussverhalten.