Räumlich‑zeitliche Dynamik von Landnutzung und Landbedeckung sowie Regen‑Abfluss‑Reaktionen im urbanisierenden Gdynia, Polen

Warum Stadtwachstum und Starkregen den Alltag beeinflussen

Wenn starker Regen eine Stadt trifft, entscheidet der Weg des Wassers oft darüber, ob es bei einer normalen Dusche bleibt oder Straßen, Keller und Verkehrslinien überflutet werden. Diese Studie untersucht Gdynia, eine schnell wachsende Küstenstadt im Norden Polens, um zu verstehen, wie jahrzehnteliche Bautätigkeit und veränderte Niederschlagsmuster die Wasserbewegung über die Landschaft verändern. Die Ergebnisse erklären, warum Sturzfluten in vielen Städten wahrscheinlicher werden — und welche Maßnahmen das Risiko mindern können.

Von Feldern und Wäldern zu Asphalt und Dächern

In den letzten vier Jahrzehnten haben sich große Teile Gdynias stark gewandelt. Mittels Satellitenbildern und maschinellem Lernen rekonstruierten die Forschenden die Landnutzungsänderungen zwischen 1985 und 2024 für die ganze Stadt sowie zwischen 1949 und 2030 im hochwassergefährdeten Einzugsgebiet des Flusses Kacza. Sie stellten fest, dass Ackerland und Grasflächen deutlich zurückgingen, während Siedlungsflächen und Wald zunahmen. Für ganz Gdynia vergrößerten sich bebaute Flächen wie Wohnsiedlungen, Straßen und Industriegebiete um etwa die Hälfte, während landwirtschaftliche Flächen auf weniger als ein Drittel ihrer früheren Ausdehnung schrumpften. Im Kacza‑Becken vergrößerte sich die bebauten Flächen seit 1949 mehr als verfünffacht und dürften bis 2030 weiter wachsen, vor allem an Hängen und entlang von Verkehrsachsen, die Wasser schnell in die Bäche leiten.

Wie Forschende Abfluss in einer sich verändernden Stadt gemessen haben

Um diese Kartenänderungen in ein Überschwemmungsrisiko zu übersetzen, nutzte das Team eine weit verbreitete ingenieurtechnische Formel, die Landbedeckung, Bodentyp und Hangneigung mit dem Anteil des Niederschlags verbindet, der als Oberflächenabfluss statt als Versickerung ins Gelände geht. Sie kombinierten dies mit einem digitalen Geländemodell und Bodendaten, um abzuschätzen, wie verschiedene Flächentypen — von Wäldern bis zu Parkplätzen — bei starken Stürmen reagieren. Anstatt sich auf ein einzelnes historisches Unwetter zu stützen, verwendeten sie synthetische „Bemessungs“‑Niederschlagsereignisse, die seltene, aber gefährliche Stürme von 15 Minuten, einer Stunde und 24 Stunden Dauer mit einer jährlichen Eintrittswahrscheinlichkeit von 1:100 repräsentieren. Zusätzlich bezogen sie Klimaprojektionen für zwei Treibhausgaspfade (RCP4.5 und RCP8.5) ein, um zu sehen, wie sich zukünftige Tagesniederschläge und damit der Abfluss in der Stadt verändern könnten.

Was mit Regenwasser passiert, wenn die Stadt sich ausbreitet

Die Ergebnisse zeigen ein klares Muster: Mit der Urbanisierung Gdynias wird mehr Niederschlag direkt in schnell fließenden Abfluss umgewandelt. Für die ganze Stadt stieg die Menge des Abflusses bei einem 24‑stündigen Extremereignis von etwa 25,9 Millimetern im Jahr 1985 auf 31,7 Millimeter im Jahr 2024, obwohl das angenommene Unwetter gleich blieb. Kürzere, intensivere Ereignisse zeigten ähnliche Zunahmen. Der Anteil des Niederschlags, der in Abfluss übergeht (der Abflusskoeffizient), stieg stetig, besonders in Bezirken, in denen neue Wohngebiete und Verkehrsverbindungen Felder und Freiflächen ersetzt haben. Karten der Stadt machen deutlich, dass die größten Zuwächse beim Abfluss mit neu urbanisierten Bändern im Norden, Osten und Südwesten übereinstimmen, während bewaldete Hügel weiterhin als relative „Schwämme“ mit geringerem Abfluss wirken.

Ein Blick voraus in ein wärmeres Klima

Landnutzungsänderungen sind nur ein Teil der Geschichte. Kombinierte man die heutige Landbedeckung mit zukünftigen Niederschlagsprojektionen, fanden die Forschenden weitere Zunahmen beim Abfluss für Gdynia. Unter einem moderaten Emissionspfad (RCP4.5) wird der Oberflächenabfluss bei intensiven Tagesereignissen voraussichtlich bis zur Jahrhundertmitte um rund 1–2 % zunehmen und bis 2100 etwas mehr. Unter einem höheren Emissionsszenario (RCP8.5) erreichen die Zuwächse bis zum Ende des Jahrhunderts etwa 7 %. Die Abflusskoeffizienten folgen einem ähnlichen Aufwärtstrend. Im Einzugsgebiet des Kacza, wo frühere Überschwemmungen bereits Infrastrukturen beschädigt haben, zeigt die gleiche Analyse, dass der Abfluss seit 1949 dramatisch gestiegen ist und voraussichtlich weiter zunehmen wird, wenn sich die Bebauung ausbreitet — selbst wenn Teile des Waldbestands erhalten bleiben.

Was diese Ergebnisse für überschwemmungssichere Städte bedeuten

Für Nicht‑Spezialisten lässt sich die Botschaft der Studie einfach zusammenfassen: Ersetzt eine Stadt Felder und Wiesen durch verknüpfte Netze aus Straßen, Dächern und Kanälen — und werden Stürme zugleich heftiger — erreicht Regenwasser Flüsse schneller und in größeren Mengen, was die Wahrscheinlichkeit städtischer Überschwemmungen erhöht. In Gdynia ist dieser Trend am stärksten dort ausgeprägt, wo neue Baugebiete direkt über Bächen und Entwässerungsachsen liegen; lokale Planungsentscheidungen oberhalb können also große Folgen für Stadtteile flussabwärts haben. Die Autorinnen und Autoren argumentieren, dass traditionelle harte Deiche allein nicht ausreichen. Stattdessen betonen sie die Notwendigkeit von „Schwammstadt“‑Ansätzen: verbleibende Wälder schützen, grüne Korridore anlegen, Rückhaltebecken und durchlässige Beläge einbauen und diese Maßnahmen gezielt dort platzieren, wo Abfluss entsteht. Ihr kombiniertes Karten‑ und Modellierungsverfahren bietet Stadtplanerinnen und Stadtplanern einen praktischen Weg, solche Prioritätszonen zu identifizieren und zukünftiges Wachstum so zu gestalten, dass Menschen und Gebäude beim nächsten großen Sturm trockener bleiben.

Zitation: Galata, A.W., Gulshad, K. & Szydłowski, M. Spatiotemporal land use land cover dynamics and rainfall-runoff responses in the urbanizing Gdynia, Poland. Sci Rep 16, 11153 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39241-9

Schlüsselwörter: städtische Überschwemmungen, Landnutzungswandel, Oberflächenabfluss, Küstenstädte, Auswirkungen des Klimawandels