In August 2002 a heavy rainfall event lasting more than two days occurred in Saxony/Germany. This led to extreme flash floods and extreme high water levels in some left tributaries of the river Elbe in the Ore mountains (Erzgebirge). Much damage occurred: houses and bridges were destroyed, much sediment moved and a dam broke. About 20 people died. Immediately after the event a mapping exercise of all damages arising from the flood was compiled. The hydrologic and hydraulic processes during the flood were analysed. This analysis included the genesis of the flood, the flood routing, the erosion, plain bed load transport and the sedimentation. The analysis of such an extraordinary event can help us learn how to prevent flood damages in the future.

Der Freistaat Sachsen registrierte im August 2002 das größte Hochwasser seit Beginn der regelmäßigen Beobachtungen vor über einhundert Jahren. Im Einzugsgebiet der sächsischen Mulden führten extreme Niederschläge zu Hochwasserwasserständen und Abflüssen, die Schäden von katastrophalem Ausmaß verursachten. Die vorliegende Studie dokumentiert und analysiert die meteorologischen und hydrologischen Verhältnisse, die zur Entstehung und zum Ablauf dieses Sommerhochwassers geführt haben. Die Ursachenanalyse ist Grundlage für Maßnahmen zum Hochwasserschutz.

Model-based reservoir management systems are indispensable for determining an optimal water resources management in river basins with multipurpose reservoirs. A recently developed management system will be described, using evolutionary algorithms to optimize both event-based and long-term operation of a reservoir system concerning multiple objectives with different units of measurement (Money, Dimensions, Ecology). The result are sets of so-called Pareto optimal solutions which represent the most useful compromises and can serve as a transparent information base for decision-making. In order to improve the ecological performance of multipurpose reservoirs, a dynamic operating scheme is implemented, which ensures that reservoir releases correspond to natural flow variability as far as possible. In addition water quality problems during the flood discharge and the release from selected layers of the water body will be discussed in brief.

Im August und September 2010 sowie im Januar 2011 ereigneten sich in Sachsen mehrere Hochwasser, die in einigen Gebieten die Grenzen des bisher aufgezeichneten Hochwasserausmaßes überschritten. Die Broschüre beinhaltet eine umfassende Analyse dieser Hochwasserereignisse. Inhaltliche Schwerpunkte sind u. a. die Dokumentation der Ereignisse aus meteorologischer und hydrologischer Sicht, die aufgetretenen Schadensprozesse, die Schadensbilanz sowie hydraulische Untersuchungen. Dargestellt werden das Ereignismanagement, die Ereignisbewältigung und verschiedene Fallbeispiele.

Floods, earthquakes, storms and other natural disasters wreak havoc across the globe each year. Climate change threatens to aggravate the problem. Insurance can be one way to make societies more resilient these disasters; by spreading risks over time and space, insurance softens the blows of natural disasters, helps victims to recover quickly, and incentivises risk reduction. In many developing countries, however, many homeowners lack the security insurance provides; instead, they depend on disaster aid in the event of a catastrophe, which is often unreliable. To improve access to (disaster) insurance in developing countries, global political leaders have initiated several programmes, such as the G7 InsuResilience Initiative. Evidence, however, shows that even where disaster insurance is widely accessible, only a few individuals purchase it, implying that the low adoption of disaster insurance in developing countries goes beyond accessibility. Understanding the causes of the low demand for the existing insurance schemes would inform the design of future ones. This thesis, therefore, examines why homeowners in Ghana fail to purchase disaster insurance for their homes despite the availability of disaster insurance for residential homes since the 1960s. What explanations does the literature provide for the lack of disaster insurance adoption? How does the lack of comprehensive data on natural hazards affect Ghanaian insurers’ natural disaster insurance underwriting decisions? Are individuals who believe that luck, chance, fate, or powerful others determine what happens to them less likely to purchase natural disaster insurance, compared with those who believe that they can influence what happens to them? The thesis addresses these questions in three peer-reviewed articles, specifying how the decisions of insurers, individuals and governments affect disaster insurance adoption in Ghana. The thesis contributes to the literature by first systematically surveying the economics, insurance and psychology literature to understand the alternative economic and behavioural explanations for the lack of demand for disaster insurance, especially in developing countries. The thesis also shows that contrary to standard insurance theory, Ghanaian insurers do not reward investments in preventive measures with lower premia and rather charge higher premia since they lack information about risks at the micro level and therefore interpret risk reduction measures as a sign of high risk. The third significant contribution of the thesis is that individuals’ worldviews influence their disaster insurance purchasing decisions. Based on Ghanaian survey data, the thesis finds individuals who believe they control their own destiny more likely to purchase disaster insurance, compared with those who believe that external forces, luck or fate determines life events. / Überschwemmungen, Erdbeben, Stürme oder andere Naturkatastrophen richten rund um den Globus jedes Jahr verheerende Schäden an. Der Klimawandel droht, die Probleme noch zu verschärfen. Versicherungen können ein Weg sein, um Gesellschaften widerstandsfähiger gegen Naturkatastrophen zu machen. Versicherungen lindern die Auswirkung von Naturkatastrophen, indem sie die Risiken über Zeit und Raum verteilen. Sie helfen Betroffenen, um wirtschaftlich wieder auf die Beine zu kommen, und bieten Anreize zum Abbau von Risiken. Trotzdem schließen die meisten Hausbesitzer in Entwicklungsländern kaum Versicherungen ab. Stattdessen sind sie im Katastrophenfall abhängig von Beihilfen, welche jedoch oft nur unzuverlässig fließen. Um den Zugang zu Versicherungen gegen Katastrophen in Entwicklungsländern zu erleichtern, wurden weltweit verschiedene Programme aufgelegt, so etwa die G7-Initiative InsuResilience. Gerade in Entwicklungsländern versichern sich trotz verbesserter Zugänglichkeit nur wenige Menschen gegen Katastrophen. Damit scheint die unzureichende Versicherung gegen Katastrophen in Entwicklungsländern nicht allein eine Frage der Zugänglichkeit zu sein. Die Gründe für die geringe Nachfrage nach existierenden Versicherungen zu verstehen, könnte helfen, das Design neuer, effektiverer Versicherungsangebote zu beeinflussen. Aus diesem Grund untersucht die Arbeit, warum sich Hausbesitzer in Ghana kaum gegen Katastrophen versichern, obwohl es entsprechende Angebote seit den 1960er Jahren gibt. Welche Erklärungen bietet die Literatur für die mangelnde Annahme entsprechender Versicherungen? Wie werden Ghanaische Versicherungsnehmer in ihrer Entscheidung über den Versicherungsabschluss vom Fehlen umfangreicher Daten über die Auswirkungen von Naturkatastrophen beeinflusst? Sind Menschen, die an persönliches Glück, an Chancen, an Schicksal oder an äußere, lebensbeeinflussende Mächte glauben, weniger geneigt, sich gegen Katastrophen zu versichern als Menschen, die glauben, sie könnten ihr Leben selbst beeinflussen? Die Dissertation setzt sich in drei Artikeln mit diesen Fragen auseinander und geht darauf ein, was in Ghana die Akzeptanz von Versicherungen gegen Katastrophen beeinflusst. Ein Beitrag der Arbeit besteht in der systematischen Aufbereitung der wirtschaftswissenschaftlichen, versicherungswissenschaftlichen und psychologischen Literatur, um – speziell in Bezug auf Entwicklungsländer – alternative wirtschafts- und verhaltenswissenschaftliche Erklärungsansätze für das Fehlen einer Nachfrage nach Versicherungen gegen Katastrophen zu verstehen. Die Arbeit zeigt außerdem, dass Ghanaische Versicherungen – im Gegensatz zur gängigen Versicherungstheorie – Investitionen der Versicherungsnehmer in Präventionsmaßnahmen nicht durch niedrigere Prämien honorieren. Weil den Versicherungen Informationen über Risiken auf Mikroebene fehlen, interpretieren sie solche Maßnahmen als Zeichen für ein erhöhtes Risiko und verlangen sogar höhere Prämien. Ein dritter Beitrag der Arbeit untersucht – anhand von Ghanaischen Befragungsdaten – die Hypothese, dass die fundamentale Weltanschauungen die Entscheidung über den Abschluss einer Versicherung gegen Katastrophen beeinflusst werden. Menschen, die glauben, sie könnten ihr Schicksal selbst bestimmen, versichern sich eher gegen Katastrophen als Menschen die glauben, ihr Leben würde durch äußere Mächte, Glück oder das Schicksal bestimmt.

Die bisherigen Untersuchungen zu den Folgen extremer Hochwasserereignisse beschäftigten sich überwiegend mit den durch hohe Wasserstände und Fließgeschwindigkeiten verursachten direkten und tangiblen Schäden an Gebäuden und Infrastrukturen. Den durch schadstoffhaltiges Hochwasser hervorgerufenen direkten und indirekten sowie in der Regel intangiblen Konsequenzen für Mensch und Umwelt ist - insbesondere im Hinblick auf deren räumliche Verteilung - im Rahmen des Hochwasserrisikomanagements nur geringe Aufmerksamkeit gewidmet worden. Während Hochwasserereignissen können toxische Stoffe - wie beispielsweise Arsen, Blei, Cadmium oder Quecksilber sowie persistente organische Kontaminanten wie DDT oder HCH - aus belasteten Gewässer- und Ufersedimenten sowie Altstandorten und Altablagerungen freigesetzt werden. Diese Stoffe werden von der Hochwasserwelle aufgenommen, zum überwiegenden Teil partikulär gebunden transportiert und bei nachlassender Fließgeschwindigkeit und ablaufendem Hochwasser als Sedimente in den Überflutungsbereichen deponiert. In Abhängigkeit von der Nutzung der überschwemmten Gebiete sind nach einem Hochwasser unterschiedliche Rezeptoren den abgelagerten Sedimenten und darin enthaltenen Schadstoffen in der Regel langfristig ausgesetzt. Mögliche Rezeptoren sind zum Beispiel Menschen, Nutz- und Wildtiere, Futter- und Nahrungspflanzen sowie Böden mit ihren spezifischen Bodenfunktionen. Kern dieser Arbeit ist die Entwicklung einer räumlich differenzierten Methodik zur integrierten Analyse und Bewertung von stofflichen Hochwasserrisiken. Um deren Anwendbarkeit zu überprüfen, wird die entwickelte Methodik im Rahmen einer Fallstudie an Überflutungsbereichen entlang des Unterlaufes der Vereinigten Mulde zwischen Bitterfeld und Priorau erprobt, wobei der Fokus auf dem Rezeptor Mensch liegt. Die Methodik basiert auf der Integration von Verfahren der Hochwasserrisikoanalyse und der Schadstoffrisikoanalyse. Diese werden unter Verwendung eines angepassten Source-Pathway-Receptor-Consequence-Konzeptes kombiniert. Die Methodik besteht aus drei größeren Hauptelementen: (1.) der Gefahrenanalyse, (2.) der Expositionsanalyse und (3.) der Schadstoffrisikocharakterisierung und -bewertung. Die Gefahrenanalyse beschreibt die Freisetzung, den Transport und die Ablagerung der Stoffe in Abhängigkeit von der Hochwassercharakteristik, den Substanzeigenschaften sowie den Verteilungsprozessen nach der Ablagerung, beispielsweise dem Transfer vom Boden in die Pflanze. Ergebnisse der Gefahrenanalyse sind Karten der Schadstoffquellen in Form räumlich verteilter Stoffkonzentrationen in Umweltmedien wie Böden und Pflanzen. Die Expositionsanalyse stellt die Verbindung zwischen den Schadstoffquellen und den Rezeptoren her. Bindeglied sind Expositionspfade, beispielsweise die orale Aufnahme von kontaminiertem Boden oder der Verzehr von Pflanzen, die auf belasteten Böden angebaut werden. Teil der Expositionsanalyse ist eine so genannte Rezeptoranalyse, die - aus Landnutzungstypen abgeleitet - Vorkommen bestimmter Rezeptoren identifiziert und diese charakterisiert. Dabei bezieht die Rezeptoranalyse sowohl die räumliche Verteilung der Rezeptoren als auch deren Eigenschaften ein. Für den Rezeptor Mensch sind dies etwa physiologische Parameter wie Körpergewicht oder Atemrate sowie verhaltensbezogene Parameter wie Zeit-Aktivitätsbudgets oder Nahrungsaufnahmeraten. Daran anschließend wird mit der Expositionsanalyse im engeren Sinne die Exposition der Rezeptoren gegenüber bestimmten Stoffen quantifiziert, indem Transfer- und Aufnahmeraten von Expositionsmedien wie Boden, Nahrung oder Luft ermittelt und mit den darin enthaltenen Stoffkonzentrationen in Beziehung gesetzt werden. Ergebnis der Expositionsanalyse sind räumlich explizite Darstellungen der inneren Exposition, d.h. täglich aufgenommener resorbierter Schadstoffmengen. Darauf folgend werden im Zuge der Risikocharakterisierung die Effekte der Exposition mit Hilfe von Dosis-Wirkungsbeziehungen analysiert, die dann in Form von toxikologisch begründeten Referenzwerten als Basis für die finale stoffbezogene Risikobewertung dienen. Diese erfolgt durch Vergleich der inneren Exposition mit toxikologischen Referenzwerten in Form von tolerablen Aufnahmeraten. Die gesundheitlichen Risiken werden durch den Quotienten aus resorbierter Dosis und tolerabler Dosis beschrieben und als stoff- und pfadspezifischer Risikoindex flächenhaft dargestellt. Abschließend erfolgt eine Bewertung der Risiken mittels einer die Unsicherheiten der Referenzwerte berücksichtigenden Bewertungsfunktion. Die Methodik ist in Form eines GIS-basierten Rechenmodells umgesetzt und im Rahmen einer Fallstudie an der Vereinigten Mulde für verschiedene hydraulische Szenarien im Sinne simulierter Abflüsse verschiedener Jährlichkeiten - 100, 200 und 500 Jahre - erprobt worden. Als ausgewählte Ergebnisse liegen räumlich differenzierte Risikobewertungen für die Stoffe Arsen, Cadmium, Quecksilber und Blei unterschieden nach den Expositionsmedien Boden/Hausstaub, Luft sowie pflanzliche Nahrung vor. Exemplarisch seien hier ausgewählte Bewertungsergebnisse in Form des sogenannten Gefahrenwertes für ein HQ500-Szenario dargestellt: Durch die orale Aufnahme von Arsen über Boden/Hausstaub wird für den Rezeptor Kleinkinder räumlich begrenzt die Risikoschwelle überschritten, wobei die Handlungsschwelle nicht erreicht wird. Die Ergebnisse für Cadmium, Quecksilber und Blei liegen deutlich unter der Risikoschwelle. Ein ähnliches Bild zeigt sich für die Aufnahme über die Luft. Hier wird bei lebenslanger Exposition für Arsen die Risikoschwelle überschritten, für die anderen Stoffe werden Gefahrenwerte weit unter der Risikoschwelle ermittelt. Bezogen auf den Verzehr von Nahrungspflanzen aus Eigenanbau zeigen sich bei lebenslanger Exposition für Cadmium großräumig erhebliche Überschreitungen des Handlungsschwellenwertes. Für die anderen Stoffe finden sich nahezu flächendeckend Überschreitungen des Risikoschwellenwertes, die aber nicht an die Maßnahmenschwelle heranreichen. / Research on the consequences of flood events has so far focused on direct tangible damages to buildings and infrastructure caused by high water levels and flow velocities. In the context of flood risk management only little interest has been paid to direct and indirect as well as dominantly intangible consequences caused by flood pollutants to human and ecological receptors - especially taking their spatial distribution into account. During floods toxic substances such as trace elements (e.g. Arsenium, Cadmium, Mercury, Lead, Zinc) and persistent organic pollutants (e.g. HCHs, DDX) can be released from contaminated river bank sediments or former industrial sites. These substances are taken up by the flood water, get transported - mainly bound to fine particles - and get deposited as sediments in the floodplain in case of decreasing flow velocities. Depending on the land use in the floodplain, different receptors can be exposed to the sediments with the associated contaminants. Potential receptors are humans, livestock, wild animals, food and fodder plants as well as soils with their specific soil functions. The core of this thesis is the development of a spatially explicit methodology which enables the integrated analysis and evaluation of substance-based flood risks. To test the applicability, the developed methodology is applied within a case study dealing with floodplains along the lower reaches of the Vereinigte Mulde River situated between Bitterfeld and Priorau (Saxony-Anhalt, Germany). In this case study, the focus is on the receptor man or, more specifically, human health. The methodology is based on an integration of procedures from the fields of flood risk analysis and contaminant risk analysis. These procedures are integrated using an adopted Source-Pathway-Receptor-Consequence concept. The three main elements of the methodology are hazard analysis, exposure analysis and contaminant risk determination and evaluation. At first, the hazard analysis describes the release, transport and deposition of substances based on flood characteristics and substance properties as well as fate and transfer processes after sedimentation (e.g. soil-to-plant transfer). Results of the hazard analysis are maps of spatially distributed substance concentrations in environmental media such as soils and plants, i.e. the (secondary) contaminant sources. Within the exposure analysis the linkages between the contaminant sources and the receptors are described. Connecting elements are exposure pathways such as the ingestion of contaminated soil or the consumption of food produced on such soils. Part of the exposure analysis is a so-called receptor analysis which indicates and characterises potential human receptors that are derived from land-use types. The receptor analysis takes the receptors\' spatial distribution as well as certain properties into account. Taking the receptor human, these properties are physiological parameters such as body weight or respiration rate and behavioural parameters, e.g. activity budgets or food consumption patterns. Subsequently, with the exposure analysis in a narrower sense, the exposure of the receptors to a certain substance is quantified by calculating transfer and intake rates of exposure media such as soil, food or air taking into account the corresponding substance concentrations in these media. Results of the exposure analysis are spatially explicit representations of absorbed contaminant amounts for a certain receptor, i.e. daily resorbed exposure doses. In the course of the contaminant risk determination, the effects (consequences) of the receptors\' exposure are analysed by dose-response relationships, setting the basis for the final substance-based risk assessment in terms of toxicologically derived reference values. Health risks are expressed as ratio between calculated resorbed dose and tolerable resorbed dose and are presented as maps of substance- and pathway-specific risk indices. In a final step, an evaluation is carried out based on a method that takes the uncertainty of the toxicological reference values into account. The methodology has been implemented in a GIS-based calculation model and was applied within a case study to simulate floods with certain return periods (100, 200, and 500 years). Selected results are spatially differentiated risk evaluations for the substances arsenic, cadmium, mercury and lead distinguished based on the exposure media soil/house dust, air and home-grown vegetable food. Taking the 500-year flood-scenario and the risk evaluation value as an example, the following results have been derived: the oral intake of arsenic via soil/house dust leads to a spatially restricted exceedance of the risk level of the receptor infant, whereas the action level is not reached. The results of cadmium, mercury and lead are clearly below the risk level. A similiar pattern shows for the pulmonary intake via air. Based on lifetime exposure, the risk level for arsenic is exceeded, for all other substances the values are far below the risk level. Considering the intake of cadmium via consumption of home-grown vegetables, the action level is notably exceeded in large areas. The other substances show a nearly general exceedance of the risk level without reaching the action level.

This study investigates the aspects of resilience in the management strategies of the key stakeholders of flood risk management in the city of Accra, Ghana. The overall objective is to analyse the response capacity in the strategies of the key stakeholders in flood risk management for managing the unexpected course of flood disasters in addition to the expected features of flood risk. To achieve the set objective, the following research questions are addressed: Who are the key stakeholders of flood risk management in the city of Accra? How are these stakeholders dealing with the unexpected course of flood disasters in addition to the expected features of flood risk in their management strategies? How could the capacity of the strategies for responding to the unexpected course of flood disasters be advanced? The inductive case study design applies document analyses, semi-structured interviews as well as key stakeholder identification and validation methods. Scientific and policy documents about resilience and flood risk management were reviewed. The research participants were mainly directors and representatives of organisations in flood risk management of the study. Empirical findings include key stakeholders in flood risk management as well as aspects of resilience and anticipation in flood risk management strategies. The main finding on the key stakeholders of flood risk management are national, district, civil society, and private sector organisations as well as traditional authorities (local chiefs). Aspects of resilience in flood risk management strategies comprises omnivorousness, agile and timely flow of response resource, homoeostasis, flatness of the response structure and process, redundancy of the response resources and buffer capacity. Findings revealed resilience regarding diversity in sources of resource and responses for dealing with unexpected course of flood disasters. The aspects of anticipation are described as resistance to known risk, maintenance of boundary conditions of the management strategies and specialisation for dealing with specific flood risk within and among organisations. Regarding anticipation, results indicate that there are measures for resisting known flood risk but their implementation is ineffective. Based upon the findings, hypotheses are derived for advancement of resilience and anticipation in flood risk management strategies. Involvement of the local chiefs, Slum Union of Ghana, Local Development Associations of flood-prone communities and key private sector organisations in flood risk management strategies in the city of Accra would amend their response capacities in diversity of sources of response resources and allow for advanced resilience regarding their responses to the impacts of land-use changes and the waste disposal in watercourses. Recommendations refer to prospects to advance the response capacity of key stakeholders of flood risk management strategies by integrating traditional authorities and private organisations in flood risk management in the city of Accra. / Diese Arbeit untersucht Aspekte von Resilienz in den Strategien von Schlüsselakteuren des Hochwasserrisikomanagements in der Stadt Accra (Ghana). Das übergeordnete Ziel besteht darin, das Reaktionsvermögen dieser Akteure in ihren Management-Strategien nicht nur hinsichtlich des erwarteten, sondern vor allem hinsichtlich des unerwarteten Verlaufs von Hochwasserkatastrophen zu untersuchen. Die folgenden drei Forschungsfragen werden untersucht: Wer sind die Schlüsselakteure des Hochwasserrisikomanagements in der Stadt Accra? Wie berücksichtigen diese Akteure in ihren Management-Strategien den unerwarteten Verlauf von Hochwasserkatastrophen zusätzlich zu dem erwarteten Verlauf? Wie könnte das Reaktionsvermögen bezüglich des Umgangs mit dem unerwarteten Verlauf von Hochwasserkatastrophen in diesen Strategien ausgeweitet werden? Im Rahmen des induktiven Fallstudiendesigns werden Dokumentenanalysen, halbstandardisierte Interviews und Gruppendiskussionen eingesetzt. Die daraus resultierenden empirischen Befunde beziehen sich neben der Identifikation der Schlüsselakteure des Hochwasserrisikomanagements auch auf die Aspekte von Resilienz und Antizipation in ihren Management-Strategien. Zu den Schlüsselakteuren zählen nationale und lokale Organisationen, aber auch solche aus der Zivilgesellschaft, dem privaten Sektor und traditionelle Autoritäten. Bei den Aspekten von Resilienz in den Hochwasserrisikomanagement-Strategien handelt es sich um ganzheitliche Herangehensweisen, regen und zeitnahen Einsatz von Ressourcen zur Ereignisbewältigung sowie Pufferkapazitäten. Die Ergebnisse zeigten Widerstandsfähigkeit in Bezug auf die Vielfalt in den Quellen von Ressourcen und Antworten auf den unerwarteten Verlauf von Hochwasserkatastrophen. Die Ergebnisse hinsichtlich der Antizipation von Hochwasserrisikomanagement-Strategien umfassen den Widerstand gegen das bekannte Risiko, die Aufrechterhaltung von Rahmenbedingungen der Management-Strategien und die Spezialisierung auf bestimmte Hochwasserrisiken. Auf den Erkenntnissen über die Aspekte von Resilienz und Antizipation in den Hochwasserrisikomanagement-Strategien aufbauend werden Hypothesen abgeleitet. In den Handlungsempfehlungen werden die Chancen einer Integration traditioneller Autoritäten und anderer Interessensgruppen in das Hochwasserrisikomanagement der Stadt Accra aufgezeigt, wodurch eine Weiterentwicklung der Resilienz in den Hochwasserrisikomanagement-Strategien für die Zukunft erreicht werden kann.

The impacts of floods on buildings in urban areas are increasing due to the intensification of extreme weather events, unplanned or uncontrolled settlements and the rising vulnerability of assets. There are some approaches available for assessing the flood damage to buildings and critical infrastructure. To this point, however, it is extremely difficult to adapt these methods widely, due to the lack of high resolution classification and characterisation approaches for built structures. To overcome this obstacle, this work presents: first, a conceptual framework for understanding the physical flood vulnerability and the physical flood susceptibility of buildings, second, a methodological framework for the combination of methods and tools for a large-scale and high-resolution analysis and third, the testing of the methodology in three pilot sites with different development conditions. The conceptual framework narrows down an understanding of flood vulnerability, physical flood vulnerability and physical flood susceptibility and its relation to social and economic vulnerabilities. It describes the key features causing the physical flood susceptibility of buildings as a component of the vulnerability. The methodological framework comprises three modules: (i) methods for setting up a building topology, (ii) methods for assessing the susceptibility of representative buildings of each building type and (iii) the integration of the two modules with technological tools. The first module on the building typology is based on a classification of remote sensing data and GIS analysis involving seven building parameters, which appeared to be relevant for a classification of buildings regarding potential flood impacts. The outcome is a building taxonomic approach. A subsequent identification of representative buildings is based on statistical analyses and membership functions. The second module on the building susceptibility for representative buildings bears on the derivation of depth-physical impact functions. It relates the principal building components, including their heights, dimensions and materials, to the damage from different water levels. The material’s susceptibility is estimated based on international studies on the resistance of building materials and a fuzzy expert analysis. Then depth-physical impact functions are calculated referring to the principal components of the buildings which can be affected by different water levels. Hereby, depth-physical impact functions are seen as a means for the interrelation between the water level and the physical impacts. The third module provides the tools for implementing the methodology. This tool compresses the architecture for feeding the required data on the buildings with their relations to the building typology and the building-type specific depth-physical impact function supporting the automatic process. The methodology is tested in three flood plains pilot sites: (i) in the settlement of the Barrio Sur in Magangué and (ii) in the settlement of La Peña in Cicuco located on the flood plain of Magdalena River, Colombia and (iii) in a settlement of the city of Dresden, located on the Elbe River, Germany. The testing of the methodology covers the description of data availability and accuracy, the steps for deriving the depth-physical impact functions of representative buildings and the final display of the spatial distribution of the physical flood susceptibility. The discussion analyses what are the contributions of this work evaluating the findings of the methodology’s testing with the dissertation goals. The conclusions of the work show the contributions and limitations of the research in terms of methodological and empirical advancements and the general applicability in flood risk management. / In vielen Städten nehmen die Auswirkungen von Hochwasser auf Gebäude aufgrund immer extremerer Wetterereignisse, unkontrollierbarer Siedlungsbauten und der steigenden Vulnerabilität von Besitztümern stetig zu. Es existieren zwar bereits Ansätze zur Beurteilung von Wasserschäden an Gebäuden und Infrastrukturknotenpunkten. Doch ist es bisher schwierig, diese Methoden großräumig anzuwenden, da es an einer präzisen Klassifizierung und Charakterisierung von Gebäuden und anderen baulichen Anlagen fehlt. Zu diesem Zweck sollen in dieser Arbeit erstens ein Konzept für ein genaueres Verständnis der physischen Vulnerabilität von Gebäuden gegenüber Hochwasser dargelegt, zweitens ein methodisches Verfahren zur Kombination der bestehenden Methoden und Hilfsmittel mit dem Ziel einer großräumigen und hochauflösenden Analyse erarbeitet und drittens diese Methode an drei Pilotstandorten mit unterschiedlichem Ausbauzustand erprobt werden. Die Rahmenbedingungen des Konzepts grenzen die Begriffe der Vulnerabilität, der physischen Vulnerabilität und der physischen Anfälligkeit gegenüber Hochwasser ein und erörtern deren Beziehung zur sozialen und ökonomischen Vulnerabilität. Es werden die Merkmale der physischen Anfälligkeit von Gebäuden gegenüber Hochwasser als Bestandteil der Vulnerabilität definiert. Das methodische Verfahren umfasst drei Module: (i) Methoden zur Erstellung einer Gebäudetypologie, (ii) Methoden zur Bewertung der Anfälligkeit repräsentativer Gebäude jedes Gebäudetyps und (iii) die Kombination der beiden Module mit Hilfe technologischer Hilfsmittel. Das erste Modul zur Gebäudetypologie basiert auf der Klassifizierung von Fernerkundungsdaten und GIS-Analysen anhand von sieben Gebäudeparametern, die sich für die Klassifizierung von Gebäuden bezüglich ihres Risikopotenzials bei Hochwasser als wichtig erweisen. Daraus ergibt sich ein Ansatz zur Gebäudeklassifizierung. Die anschließende Ermittlung repräsentativer Gebäude beruht auf statistischen Analysen und Zugehörigkeitsfunktionen. Das zweite Modul zur Anfälligkeit repräsentativer Gebäude beruht auf der Ableitung von Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung. Es setzt die relevanten Gebäudemerkmale, darunter Höhe, Maße und Materialien, in Beziehung zum erwartbaren Schaden bei unterschiedlichen Wasserständen. Die Materialanfälligkeit wird aufgrund internationaler Studien zur Festigkeit von Baustoffen sowie durch Anwendung eines Fuzzy-Logic-Expertensystems eingeschätzt. Anschließend werden Wasserstand-Schaden-Funktionen unter Einbeziehung der Hauptgebäudekomponenten berechnet, die durch unterschiedliche Wasserstände in Mitleidenschaft gezogen werden können. Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung dienen hier dazu, den jeweiligen Wasserstand und die physischen Auswirkung in Beziehung zueinander zu setzen. Das dritte Modul stellt die zur Umsetzung der Methoden notwendigen Hilfsmittel vor. Zur Unterstützung des automatisierten Verfahrens dienen Hilfsmittel, die die Gebäudetypologie mit der Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung für Gebäude in Hochwassergebieten kombinieren. Die Methoden wurden anschließend in drei hochwassergefährdeten Pilotstandorten getestet: (i) in den Siedlungsgebieten von Barrio Sur in Magangué und (ii) von La Pena in Cicuco, zwei Überschwemmungsgebiete des Magdalenas in Kolumbien, und (iii) im Stadtgebiet von Dresden, das an der Elbe liegt. Das Testverfahren umfasst die Beschreibung der Datenverfügbarkeit und genauigkeit, die einzelnen Schritte zur Analyse der. Funktion von Wasserstand und physischer Einwirkung repräsentativer Gebäude sowie die Darstellung der räumlichen Verteilung der physischen Anfälligkeit für Hochwasser. In der Diskussion wird der Beitrag dieser Arbeit zur Beurteilung der Erkenntnisse der getesteten Methoden anhand der Ziele dieser Dissertation analysiert. Die Folgerungen beleuchten abschließend die Fortschritte und auch Grenzen der Forschung hinsichtlich methodischer und empirischer Entwicklungen sowie deren allgemeine Anwendbarkeit im Bereich des Hochwasserschutzes. / El impacto de las inundaciones sobre los edificios en zonas urbanas es cada vez mayor debido a la intensificación de los fenómenos meteorológicos extremos, asentamientos no controlados o no planificados y su creciente vulnerabilidad. Hay métodos disponibles para evaluar los daños por inundación en edificios e infraestructuras críticas. Sin embargo, es muy difícil implementar estos métodos sistemáticamente en grandes áreas debido a la falta de clasificación y caracterización de estructuras construidas en resoluciones detalladas. Para superar este obstáculo, este trabajo se enfoca, en primer lugar, en desarrollar un marco conceptual para comprender la vulnerabilidad y susceptibilidad física de edificios por inudaciones, en segundo lugar, en desarrollar un marco metodológico para la combinación de los métodos y herramientas para una análisis de alta resolución y en tercer lugar, la prueba de la metodología en tres sitios experimentales, con distintas condiciones de desarrollo. El marco conceptual se enfoca en comprender la vulnerabilidad y susceptibility de las edificaciones frente a inundaciones, y su relación con la vulnerabilidad social y económica. En él se describen las principales características físicas de la susceptibilidad de edificicaiones como un componente de la vulnerabilidad. El marco metodológico consta de tres módulos: (i) métodos para la derivación de topología de construcciones, (ii) métodos para evaluar la susceptibilidad de edificios representativos y (iii) la integración de los dos módulos a través herramientas tecnológicas. El primer módulo de topología de construcciones se basa en una clasificación de datos de sensoramiento rémoto y procesamiento SIG para la extracción de siete parámetros de las edficaciones. Este módulo parece ser aplicable para una clasificación de los edificios en relación con los posibles impactos de las inundaciones. El resultado es una taxonomía de las edificaciones y una posterior identificación de edificios representativos que se basa en análisis estadísticos y funciones de pertenencia. El segundo módulo consiste en el análisis de susceptibilidad de las construcciones representativas a través de funciones de profundidad del impacto físico. Las cuales relacionan los principales componentes de la construcción, incluyendo sus alturas, dimensiones y materiales con los impactos físicos a diferentes niveles de agua. La susceptibilidad del material se calcula con base a estudios internacionales sobre la resistencia de los materiales y un análisis a través de sistemas expertos difusos. Aquí, las funciones de profundidad de impacto físico son considerados como un medio para la interrelación entre el nivel del agua y los impactos físicos. El tercer módulo proporciona las herramientas necesarias para la aplicación de la metodología. Estas herramientas tecnológicas consisten en la arquitectura para la alimentación de los datos relacionados a la tipología de construcciones con las funciones de profundidad del impacto físico apoyado en procesos automáticos. La metodología es probada en tres sitios piloto: (i) en el Barrio Sur en Magangué y (ii) en la barrio de La Peña en Cicuco situado en la llanura inundable del Río Magdalena, Colombia y (iii) en barrio Kleinzschachwitz de la ciudad de Dresden, situado a orillas del río Elba, en Alemania. Las pruebas de la metodología abarca la descripción de la disponibilidad de los datos y la precisión, los pasos a seguir para obtener las funciones profundidad de impacto físico de edificios representativos y la presentación final de la distribución espacial de la susceptibilidad física frente inundaciones El discusión analiza las aportaciones de este trabajo y evalua los resultados de la metodología con relación a los objetivos. Las conclusiones del trabajo, muestran los aportes y limitaciones de la investigación en términos de avances metodológicos y empíricos y la aplicabilidad general de gestión del riesgo de inundaciones.