Überlastung von Krankenhäusern durch Hochwasser

Deutschlandweite Modellierungen vom GFZ Helmholtz-Zentrum für Geoforschung und Partnern, haben eine Lücke in der Hochwasservorsorge bei der Gesundheitsinfrastruktur aufgedeckt.

Aufgrund des Klimawandels sind auch in Deutschland künftig vermehrt Extremwetterereignisse wie Hochwasser zu erwarten. Dies hat nach Angaben des GFZ für das Gesundheitswesen verdeckte Risiken zur Folge, die bislang noch kaum im Fokus von Resilienzplanungen waren: Beschränkungen in der Zugänglichkeit von Krankenhäusern und der Versorgung mit medizinischen Produkten durch überflutungsbedingte Beeinträchtigungen im Verkehr.

Neuer Simulations-Ansatz: Zusammenhang zwischen Verkehrsbeeinträchtigung und Gesundheitsinfrastruktur

Existierende Bewertungen von Hochwassersituationen zeigen laut GFZ zwar, wohin das Wasser fließt, aber nicht, wie sich dadurch der Zugang zu medizinischer Versorgung verändert. Diese Lücke schließt die Studie von Forschenden um das Team von Dr.-Ing. Seth Bryant, Post-Doc-Wissenschaftler in der GFZ-Sektion 4.4 „Hydologie“, und Jonas Wassmer, Doktorand am Potsdam Institut für Klimafolgenforschung (PIK).

Das Team verband zwei sich ergänzende Modellierungsansätze miteinander: Zunächst stützte es sich auf zuvor veröffentlichte Simulationen aus dem Regionalen Hochwassermodell Deutschlands (RFM), einem System, das über mehr als ein Jahrzehnt hinweg am GFZ entwickelt und verfeinert wurde. Um die Auswirkungen auf die Verkehrsinfrastruktur besser darzustellen, wurde die Hochwasserausbreitung mithilfe eines rechnerisch effizienten Algorithmus herunterskaliert, sodass eine räumliche Detailgenauigkeit von etwa fünf Metern erzielt werden konnte. Das ermöglichte eine Darstellung der Hochwasserausbreitung auf Straßenebene.

Zweitens implementierten die Forschenden ein sogenanntes schwerkraftbasiertes Verkehrsmodell unter Verwendung von Open-Source-Transport- und Bevölkerungsdaten. In diesem Rahmen üben Bevölkerungszentren – ähnlich wie eine schwerere Masse – eine stärkere „Anziehungskraft“ auf Verkehrsströme aus.

Neu an diesem Ansatz ist es, das skalierbare Verkehrsflussmodell und die Modellierung hochwasserbedingter Straßenausfälle zusammenzuführen, um landesweit die Effekte von Umleitungen und Staus zu simulieren, die mit einfacheren Routing-Methoden nicht erfasst werden können.

Vulnerabilität von Kliniken ist ein deutschlandweites Problem mit 75 identifizierten Fällen für hohes Risiko

Mit ihrem gekoppelten Ansatz zeigen die Forschenden bislang nicht berücksichtige Risiken auf, die von Hochwasserereignissen in Deutschland für Krankenhäuser ausgehen: Kliniken sind durch Staus oder – zum Teil auch monatelange – Straßensperrungen nicht erreichbar, dadurch fallen Transportwege für Patienten und Medizinprodukte weg bzw. verändern und verlängern sich, die Patientenlast verschiebt sich auf umliegende Kliniken, die dafür nicht ausgelegt sind.

Die Studie, die Deutschland in sieben Einzugsgebiete größerer Flüsse eingeteilt hat, zeigt: Derartige Auswirkungen sind für Krankenhäuser deutschlandweit eine Herausforderung. Insbesondere identifizierte die Studie 75 Krankenhäuser in Deutschland, bei denen das Risiko besteht, dass die Patientenzahlen die regulären Kapazitäten überschreiten. Ursache hierfür ist ein Anstieg der Nachfrage um mehr als 30 Prozent, der ausschließlich auf hochwasserbedingte Verkehrsbeeinträchtigungen zurückzuführen ist. Alarmierend sei, dass ein Drittel dieser 75 Krankenhäuser mehr als zehn Kilometer von potenziellen Überschwemmungsgebieten entfernt liegt, sodass das Bewusstsein für diese Art von Gefahr möglicherweise gering ist, so das GFZ.

Obwohl diese 75 Krankenhäuser nur einen relativ geringen Anteil der 2475 Einrichtungen in Deutschland ausmachten, können das Ausmaß und die Schwere der potenziellen Störungen zu einem Anstieg der Morbidität und Mortalität führen. Das unterstreicht dem GFZ zufolge die Dringlichkeit, solchen versteckten Risiken mit Präventivmaßnahmen zu begegnen.

Besonders alarmierend ist den Forschenden zufolge die Situation für 29 Krankenhäuser, in denen die Nachfrage um mehr als 50 Prozent steigen kann, und für neun Kliniken mit einem möglichen Anstieg um 85 bis 400 Prozent.

Zum besseren Verständnis der Gefährdungssituation hat die Studie die letztgenannten neun besonders extremen Szenarien einer detaillierteren Betrachtung unterzogen. Sie liegen in den Einzugsgebieten von Weser (3), unterem Rhein (5) und Donau (1).

Die Gesamtanalyse zeigte auch, dass grenznahe Infrastrukturen in europäischen Nachbarländern im Katastrophenfall ebenfalls unter Druck stehen. Das unterstreicht den Forschenden zufolge die Notwendigkeit eines grenzüberschreitendem Katastrophenmanagements: Nur mit koordinierten Bemühungen und gemeinsamer Nutzung von Ressourcen zwischen Nachbarländern lasse sich der gestiegene Bedarf an Gesundheitsdienstleistungen nach solchen einschneidenden Ereignissen effektiv bewältigen.

Resümee und Ausblick

„Im Gegensatz zu früheren Studien können wir mit unserem Ansatz diese versteckten Schwachstellen genau lokalisieren und aufzeigen, wie sie sich weit über das Hochwassergebiet hinaus auswirken. Wir identifizieren Krankenhäuser, die selbst selten überflutet werden, aber dennoch einer großen Belastung ausgesetzt sein könnten, weil Patienten aufgrund von Verkehrsbeeinträchtigungen in der Umgebung umgeleitet werden. Unsere Ergebnisse und interaktiven Karten liefern Planern klare, praktische Informationen, um wichtige Verkehrsverbindungen zu stärken, Umleitungen im Voraus zu planen und den Zugang zur Gesundheitsversorgung in Vorsorge- und Frühwarnsysteme einzubeziehen“, resümiert Seth Bryant, einer der beiden Hauptautoren.

Damit Entscheidungsträger die Ergebnisse besser einbeziehen und ihre Szenarioplanung darauf abstimmen können, stellen die Forschenden interaktive Karten bereit, die ohne kostspielige lokale Modellierungen auskommen, so das GFZ. Als Nächstes plane das Team, das Rahmenwerk auf ein EU-weites Modell auszuweiten und den Downscaling-Algorithmus mit maschinellem Lernen zu verbessern.

Originalpublikation: Wassmer J et al. Unveiling hidden risks in healthcare from flood-induced transportation disruption in Germany. Commun Earth Environ 2025;6(1):1–11. doi.org/10.1038/s43247-025-02645-y