Simulationen kombinierter Überschwemmungen zeigen steigende öffentliche Exposition gegenüber mit Abwasser kontaminiertem Wasser in Waikīkī, Hawai‘i

Warum das für den Alltag wichtig ist

Waikīkī in Honolulu ist berühmt für seine Strände und Hotels, doch diese Studie zeigt, dass genau die Kulisse, die Besucher anzieht, auch ein wachsendes Gesundheitsrisiko verbirgt. Mit steigendem Meeresspiegel und häufiger auftretenden Starkregen werden die Überschwemmungsgewässer in Waikīkī zunehmend nicht nur vom Ozean und Regen gespeist, sondern auch von einem Kanal und Grundwasser, die mit Abwasser und anderer Verschmutzung belastet sind. Dieses Verständnis hilft Bewohnern, Besuchern und Planern, Überschwemmungen nicht nur als nasse Straßen und beschädigte Gebäude zu sehen, sondern als ernsthaftes Gesundheitsproblem, das neue Schutzmaßnahmen erfordert.

Ein überfülltes Küstenbild am Rande

Waikīkī ist ein dicht bebautes Viertel, das auf ehemaligen Feuchtgebieten errichtet wurde; die meisten Flächen liegen nur wenige Meter über dem Meeresspiegel und große Teile sind versiegelt. Ein künstlicher Wasserlauf, der Ala Wai Canal, umgibt die Innenseite des Bezirks und leitet Niederschlagswasser aus einem großen städtischen Einzugsgebiet zum Ozean. Im Laufe der Zeit ist dieser Kanal stark durch Abwasserleckagen, Straßenabwässer, Düngemittel und andere städtische Schadstoffe belastet worden. Die Straßeneinläufe in der Gegend leiten das Oberflächenwasser aufgrund der Schwerkraft in Richtung Kanal, in der Annahme, dass der Wasserspiegel im Kanal niedrig genug ist, um den Abfluss zu ermöglichen. Steigende Meere und höhere Gezeiten stellen dieses System in Frage und erschweren es, Wasser bei Starkregen abzuführen.

Dem Wasser während realer Stürme folgen

Die Forschenden nutzten ein fortschrittliches, quelloffenes Computermodell namens WRF-Hydro-CUFA, um zu verfolgen, wie sich Wasser während Stürmen durch Waikīkī bewegt. Das Modell koppelt Niederschlag auf Dächern und Straßen, Hangabfluss, Gezeiten und Wellen an der Küste, das Grundwasser im Boden sowie das Netz von Regenentwässerungsrohren, das den Bezirk durchzieht. Sie kalibrierten und testeten das Modell anhand von drei jüngeren Starkregenereignissen, indem sie simulierte Wasserstände mit Messwerten im Kanal, in einem nahegelegenen Bach und in einem Grundwassermessbrunnen sowie mit zahlreichen Fotos und Videos tatsächlicher Straßenspitzenfluten verglichen. Das Modell deckte sich erfolgreich mit beobachteten Gezeiten, Regenimpulsen und Überschwemmungsorten, was Vertrauen in seine Fähigkeit gibt, die Wechselwirkungen verschiedener Überflutungsquellen in diesem komplexen Umfeld abzubilden.

Wenn der Ozean zurückdrückt

Mit kalibriertem Modell untersuchte das Team dann, was passiert, wenn der Meeresspiegel in Stufen bis zu 1,2 Metern steigt, ungefähr entsprechend den US-Bundesprojektionen für Honolulu bis zum Ende dieses Jahrhunderts. Sie führten zwei der Stürme unter diesen höheren Meeresspiegeln erneut durch und simulierten außerdem Bedingungen mit alleinigen Gezeiten, also ohne Regen. Mit steigendem Meeresspiegel begann das hohe Wasser im Ala Wai Canal die Ausläufe der Regenentwässerung zu überlasten, zunächst blockierend und dann Kanalwasser durch die Abflussrohre zurück in die Straßen der Stadt drückend. Selbst ohne Niederschlag führten erhöhte Gezeiten schließlich zu weitverbreiteten ‚schönwetter‘-Überschwemmungen, als Kanalwasser landeinwärts drängte und die Straßenabläufe zu Wegen für kontaminiertes Wasser auf Gehwege und Straßen wurden. Gleichzeitig hob ein höherer Meeresspiegel den Grundwasserspiegel unter Waikīkī an, so dass die Bodensäule nahezu dauerhaft gesättigt blieb und ihre Fähigkeit zur Versickerung von Regen verringert wurde.

Von regengetriebenen Überschwemmungen zu chronisch verschmutztem Wasser

Eines der wichtigsten Ergebnisse der Studie ist, dass sich der Haupttreiber von Überschwemmungen in Waikīkī mit steigendem Meeresspiegel verschiebt. Unter den gegenwärtigen Bedingungen ist starker Regen für den größten Teil der überfluteten Fläche verantwortlich, wobei Gezeiten vor allem die Entwässerung weniger effizient machen. Aber mit einem Meeresspiegelanstieg auf etwa einen Meter und darüber kippt das Gleichgewicht: Gezeiteneinfluss und höhere Grundwasserstände dominieren, und Niederschlag wird zu einem sekundären Auslöser. In den extremsten Simulationen ist mehr als zwei Drittel von Waikīkī bei einem starken Sturm überflutet, und ein Großteil dieser Überschwemmungen ist direkt oder indirekt dem Kanal zuzuschreiben und nicht dem frischen Regenwasser. Da der Ala Wai Canal häufig krankheitserregende Keime aus Abwasser transportiert und weil steigendes Grundwasser ebenfalls durch undichte Abwasserleitungen und alte Sickergruben verunreinigt ist, zeigt die Studie, dass zukünftige Überschwemmungen zunehmend verschmutztes Wasser durch Wohnungen, Straßen und öffentliche Treffpunkte verbreiten werden – selbst bei moderatem Wetter.

Was das für Gesundheit und Planung bedeutet

Für Nichtfachleute ist die Schlussfolgerung deutlich: In Waikīkī und ähnlichen tiefliegenden Küstenstädten geht es bei zukünftigen Überschwemmungen weniger um sauberes Meerwasser, das sanft eine Schutzmauer überströmt, und mehr um verschmutztes Kanal- und Grundwasser, das in den Alltag zurückdrückt. Wenn Meeresspiegelanstieg Gezeiten und Grundwasser zu ständigem Druck auf Drainagen und Fundamente macht, werden gelegentliche Stürme einfach ein bereits gesättigtes System verstärken. Die Autorinnen und Autoren argumentieren daher, dass die Hochwasservorsorge über Deiche und Oberflächenschäden hinausgehen muss und Wasserqualität, versagende Entwässerung und alternde Abwasserleitungen einbeziehen sollte. Die Modernisierung von Regen- und Abwasserinfrastruktur, das Monitoring kontaminierter Gewässer und die Vorbereitung gesundheitlicher Gegenmaßnahmen werden entscheidend sein, um geliebte Küstenviertel sowohl trocken als auch sicher zu halten, während sich das Klima weiter verändert.

Zitation: Yamamoto, K., Habel, S., Son, Y. et al. Compound flood simulations indicate rising public exposure to sewage-contaminated waters in Waikīkī, Hawai‘i. Sci Rep 16, 9740 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38225-z

Schlüsselwörter: kombinierte Überschwemmungen, Meeresspiegelanstieg, städtische Entwässerung, Wasserverschmutzung, Waikiki