Fernerkundung und GIS-basierte Modellierung der Landnutzungsdynamik und des urbanen Überschwemmungsrisikos in der Megastadt Lagos zur künftigen Hochwasserminderung

Warum überschwemmte Städte uns alle betreffen

In den großen Städten der Welt läuft starker Regen, der früher ruhig im Boden versickerte, heute schnell von Betonflächen ab und überflutet Häuser, Straßen und Geschäfte. Diese Studie konzentriert sich auf Lagos, Nigeria – eine der am schnellsten wachsenden Megastädte Afrikas – und zeigt, wie ungezügelte Bebauung von Feuchtgebieten, Wäldern und Wasserläufen heutige Überschwemmungen verschärft und künftige Stürme deutlich gefährlicher machen könnte. Mit Satellitendaten, Computermodellen und jahrzehntelangen Aufzeichnungen verfolgen die Forschenden, wie sich die Stadt verwandelt hat und was das für die Menschen in gefährdeten Gebieten bedeutet.

Wie sich die Stadt in 40 Jahren verändert hat

Die Autorinnen und Autoren kartierten zunächst die Landnutzung und Bodenbedeckung in Lagos von 1984 bis 2023. Sie unterteilten die Landschaft in sechs einfache Typen: bebaute Flächen (Gebäude und Straßen), Wald, lichte Vegetation wie Grasland, unbedeckter Boden, Feuchtgebiete und offene Gewässer. Satellitenbilder zeigen einen dramatischen Wandel. Die bebauten Flächen haben sich mehr als verdreifacht, von etwa 15 % auf über die Hälfte der gesamten Fläche, während Wald- und Wasserflächen stark schrumpften. Die Waldfläche ging um etwa ein Drittel zurück, und auch die Wasserflächen nahmen ab, sodass der Stadt große natürliche Schwämme verloren gingen, die einst Regenwasser verlangsamten und speicherten. Gleichzeitig breitete sich leichtere Vegetation überwiegend als Sekundärbewuchs oder verstreute Grünflächen innerhalb eines zunehmend urbanen Gefüges aus und bietet nur begrenzte Entlastung.

Messen, wohin das Wasser fließt

Als Nächstes fragten die Forschenden: Wohin fließt das Wasser bei starkem Regen tatsächlich? Um das zu beantworten, kombinierten sie Niederschlagsaufzeichnungen, Abflussdaten von Flüssen und detailreiche Höhenkarten mit einem Standard-Hochwassermodell namens HEC-HMS. Sie teilten Lagos in mehrere Einzugsgebiete auf und simulierten, wie Stürme im Juni und September – typischerweise die niederschlagsreichsten Monate – in Abfluss, Flussströmung und Wassertiefe übersetzt werden. Da heute so viel von Lagos mit Beton und Asphalt bedeckt ist, kann der Boden kaum noch Wasser aufnehmen. In vielen Teilgebieten verhält sich mehr als 85 % der Oberfläche als „versiegelt“, sodass Niederschlag schnell in rasch fließenden Abfluss umgewandelt wird. Die Modellleistung wurde mit realen Flussmessungen abgeglichen und zeigte gute Übereinstimmung, was Vertrauen in die realistische Abbildung der simulierten Überschwemmungsmuster gibt.

Von kurzlebigen Pfützen zu wochenlangen Überschwemmungen

Mithilfe des Modells kartierten die Forschenden drei Überschwemmungsstufen: niedrig, mäßig und hoch. Bei niedrigen Bedingungen können kurze Überschwemmungen Zehntausende Hektar betreffen, klingen aber meist innerhalb eines halben Tages ab und sind eher lästige Ereignisse. Mäßige Überschwemmungen, die bis zu 24 Stunden andauern, bedecken größere Flächen und beginnen Verkehr, Dienstleistungen und das tägliche Leben zu stören. Das besorgniserregendste Szenario ist hohe Überflutung, bei der Wasser bis zu 30 Tage stehen bleibt und mehr als 200.000 Hektar überschwemmt. In diesem Fall bleiben große Teile des niedrig gelegenen Küsten- und Lagunenbereichs von Lagos lange genug unter Wasser, um Wohnungen, Straßen und grundlegende Infrastruktur zu beschädigen. Diese Muster stimmen mit Berichten von Einsatzbehörden überein, die zeigen, wo Gebäude und Straßen wiederholt von Überschwemmungen getroffen werden, besonders in dicht besiedelten Bezirken wie Lagos Island, Eti-Osa und Ajeromi/Ifelodun.

Blick in Lagos’ überschwemmte Zukunft

Um einen Ausblick zu geben, verwendete die Studie ein Markov-Ketten-Modell – ein Werkzeug, das projiziert, wie sich heutige Landmuster vermutlich entwickeln, wenn sich die aktuellen Trends fortsetzen. Auf Grundlage der beobachteten Veränderungen zwischen 1984, 2002 und 2023 sagt das Modell die Landnutzung für 2050 voraus und speist diese Prognose in die Hochwassersimulationen ein. Das Ergebnis ist ernüchternd: Bis zur Mitte des Jahrhunderts dürften bebaute Flächen etwa zwei Drittel der Fläche einnehmen, während Wälder, Feuchtgebiete und offene Gewässer weiter schrumpfen. Im extremen Überschwemmungsszenario für 2050 könnte rund drei Viertel der Landfläche von Lagos betroffen sein, wobei bebaute Gebiete am stärksten betroffen wären. Natürliche Puffer, die einst Wasser aufnahmen und verlangsamt abgaben – Mangroven, Feuchtgebiete und bewaldete Zonen – sind zu stark reduziert, um die wachsende Stadt zu schützen. Ärmere Bewohnerinnen und Bewohner, die oft in informellen Siedlungen auf den niedrigsten, günstigsten Flächen leben, sind besonders exponiert.

Was das für sicherere Städte bedeutet

Für Nichtfachleute ist die Botschaft klar: Die Art und Weise, wie Städte wachsen, kann Überschwemmungen entweder begünstigen oder abmildern. In Lagos haben Jahrzehnte schnellen, schlecht kontrollierten Wachstums Wälder, Feuchtgebiete und Wasserläufe in harte Flächen verwandelt, die Wasser abweisen statt es zurückzuhalten. Die Studie zeigt, dass die Kombination aus Satellitenüberwachung, Computermodellen und Zukunftsszenarien Planerinnen und Planern ein wirkungsvolles Frühwarnsystem liefern kann – und zwar zur genauen Identifizierung der Orte, an denen das Überschwemmungsrisiko steigt und warum. Die Autorinnen und Autoren argumentieren, dass Lagos und andere ähnliche Küstenmegastädte dringend verbleibende natürliche Puffer schützen, degradierte Feuchtgebiete wiederherstellen, klügere Zonierung durchsetzen und in Entwässerung sowie grüne Infrastruktur investieren müssen. Ohne solche Maßnahmen werden starke Regenfälle, die durch den Klimawandel bereits intensiver werden, zunehmend in langanhaltende, stadtabdeckende Katastrophen statt in beherrschbare Stürme ausufern.

Zitation: Aniramu, O., Iyanda, O. & Orimoogunje, O. Remote sensing and GIS-based modelling of land use dynamics and urban flood risk in Lagos megacity for future flood mitigation. Sci Rep 16, 8125 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-38544-1

Schlüsselwörter: Stadtüberschwemmungen, Megastadt Lagos, Landnutzungswandel, Fernerkundung, Hochwasserminderung