Effect of river training on flood retention of the Bavarian Danube

Open access

Abstract

The Bavarian Danube River has experienced numerous large flood events in recent years which make flood management an urgent matter. The propagation of flood waves along the river is heavily influenced by controlled and natural flood retention. Over the past centuries, natural flood retention areas were lost due to river training, and the hydraulic characteristics of the channel-flood plain system were modified. The purpose of this paper is to understand the effect of river training on the flood retention characteristics along the Bavarian Danube. Systematic two-dimensional hydrodynamic modelling shows that extreme floods are attenuated more strongly in the present state of the channel-flood plain system than they were historically. This is because the retention areas are filled later during the event, so the attenuation effect is much larger for the same magnitude of the retention volume. Natural flood retention is therefore not an effective management option for reducing extreme floods on the Bavarian Danube. Controlled flood retention measures provide a higher efficiency regarding peak attenuation to retention volume ratio. On the other hand, the delay of flood peaks due to natural retention may be beneficial for the superposition of the flood waves with contributions from downstream tributaries.

If the inline PDF is not rendering correctly, you can download the PDF file here.

  • American Rivers 2016. http://www.americanrivers.org/initiatives/floods/flood-protection/ Accessed 29 March 2016

  • Asenkerschbaumer M. Skublics D. Rutschmann P. 2012. Verzögerung und Abschätzung von Hochwasserwellen entlang der bayerischen Donau. [Estimation and delay of flood hydrographs at the bavarain Danube]. Technische Universität München Munich. (In German.)

  • Bauer C. 2004. Bestimmung der Retentionspotenziale naturnaher Maßnahmen in Gewässer und Aue mit hydraulischen Methoden. [Determination of the retention potential of near nature measures using hydraulic methods]. Herkules-Verl. Kassel. (In German.)

  • Blöschl G. Viglione A. Merz. R. Parajka J. Salinas J. Schöner W. 2011. Auswirkungen des Klimawandels auf Hochwasser und Niederwasser. [Climate impacts on floods and low flows]. Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft 63 1–2 21–30. (In German.)

  • Blöschl G. Nester T. Komma J. Parajka J. Perdigão R.A.P. 2013. The June 2013 flood in the Upper Danube basin and comparisons with the 2002 1954 and 1899 floods. Hydrology and Earth System Sciences 17 5197–5212.

  • Blöschl G. Gaál L. Hall J. Kiss A. Komma J. Nester T. Parajka J. Perdigao R. Plavcova L. Rogger M. Salinas J.L. Viglione A. 2015. Increasing river floods: fiction or reality? Wiley Interdisciplinary Reviews: Water. doi: 10.1002/wat2.1079.

  • Bund Naturschutz 2016. http://www.bundnaturschutz.de/donau/sanfter-ausbau.html Accessed 29 March 2016

  • Di Baldassarre G. Viglione A. Carr G. Kuil L. Yan L. Brandimarte K. Blöschl G. 2015. Debates — Perspectives on socio-hydrology: Capturing feedbacks between physical and social processes. Water Resour. Res. 51 4770–4781. doi: 10.1002/2014WR016416.

  • Dimitriadis P. Tegos A. Oikonomou A. Pagana V. Koukouvinos A. Mamassis N. ... AND Efstratiadis A. 2016. Comparative evaluation of 1D and quasi-2D hydraulic models based on benchmark and real-world applications for uncertainty assessment in flood mapping. Journal of Hydrology. 534 478–492.

  • EC 2016. http://ec.europa.eu/environment/water/adaptation/ecosystemstorage.htm Accessed 29 March 2016.

  • Fischer M. 2008. Ungesteuerte und gesteuerte Retention entlang von Fließgewässern. [Controlled and uncontrolled retention measures along river systems]. In: Berichte des Lehrstuhls und der Versuchsanstalt für Wasserbau und Wasserwirtschaft der Technischen Universität München Heft Nr. 119 Munich. (In German.)

  • Früh A.J. Wegmann M. Koellner T. 2015. Flood exposure and settlement expansion since pre-industrial times in 1850 until 2011 in north Bavaria Germany. Regional Environmental Change 15 1 183–193. doi: 10.1007/s10113-014-0633-9.

  • Haider S. Vischer D. 1994. Der Beitrag von Vorlandüberflutungen zur Verformung von Hochwasserwellen. [The contribution of floodplain inundation on the deformation of flood hydrographs]. Mitteilungen der Versuchsanstalt für Wasserbau Hydrologie und Glaziologie der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich Heft Nr. 128. ETH Zurich. (In German.)

  • Hall J. Arheimer B. Borga M. Brázdil R. Claps P. Kiss A. Kjeldsen T.R. Kriaučiūnienė J. Kundzewicz Z.W. Lang M. Llasat M.C. MacDonald N. McIntyre N. Mediero L. Merz B. Merz R. Molnar P. Montanari A. Neuhold C. Parajka J. Perdigão R.A.P. Plavcová L. Rogger M. Salinas J.L. Sauquet E. Schär C. Szolgay J. Viglione A. Blöschl G. 2014. Understanding flood regime changes in Europe: a state of the art assessment. Hydrology and Earth System Sciences 18 2735–2772. doi: 10.5194/hess-18-2735-2014.

  • Huang S. Rauberg J. Apel H. Disse M. Lindenschmidt K.E. 2007. The effectiveness of polder systems on peak discharge capping of floods along the middle reaches of the Elbe River in Germany. Hydrology and Earth System Sciences 11 4 1391–1401.

  • Kern R. 1874. Die Correktion der Donau im Regierungs-Bezirke Schwaben und Neuburg Königreich Bayern: Mit 10 Flußkarten. [The correction of the Danube river at the administrative district of Swabia and Neuburg]. Kolb Dillingen.

  • LfU Bayern 1999. Gesamtökologisches Gutachten Donauried: Schwäbisches Donautal zwischen Neu-Ulm und Donauwörth. [Overall ecologic report Danauried]. Bayerisches Landesamt für Umwelt (Hrsg.) Munich. (In German.)

  • LfW Bayern 2003. Hochwasser Mai 1999 Gewässerkundliche Beschreibung. [Flood May 1999 Hydrographic Description]. Bayerisches Landesamt für Wasserwirtschaft (Hrsg.) Munich. (In German.)

  • Marenbach B. 2002. Der Beitrag naturnaher Retentionsmaßnahmen in den Talauen zur Hochwasserdämpfung. [The contribution of near nature flood retention measures on flood damping]. Berichte des Fachgebiets Wasserbau und Wasserwirtschaft der Universität Kaiserslautern Heft Nr. 13. (In German.)

  • Mitková V. 2002. Travel time changes of the flood on Danube River. Acta Hydrol. Slovaca 3 20–27.

  • Nujic M. 2002. Hydro_As-2d Ein zweidimensionales Strömungsmodell für die wasserwirtschaftliche Praxis Benutzerhandbuch. [Hydro_AS-2d a two-dimensional flow model manual]. Nujic Kolbermoor. (In German.)

  • Oberste Baubehörde Bayern 1927. Der Hochwasserschutz an der Donau in Bayern. [Flood protection at the bavarian Danube]. In: Staatsministerium des Innern Bayern (Hrsg.) Munich. (In German.)

  • Riedl A. 1808. Donaustrom von der Schwäbischen Gränze durch Baiern bis an die Oesterreichische. [Danube river from the swabian tot he austrian border]. In: Stromatlas von Baiern. Munich. (Bayerische Staatsbibliothek München Signatur: 2 Mapp. 152 qe-I).

  • RMD 1956–1981. Erläuterungsbericht für die Donaustufen. [Explanatory report Danube barrages]. Rhein-Main-Donau A.G. Munich. (In German.)

  • Seibert S.P. Skublics D. Ehret U. 2014. The potential of coordinated reservoir operation for flood mitigation in large basins – A case study on the Bavarian Danube using coupled hydrological–hydrodynamic models. Journal of Hydrology 517 1128–1144. doi: 10.1016/j.jhydrol.2014.06.048.

  • Skublics D. 2014. Großräumige Hochwassermodellierung im Einzugsgebiet der bayerischen Donau: Retention Rückhalt Ausbreitung. [Large scale flood modelling at the bavarian Danube catchment]. 2014. Berichte des Lehrstuhls und der Versuchsanstalt für Wasserbau und Wasserwirtschaft Band 131. Technische Universität Munich. ISBN 987-3-343683-07-3. (In German.)

  • Skublics D. Rutschmann P. 2015. Progress in natural flood retention at the Bavarian Danube. Natural Hazards 75 S51–S67. doi: 10.1007/s11069-014-1148-x.

  • Szolgay J. Danáčová M. Jurčák S. Spál P. 2008. Multilinear flood routing using empirical wave-speed discharge relationships: case study on the Morava River. J. Hydrol. Hydromech. 56 213–227.

  • Szolgay J. Danáčová M. Šúrek S. 2011. Estimation of changes of the flood regime caused by river engineering works using multilinear flow routing Forum für Hydrologie und Wasserbewirtschaftung Heft 30.11 Beiträge zum Tag der Hydrologie am 24./25. März 2011 an der Technischen Universität Wien. TU Vienna.

  • Unbehauen W. 1971. Die Hochwasserabflußverhältnisse der bayerischen Donau Hochwasser der Jahresreihe 1845/1965 München Bayer. [The flood characteristics of the bavarian Danube flood events between 1845 and 1965]. Bayer Landesstelle für Gewässerkunde Munich. (In German.)

Search
Journal information
Impact Factor

IMPACT FACTOR 2018: 2.023
5-year IMPACT FACTOR: 2.048

CiteScore 2018: 2.07

SCImago Journal Rank (SJR) 2018: 0.713
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2018: 1.228

Cited By
Metrics
All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 448 292 2
PDF Downloads 160 116 3