|
Das
Jahrhunderthochwasser
Anthropogene Ursachen und meteorologischer
Hintergrund
Michael Küsters *, 16 Jahre/Ludwig ,Beißel
Landessieger » Jugend
forsch t« 1994 im Fachbereich ,» Geo- und
Raumwissenschaften « mit einer Arbeit über
Hochwasser
|
1.
Einleitung |
2.
Hochwasser an der Mosel |
3. Veränderungen des
Moselumlandes |
|
4.
Bewertung der Auswirkungen |
5.
Niederschlag |
6.
Ergebnisse |
|
7.
Maßnahmen |
Literatur |
Danksagung: |
|
1.
Einleitung
In beinahe jedem der
vergangenen fünfzehn Jahre - und damit erheblich
häufiger als früher - hat der Pegelstand der
Mosel mehrfach die Hochwassermarke
überschritten. Das Weihnachtshochwasser 1993
stellte alles bisher in dieser Beziehung Erlebte
in den Schatten: der höchste Wasserstand der
Mosel seit über 200 Jahren wurde erreicht.
Weite Teile des Mosellandes wurden
überschwemmt, Keller liefen voll Wasser, Öltanks
platzten durch den Wasserdruck oder liefen aus,
ganze Wohnviertel mußten evakuiert werden, und
vielerorts brach sogar die Versorgung mit Wasser
und Strom gänzlich zusammen. Zeitungen,
Fernsehen und Radio berichteten tagelang
darüber. Kaum ging der Wasserstand zurück,
füllten sich die Seiten der Zeitungen mit
Kommentaren, in denen darüber spekuliert wurde,
was die Ursachen des Hochwassers gewesen sein
könnten. Die einen schoben es auf den
ungewöhnlich intensiven Regen, wobei sogar das
Schlagwort ,»Klimaveränderungen« fiel, andere
auf den Menschen. Wer ist der Hauptschuldige?
Mensch oder Natur? Dieser Frage soll hier
nachgegangen werden.
1.2 Was ist überhaupt ein Hochwasser?
In beinahe jedem der vergangenen fünfzehn Jahre
- und damit erheblich häufiger als früher - hat
der Pegelstand der Mosel mehrfach die
Hochwassermarke überschritten. Das
Weihnachtshochwasser 1993 stellte alles bisher
in dieser Beziehung Erlebte in den Schatten: der
höchste Wasserstand der Mosel seit über 200
Jahren wurde erreicht.
Weite Teile des
Mosellandes wurden überschwemmt, Keller liefen
voll Wasser, Öltanks platzten durch den
Wasserdruck oder liefen aus, ganze Wohnviertel
mußten evakuiert werden, und vielerorts brach
sogar die Versorgung mit Wasser und Strom
gänzlich zusammen. Zeitungen, Fernsehen und
Radio berichteten tagelang darüber. Kaum ging
der Wasserstand zurück, füllten sich die Seiten
der Zeitungen mit Kommentaren, in denen darüber
spekuliert wurde, was die Ursachen des
Hochwassers gewesen sein könnten. Die einen
schoben es auf den ungewöhnlich intensiven
Regen, wobei sogar das Schlagwort
,»Klimaveränderungen« fiel, andere auf den
Menschen. Wer ist der Hauptschuldige? Mensch
oder Natur? Dieser Frage soll hier nachgegangen
werden.
1.3 Wie entstehen Hochwässer?
Hochwasser wird von vielen Menschen einfach als
ein unnatürlich hoher Wasserstand, verbunden mit
Bedrohungen oder gar Katastrophen, empfunden. Da
dies eine sehr subjektive Beurteilung ist (die
Tidehochwässer an der Küste, welche zweimal
täglich eintreten, sind schließlich etwas ganz
Normales), wurde Hochwasser in der DIN4049, der
hydrologischen Begriffsnorm, (zit. nach Engel,
1990) definiert als Überschreiten eines
bestimmten, von der beabsichtigten Aussage
abhängigen Schwellenwertes des Wasserstandes
oder Durchflusses in einem oberirdischen
Gewässer. Diese Definition beinhaltet zwar noch
immer Subjektivität, durch die Festsetzung des
Schwellenwertes wird aber allgemein
nachvollziehbar, ob tatsächlich ein
Hochwasserereignis eingetreten ist.
Laut Angaben des
Wasser- und Schifffahrtsamtes Koblenz (1984)
entsteht ein Hochwasser immer durch starke
Niederschläge und/oder Schneeschmelze (Ausnahme:
Bruch einer Staumauer oder eines Dammes). Weiter
wird geschrieben: Sie. sind daher naturgegebene
Katastrophen, auf die der Mensch kaum einen
Einfluß hat. Dies würde bedeuten, daß
Landschaftsveränderungen durch den Menschen
(Flurbereinigung, Kanalisierung,
Flächenversiegelung) nicht ausschlaggebend
sind.
Ob dies tatsächlich
zutrifft und welchen Einfluß die anthropogenen
Faktoren besitzen - falls sie überhaupt von
Bedeutung sind - soll anhand von Berechnungen
überprüft werden. |
2.1
Anzahl der Hochwasserereignisse
In den letzten Jahrzehnten kam es an der Mosel
immer häufiger zu Hochwässern, wobei ein Ereignis
dann als »Hochwasser« berücksichtigt wurde, wenn
am Pegel Trier der Wasserstand von 5,90 m
überschritten wurde (normaler Wasserstand nach der
Moselkanalisierung: 3,04 m).
Das folgende
Schaubild zeigt deutlich, daß es in den
zwanziger Jahren eine Zunahme der Anzahl der
Hochwasserereignisse gegenüber früher gegeben
hat, wobei die Zahl bis Ende der fünfziger Jahre
mit durchschnittlich einem Hochwasser pro Jahr
recht konstant blieb. |
|
Hochwässer |
Abb. 1: Hochwässer
am Pegel Trier seit 1910 (nach Mitteilung des WSA.
Trier) |
|
I910-19I9 |
* * * ( 3 ) |
|
I920-I929 |
* * * * * * * * ( 8
) |
|
1930-I939 |
* * * * * * * * * * (
10 ) |
|
I940-I949 |
* * * * * * * * * * * (
11 ) |
|
I950-I959 |
* * * * * * * * * * (
10 ) |
|
l960-I969 |
* * * * * * * * * * * *
* * * * * ( 17 ) |
|
1970-1979 |
* * * * * * * * * * * *
* * * * * * * * * ( 21 ) |
|
1980-1989 |
* * * * * * * * * * * *
* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * (
38 ) |
|
1990-1993 |
* * * * * * * * * ( 9
) |
Seit den sechziger Jahren
hat sich die Zahl der Hochwässer dramatisch gesteigert; von
1980 bis 1989 wurde die Hochwassermarke im Schnitt
viermal pro Jahr überschritten.
2.2 Geschwindigkeit
der Scheitelwelle
Die Entfernung vom Pegel Trier bis zum Pegel
Cochem beträgt 143,4 km. Die normale
Fließgeschwindigkeit der Mosel bei MW beträgt in
diesem Bereich 2,52 km/h (WSA Trier, 1992), die
Strecke wird also in ca. 60 Stunden
durchflossen.
Bei Hochwasser brauchte die Scheitelwelle in den
60er Jahren durchschnittlich 13,7 Stunden, d.h.
die mittlere Fließgeschwindigkeit betrug 10,46
km/h. Seither hat sich die Geschwindigkeit der
Scheitelwelle erheblich vergrößert: in den 70er
Jahren betrug sie noch durchschnittlich 11,17
Stunden, was eine Fließgeschwindigkeit von 12,84
km/h bedeutet, in den 80er Jahren waren es nur
noch 10,025 Stunden, woraus folgt, daß die
Scheitelwelle sich mit einer Geschwindigkeit von
14,3 km/h fortbewegte.
Bezüglich der Geschwindigkeit, mit der sich die
Scheitelwelle bewegt, ergibt dies von 1960 bis
1990 eine Zunahme von 3,83 km/h, was noch recht
harmlos aussieht. Betrachtet man aber die
Gesamtlaufzeit, so ergibt sich, daß diese sich um
rund 27 %, also ganz enorm verringert hat (und in
gleicher Weise verringert sich natürlich die
Vorwarnzeit). |
3. Veränderungen
des Moselumlandes
Seit Beginn dieses Jahrhunderts hat der Mensch
die Mosellandschaft stärker verändert als je zuvor
in einem derart kurzen Zeitraum. Diese
Veränderungen haben natürlich auch (mehr oder
weniger großen) Einfluß auf die Wasserführung der
Mosel. Bei diesen möglicherweise bedeutsamen
Veränderungen handelt es sich z.B. um
Gewässerbegradigung (Abflussbeschleunigung),
Straßen- und Häuserbau (Versiegelung des Bodens),
Brückenbau (Aufstau der Mosel vor dem Hindernis
Brückenpfeiler), Bau von Staustufen und Schleusen,
aber auch die Flurbereinigung (vielfach verbunden
mit der Beseitigung natürlicher
Abflusshindernisse) und die Neuanlage von
Weinbauflächen (unterwuchsfreier Boden).
3.1
Gewässerbegradigung
Im Gegensatz zum
Flachland, wo Bäche und Flüsse früher
ausgedehnte Mäander aufwiesen, die sich wegen
des Fehlens natürlicher Hindernisse problemlos
abschneiden ließen, war bei der Mosel und ihren
Zuflüssen wegen der Lage in zumeist sehr engen
Tälern eine Begradigung nicht oder nur in ganz
geringem Umfang möglich, wie der Vergleich alter
und neuer Karten zeigt. Allerdings kam es bei
den Bächen im Einzugsgebiet der Mosel in
erheblichem Umfang zu Begradigungen, die das
Ziel hatten, landwirtschaftlich nutzbare Fläche
zu schaffen.
3.2 Einengung der
Ufer durch Straßenbau
Anhand von Karten
aus dem Jahr 1912 und neuer Straßenkarten (1992)
ist ein Vergleich der Änderungen möglich, die
sich innerhalb dieser achtzig Jahre vollzogen
hatten.
Im Jahre 1912 gab es
erst wenige Straßen im Moselumland, allerdings
führte eine Kleinbahn entlang der Mosel von
Bullay bis Trier. Diese Eisenbahntrasse
bedeutete zwar keine Versiegelung des Bodens, da
Niederschlagswasser zwischen den Schwellen
versickern konnte, aber weil zum Schutz vor
leichten Hochwässern die Trasse streckenweise
auf einem Damm angelegt war, war auch damit bei
bestimmten Wasserständen eine Verringerung des
Abflussquerschnittes der Mosel verbunden.
Straßen gab es damals auf nur 93 km der Strecke
zwischen Trier und Cochem, was bei einer
Gesamtstrecke (beidseitig) von 286,8 km rund
32,4 % entspricht. Durch die Zunahme der
Motorisierung, insbesondere nach dem letzten
Krieg, ergab sich die Notwendigkeit zu weiterem
Straßenbau (die Kleinbahn wurde 1963
abgeschafft). Dabei beschränkte man sich
allerdings nicht darauf, die Straße nur auf
einer Moselseite anzulegen, sondern bei
mittlerweile 243 km Straße (entsprechend 84,7 %
der Gesamtstrecke) wird die Mosel nun beinahe
durchgehend auf beiden Seiten durch Straßen
eingeengt. Außerdem wurden die Straßen - zum
Schutz vor Überflutung - vor allem seit den
,70er Jahren stellenweise erheblich erhöht und
die Mosel dadurch immer weiter eingeengt.
3.3 Brückenbau an
der Mosel
Auch hier wieder aus
Karten entnommene Vergleichszahlen von 1912 und
1992.
Damals gab es
lediglich fünf Brücken von Trier bis Cochem
(davon drei Eisenbahnbrücken) über die Mosel,
1992 waren es 29 (und somit fast die sechsfache
Zahl).
Dies kann bei
Hochwässern von Bedeutung sein, da Brücken
dadurch, daß sie einen gewissen Rückstau
verursachen, den Abfluss behindern und somit zu
einer größeren Höhe des Wassers führen
können.
3.4 Die
Kanalisierung der Mosel
Der wohl
schwerwiegendste Eingriff in die
Abflussverhältnisse der Mosel war der 1964
erfolgte Ausbau der Mosel zur Bundeswasserstraße
mit ganzjähriger Schiffbarkeit.
Vertragsgemäße
Voraussetzung war, daß die
Hochwasserverhältnisse durch den Ausbau der
Mosel nicht ungünstiger werden durften (WSA
Koblenz 1984).
Dies zeigt, daß man
sich eines möglichen negativen Einflusses
bewusst war, daß man aber versucht hatte,
eventuelle negative Veränderungen möglichst zu
vermeiden. Allerdings stellen die Staustufen
(von Trier bis Cochem sind es sieben) mit ihren
Bauwerken bei Hochwasser Barrieren dar, die den
Abfluss des Wassers behindern und oberhalb zu
höheren Wasserständen führen können. Außerdem
ist zur Aufrechterhaltung der Schiffbarkeit
ständig ein höherer Wasserstand erforderlich,
als das früher der Fall war.
3.5 Versiegelung der
Fläche
Aus dem Saarland
lagen Daten der Entwicklung von 1847 bis 1985
vor (aus Statistische Berichte Saarland, CI 1,
1985).
Die Gesamtfläche des
Saarlands beträgt 256804 ha.
Die Waldfläche blieb
über die ganze Zeit hinweg recht konstant bei
rund 30%.
Die
landwirtschaftliche Nutzfläche (Gärten, Wiesen,
Äcker) betrug 1847 66%, 1922 noch 61%, 1950 51%
und heute nur noch 47%.
Die Siedlungs- und
Verkehrsfläche, also Häuser, Straßen oder
Industriegelände nahm von damals 4% auf heute
ca. 20% zu (s. Abb.2).
Im Regierungsbezirk
Trier sind direkte Vergleiche mit dem früheren
Zustand nicht möglich, denn die
Erhebungsstatistik hat sich nach Auskunft des
Statistischen Landesamtes mehrfach geändert. Die
Gesamtfläche beträgt 492 540 ha (Statist. Ber.
Rhld.- Pfalz, 1985), davon sind 42 480 ha (8,6
%) Siedlungs- und Verkehrsfläche, also ein
wesentlich kleinerer Teil als im Saarland, die
landwirtschaftliche Nutzfläche ist 234 821 ha
groß (prozentual fast gleich wie im
Saarland).
|
Im Kreis
Cochem- Zell, der eine Gesamtfläche von 71
888 ha hat, ist die Fläche von 6 074 ha
(8,4 %), also prozentual fast gleich viel
wie im Regierungsbezirk Trier, bebaut
(Gebäude und Straßen).
Der Anteil
der Bebauung ist also, abgesehen vom
stärker industrialisierten Saarland, im
deutschen Einzugsgebiet der Mosel recht
einheitlich. |
 |
|
|
Wenn man für den
Regierungsbezirk Trier insgesamt eine ähnliche
Entwicklung annimmt wie für das Saarland, also
zwischen 1922 und heute etwas mehr als eine
Verdoppelung der überbauten Fläche, so müssten
damals ungefähr 20 000 ha versiegelt gewesen
sein.
Aus der Karte von
1912 ist zu ersehen, daß die Stadt Trier damals
etwa 600 ha groß war. Die mittlerweile ins
Stadtgebiet eingewachsenen Orte Euren, Pallien,
Heiligkreuz und Olewig waren noch kleine Dörfer,
die außerhalb lagen.
Bezieht man sie mit
ein, so kommt man auf eine Fläche von etwa 700
ha. Heute beträgt die Verkehrs- und die
Gebäudefläche (mit Hausgärten, Spielplätzen)
bereits 2 900 ha. Die Zunahme ist in der
Großstadt also überproportional stark.
3.6
Flurbereinigung
Weil bei der
Flurbereinigung ökologische Gesichtspunkte erst
in jüngster Zeit berücksichtigt werden, hafte
sie in früheren Jahren erhebliche
Landschaftsschäden zur Folge, denn sie diente
vor allem dazu, die landwirtschaftliche
Nutzfläche, deren Parzellen infolge der
Erbteilung von Generation zu Generation immer
kleiner geworden waren, »maschinengerecht«
umzugestalten. Dabei wurden »störende« Hecken
und Feldgehölze sowie Brachstreifen entlang von
Wegen und Bächen vernichtet, außerdem wurden
Berghänge glattgesprengt und einplaniert.
Feldwege wurden größtenteils befestigt und mit
Abflussrinnen versehen (allein im Dorf Wolf
wurden dabei 6 km Wege asphaltiert), ferner
wurden auch zwischen den Landwirtschaftsflächen
Rinnen angelegt, damit das Niederschlagswasser
besser ablaufen konnte. Vor 1930 fanden im
Regierungsbezirk Trier nur in geringem Umfang
Flurbereinigungen statt, von den 30er bis zu den
80er Jahren (mit Ausnahme der Kriegszeit und der
ersten Nachkriegsjahre) blieb die Menge der
flurbereinigten Flächen konstant bei
durchschnittlich 9 000 ha in zehn Jahren.
Insgesamt wurden 51 165 ha flurbereinigt, davon
nach 1950 36 866 ha. Wie unvollständig
allerdings diese durch das Katasteramt Trier
bereitgestellten Daten sein müssen, zeigt der
Vergleich mit dem Kreis Cochem- Zell, in dem
allein von 1960 bis 1993 24 459 ha flurbereinigt
wurden (nach Mitteilung Kulturamt Mayen).
3.7 Neuausweisung
von Weinbauflächen
Basierend auf
klimatologischen Gutachten, in denen
festgestellt wurde, auf welchen Flächen Weinbau
möglich ist, wurde am 29. August 1961 ein neues
Weinwirtschaftsgesetz erlassen, das zur Folge
hatte, daß viele Weinberge neu angelegt wurden.
In welchem Ausmaß dies geschah, dazu die
folgenden Angaben (laut mündlicher Auskunft der
Lehr- und Versuchsanstalt für Weinbau,
Trier):
1967 gab es in der
Region Mosel- Saar- Ruwer lediglich 9 777 ha
Weinland, 1979 waren es bereits 12 212 ha und
1992 sogar 12 788 ha. Allein im Kreis Cochem-
Zell wurden zwischen 1961 und 1990 immerhin 1
271 ha Weinberge neu angelegt.
Die Weinbaufläche
hat sich somit innerhalb von 25 Jahren um 30,8 %
vergrößert.
Insgesamt macht die
1992 existierende Weinbergsfläche 0,82 % des
Moseleinzugsgebietes zwischen der
deutsch-französischen Grenze und Cochem
aus.
Bei den Flächen, die
zur Anlage neuer Weinberge genutzt wurden,
handelte es sich teilweise um Streuobstwiesen,
daneben auch um Grünland und zu einem kleinen
Teil Ackerflächen. |
|
4. Bewertung der
Auswirkungen
Die Strecke, die am
Moselufer mit Straßen zugebaut wurde,
beeinflusst den Abfluss des Wassers insbesondere
dann, wenn versucht wurde, die Straßen so hoch
zu bauen, daß sie hochwasserfrei blieben. Der
Abflussquerschnitt der Mosel wird verringert,
und das Wasser kann sich nicht, wie bei
natürlichen Bedingungen, gleichmäßig und
allmählich ausbreiten, sondern wird durch die
Erhöhungen der Straßen eingepfercht, wodurch ein
höherer Wasserstand verursacht wird. Die
Auswirkungen lassen sich abschätzen:
Ausgehend von der
Annahme, daß die durchschnittliche Höhe der
Moseluferstraßen 1,5 m über dem ursprünglichen
Gelände beträgt, würde bei einer Breite von 10 m
(einschließlich der Böschungen) der
Abflussquerschnitt um 15 m2
verringert. Da aber die Mosel auf 143,3 km
Fließstrecke Trier bis Cochem) nicht nur
einseitig, sondern von insgesamt 243 km Straße
begleitet wird, ist dieser Wert mit 170 % zu
multiplizieren, es gehen also durch die Straße
25,5 m2 des ursprünglichen
Abflussquerschnitts verloren.
Aus den Angaben der
Wasser- und Schifffahrtsämter Koblenz (1984) und
Trier (1992) zu Abfluss- und
Fließgeschwindigkeit der Mosel kann man ersehen,
daß die Mosel bei einem Pegelstand von 7 m in
Cochem (dieser Wert ist wichtig, da bei dieser
Höhe die Uferstraße überflutet wird) einen
Querschnitt von 1 300 m2 hat (normal:
400 m2). Davon gehen durch die
Straßen 1,96 %, also fast 2 % verloren.
Tatsächlich muß dieser Wert aber noch größer
sein, denn viele Straßen sind so hoch gebaut,
daß sie bei diesem Stand noch nicht überflutet
werden, sie also wie ein Deich auch verhindern,
daß das Land dahinter überflutet wird. Die
Fläche hinter der Straße geht somit zusätzlich
als Rückhalteraum verloren.
Durch die
Kanalisierung der Mosel wird selbst bei
niedrigstem Wasserstand eine Fahrrinnentiefe von
2,7 m und eine Fahrrinnenbreite von mindestens
40 m sichergestellt (WSA Trier, 1992). Das
bedeutet, daß ein Querschnitt von 108
m2 ständig wassergefüllt ist. Weil
die Mosel aber selbst bei Niedrigwasser nicht
nur aus der Fahrrinne besteht, sind mindestens
120 m2 ständig gefüllt. Bei Gefahr
eines Hochwassers werden die Wehre zwar
geöffnet, aber das ist ja erst der Fall, wenn
der Wasserstand bereits erhöht ist.
Vor dem Ausbau der
Mosel konnte man bei Niedrigwasser den Fluß zu
Fuß überqueren, wie alte Leute berichten. Die
Wassertiefe mußte also deutlich unter 1 m
gelegen haben. Das heißt, daß in diesem Fall
höchstens 40 m2 des
Abflussquerschnitts gefüllt waren, also zum
heutigen Zustand eine Differenz von mindestens
80 m2 besteht. Auf der 242 km langen
Strecke von der französischen Grenze bis Koblenz
macht das insgesamt 19 360 000 m2
aus. Wenn bei einem Extremhochwasser wie dem
Weihnachtshochwasser 1993 grob gerechnet
insgesamt 1 900 000 000 m3 abfließen
(beim Maihochwasser 1983 waren es lt. WSA
Koblenz 1 215 468 800 m3, so gehen,
wenn die Starkniederschläge wie 1993 auf eine
sehr niederschlagsarme Periode folgen, durch die
Existenz der Staustufen ungefähr 1 % an
Aufnahmekapazität des Flußbettes verloren, bei
einem mittleren Hochwasser sind es etwa 2
%.
Bei Betrachtung von
Abb. 1 drängt sich die Vermutung auf, daß die
Vielzahl der Hochwässer seit den sechziger
Jahren mit der Kanalisierung zusammenhängt (von
1960 bis 1964 gab es fünf Hochwässer, also nicht
mehr als früher, 1965 bis 1969 gab es elf!). Bei
geringeren Hochwässern (Pegel 7 m in Cochem)
fließen 2 080 m3 pro Sekunde ab (WSA
Koblenz 1984), bei einem drei Tage andauernden
derartigen Wasserstand also 539 196 000
m3. Bezogen darauf macht der
Dauerstau durch die Schleusen bereits 3,6 % aus,
was einer Wasserstandsdifferenz von 25 cm
entspricht. Je niedriger das Hochwasser, desto
größer ist der Einfluß des ständigen Staus. Ab
1965 traten am Pegel Trier 24 Hochwässer mit
einem Pegelstand unter 7 m auf, es ist
anzunehmen, daß zumindest bei einem Teil davon
die Hochwassermarke früher nicht überschritten
worden wäre.
Die Nutzungsart
,»Weinberg« war bisher beinahe ausnahmslos
dadurch gekennzeichnet, daß jeglicher Unterwuchs
beseitigt wurde und die Rebstöcke von kahlem
Boden umgeben waren (weil über nacktem Boden das
Kleinklima für die Reben günstiger ist).
Insbesondere an den
Hängen führt dies dazu, daß das Wasser nicht nur
schneller abfließt, sondern dadurch, daß der
Boden selbst nicht durch Gras und Unterwuchs
gesichert ist, die Bodenerosion durch Regen
stark gefördert wird: der Mutterboden fließt in
die Mosel, zurück bleibt lediglich das
Bodenskelett aus Schieferschutt mit immer
geringer werdendem Lehmanteil. Mit jedem Regen
verringert sich der Lehmanteil und damit auch
das Wasserspeichervermögen, das Wasser fließt
noch schneller ab, es entwickelt sich ein
Teufelskreis. Im Grünland dagegen wird ein
großer Teil des Wassers zurückgehalten und
fließt nur allmählich ab oder versickert ins
Grundwasser, der Boden wird nicht
weggeschwemmt.
Eigene
Untersuchungen ergaben, daß 1 ha Weinbergsboden
(auf 15 cm Tiefe) 287 500 1 Wasser aufnehmen
kann, Wiesenerde hingegen 850 000 l.
Dies macht eine
Differenz der Aufnahmekapazität von 562 500 1
(=562,5 m3) aus. Bei den im Gebiet
Mosel- Saar- Ruwer vorhandenen 12 788 ha
Weinbergsfläche würde das insgesamt 7 193 250
m3 ergeben, die durch Wiesen mehr
aufgenommen werden könnten. Berücksichtigt man
nur die nach 1964 neu angelegte Weinbergsfläche
(3 011 ha), so ergibt sich, daß dadurch 1 693
687,5 m3 Speichervolumen verloren
gingen. Unberücksichtigt bleibt dabei allerdings
sogar noch, daß die Gräser auch an und zwischen
den Halmen erhebliche Mengen Wassers zu
speichern vermögen.
Die durch Wiesen
statt Weinberg zurückhaltbare Menge macht von
den beim Maihochwasser 1983 abgeflossenen 1 215
468 800 m3 Wasser immerhin mindestens
0,59 % aus, was bedeutet, das Hochwasser, das in
Cochem den Pegelstand 9,31 m erreicht hatte,
wäre nur 9,25 m hoch gewesen, wenn anstelle der
Weinbergsflächen überall Wiesen wären, bzw. 9,29
m, wenn nach 1964 keine neuen Weinberge angelegt
worden wären.
Jedem Betrachter
fällt sofort auf, daß die Mosel bei Hochwasser
eine lehmig- braune Farbe bekommt, und daß nach
dem Ablaufen des Wassers alles mit einer dicken
Schlammschicht bedeckt ist. Dies liegt an den
Bodenteilchen, die aus den unterwuchsfreien
Weinbergen, aber auch von den im Winter kahlen
Äckern weggespült worden sind.
Um zu ermitteln,
welche Menge Erde die Mosel bei Hochwasser
mitführt und ob sich das eventuell auch auf das
Volumen und somit den Wasserstand auswirkt,
wurde bei Hochwasser aus der ablaufenden Welle
eine Wasserprobe entnommen. Es ergab sich ein
Sedimentanteil von 0,06 %. Zu Beginn von
Starkniederschlägen in der auflaufenden Welle
ist es also wohl fast 0,1 %. Bei einem 10 m-
Hochwasser wäre der Wasserstand daher etwa 1cm
niedriger.
Die Gesamtmenge des
bei einem einzigen großen Hochwasser durch die
Mosel weggeschwemmten Mutterbodens beträgt dann
ungefähr 100 000 Kubikmeter!
Die Einflüsse der
Flurbereinigung (Beseitigung
natürlicher
Abflusshindernisse, Versiegelung von Feldwegen,
Bau von Ablaufrinnen) sind sehr schwer
abzuschätzen. Allein in Wolf an der Mosel kamen
auf ca. 100 ha flurbereinigte Fläche 6 km neu
asphaltierte Wege (asphaltierte Fläche 2 ha = 2
%). Gesetzt den Fall, das Verhältnis ist in
anderen Bereichen ähnlich, so wären zum Beispiel
im Kreis Cochem- Zell, wo ca. 75 % der
Landwirtschaftsfläche flurbereinigt sind, ca.
600 ha Feldwege als Folge der Flurbereinigung
versiegelt worden, im Regierungsbezirk Trier
knapp 5 000 ha. Wenn man für den Untergrund
unbefestigter Feldwege ein ähnliches
Wasserspeichervermögen ansetzt wie für stark
schieferhaltigen Weinbergsboden, also etwa 300
m3/ha, so fließen jetzt von den
befestigten Wegen aus dem Regierungsbezirk Trier
ca. 1 500000 m3 Wasser zusätzlich ab.
Die Menge entspricht also der durch neu
angelegte Weinberge anfallenden.
Außerdem ist zu
berücksichtigen, daß durch die Beseitigung von
Abflusshindernissen die Zeit des Durchflusses
verringert wird und somit eine geringere
zeitliche Verteilung des Wasserzuflusses in die
Mosel gegeben ist. Hochwasserspitzen
verschiedener Zuflüsse, die früher zeitlich
verteilt an der Mosel eintrafen, liegen jetzt
näher beieinander. Das Ausmaß der dadurch
bedingten Erhöhung des Wasserstandes der
Scheitelwelle kann man allerdings kaum
abschätzen.
Durch die
Flächenversiegelung kommt es ebenfalls zu
größeren Abflussmengen. Wenn man annimmt, daß
die gesamte im Saarland, im Regierungsbezirk
Trier und im Kreis Cochem- Zell überbaute Fläche
(über 90 000 ha) Wiese oder Wald wäre, und
außerdem voraussetzt, daß diese Fläche jetzt
absolut kein Wasser aufnimmt (was aber nicht der
Fall ist, da ja auch z.B. Hausgärten
mitgerechnet werden), so käme man auf einen Wert
von 76 000 000 m3 Wasser, die nicht
im Boden aufgenommen werden. Bezogen auf den
Abfluss während des Maihochwassers 1983 wären
das 6,3 %, beim Weihnachtshochwasser 1993 ca. 4
% (entsprechend einem um 45 cm niedrigeren
Wasserstand). Derartige Berechnungen weisen aber
den Fehler auf, daß nicht berücksichtigt wird,
daß auch bewachsener Boden nicht unbegrenzte
Mengen Wasser aufnimmt. Wenn er mit Wasser
gesättigt ist (was bei dem untersuchten
Wiesenboden bei 85 I pro m2 der Fall
war), kann er nichts mehr aufnehmen, weil die
Versickerung ins Grundwasser langsamer ist, als
der Nachschub durch den Regen. Außerdem ist der
Boden bei uns fast nie ganz trocken (weil es im
November 1993 so wenig geregnet hatte, war er es
im Dezember aber beinahe). Es ist daher
anzunehmen, daß er bei den
Dezemberniederschlägen etwa 60 l/m2
aufgenommen hat (=70 % der insgesamt
festgestellten Menge). Wenn man nun noch
annimmt, daß von den Siedlungs- und
Verkehrsflächen nur die Hälfte tatsächlich
versiegelt ist (Koeh1er, 1992, nimmt für größere
Städte einen Anteil von 2/3, für ländliche
Gemeinden von 1/3 an), dann reduziert sich die
Menge des durch Bebauung zusätzlich abfließenden
Wassers von 76 000 000 m3 auf 26 600
000 m3, also 2,2 % der beim
Hochwasser 1983 abgeflossenen Menge (Koehler
kommt für den Oberrhein auf einen Wert von 1,3
%, er ist der Ansicht, daß anthropogene
Veränderungen dort keinen Einfluß auf die
Hochwasserabflüsse haben). Bei dem Hochwasser
von 1925 wäre der Wert nochmals um die Hälfte zu
verringern, weil damals erst eine etwa halb so
große Fläche bebaut war. |
|
5.
Niederschlag
Bei einem Vergleich
historischer Hochwässer kann man immer wieder
feststellen, daß gerade zu Weihnachten und um
die Jahreswende extrem hohe Wasserstände zu
beobachten waren. Ausgelöst wurden diese von den
,»Weihnachtstauwettern« nach vorangegangenen
Frostperioden mit Schneefall, die man in der
Fachsprache den Singularien zurechnet, also
Wetterereignissen, die häufig zu bestimmten
Jahreszeiten zu beobachten sind. Auch das
Rekordhochwasser am 31. Dezember 1925 gehört in
seinem typischen Ablauf zu den ,»Singulanen« und
stellte in dieser Beziehung nichts
Außergewöhnliches dar. Anders verhielt es sich
mit den wohl noch den meisten der Leser
erinnerlichen Hochwässern im Jahre 1983, als
starke und langandauernde Niederschläge die
Ablaufkapazität der Mosel einfach überforderten.
Das Hochwasser im Dezember 1993 gehörte vom
Witterungsablauf und von seinem typischen
Geschehen her ebenfalls zu dieser letzteren Art
von Katastrophen, obwohl es in den
Mittelgebirgslagen auch zu Schneefällen kam.
Hinzu kam, daß praktisch der gesamte süd- und
südwestdeutsche Raum von dieser
niederschlagsreichen Witterung betroffen
war.
5.1
Wetterlage
Die Großwetterlage
im Dezember 1993 war geprägt von einer
kräftigen, andauernden Westströmung. Derartige
Westwetterlagen beruhen vor allem auf großen
meridionalen Temperaturgegensätzen in den
mittleren Breiten, die natürlich in dieser
Jahreszeit charakteristisch sind. In rascher
Folge wurden Tiefdruckgebiete mit der erwähnten
westlichen Strömung ostwärts geführt, wobei sie
allerdings über Europa mit ihren Frontensystemen
eine relativ südliche Laufbahn einschlugen. Die
strömungsparallel über Mitteleuropa liegenden
Fronten lösten in Verbindung mit den
zugehörenden Höhentrögen heftige Hebungsvorgänge
und somit die starken Niederschläge aus.
5.2
Wetterentwicklung
Der Wetterablauf im
Dezember 1993 war in zwei ganz unterschiedliche
Phasen gegliedert. Im Zeitraum 07. - 15.
Dezember 1993 wurde das Wetter in Deutschland
durch den raschen Durchzug von Tiefdruckgebieten
und deren Frontensysteme bestimmt. Verbunden
waren damit häufige Niederschläge mit
Tagessummen bei der Messstation Trier von 4 bis
19 mm. Noch stärker waren diese Niederschläge in
den südlicher gelegenen Einzugsgebieten der
Mosel. So lagen für Weiskirchen/Saar im gleichen
Zeitraum die Messwerte zwischen 2 und 35 mm. In
den Mittelgebirgslagen oberhalb 600 m und damit
auch im Quellgebiet der Mosel, den Vogesen, fiel
dieser Niederschlag meist als Schnee, was zu
Schneehöhen zwischen 20 und 24 cm führte. Im
weiteren Ablauf kam zu diesen Niederschlägen
aber auch noch Tauwetter in Höhen bis zu 1 000
m.
Die weiterhin bestimmende Westwetterlage führte
vom 16. bis 18. Dezember 1993 zu einem Vorstoß
sehr milder atlantischer Luftmassen, die auch
bis in die höchsten Mittelgebirgslagen zu
intensiven Niederschlägen und Tauwetter führten.
Nach einer kurzen Wetterberuhigung am 18.
Dezember setzten am 19. Dezember erneut
Niederschläge ein, die fast pausenlos bis zum
24. Dezember als Regen fielen. Allerdings
erfolgte ab dem 21. Dezember eine Umstellung der
Wetterlage auf eine nord- westliche Strömung
über West- und Mitteleuropa. Die
Niederschlagssummen in den schon genannten
Stationen gingen von ihrem Maximum am 21.
Dezember (33 mm in Trier und 58 mm in
Weiskichen) auf 1 bzw. 0 mm zurück. Außerdem
fiel der Niederschlag ab dem 24.125. Dezember in
Lagen oberhalb 400 m überwiegend als Schnee
(siehe Tabelle). Die folgende Tabelle soll den
dargestellten Niederschlagsverlauf
verdeutlichen: |
|
Zeitraum 07. - 15.
Dezember 1993 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
07. |
08. |
09. |
10. |
11. |
12. |
13. |
14. |
15. |
Summe |
|
|
Trier |
8 |
9 |
0 |
19 |
5 |
16 |
8 |
4 |
7 |
76mm |
|
Weiskirchen/Saar |
11 |
21 |
5 |
30 |
5 |
35 |
27 |
2 |
5 |
143mm |
|
Zeitraum 16. - 25.
Dezember 1993: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16. |
17. |
18. |
19. |
20. |
21. |
22. |
23. |
24.+25. |
Summe |
|
|
Trier |
6 |
6 |
0 |
19 |
33 |
9 |
12 |
6 |
4 + 0 |
95mm |
|
Weiskirchen/Saar |
11 |
19 |
1 |
37 |
58 |
8 |
31 |
10 |
8 + 0 |
183mm |
Gerade die Gegenüberstellung
dieser zwei Stationen mit unterschiedlichem Abfluss der
Niederschläge in Mosel bzw. Saar zeigt aber die Wirkung der
außergewöhnlichen Witterungssituation. Für sich allein wären
die nur leicht erhöhten Niederschläge im Raum Trier und auch
im Gebiet der Mittelmosel wahrscheinlich mit einem mittleren
Hochwasser abgeflossen. Da aber zu diesem Sockelbetrag der
gestauten Mosel noch ein erheblicher Zuwachs aus dem Gebiet
der Saar und der Obermosel hinzukam, und dies mit einer
zeitlichen Verzögerung um ca. einen Tag, ist erst das lange
Andauern des Hochwassers der Mosel erklärbar. So war z.B.
die Bundesstraße 53 zwischen Kinheim und Ürzig fast 3 1/2
Wochen durchgehend gesperrt.
5.3 Niederschlagshöhen
Obwohl der Dezember 1993 in
allen Teilen Deutschlands überdurchschnittliche
Niederschläge brachte, lag das allgemeine Maximum
eindeutig im Südwesten. Beim Vergleich der Mittelwerte der
einzelnen Bundesländer wird dies noch anhand der
nachfolgenden Zahlen verdeutlicht:
|
|
Monats- % des summe
Mittelwertes ( mm ) |
|
|
Sachsen |
103 |
177 |
|
Niedersachsen |
146 |
215 |
|
Thüringen |
133 |
246 |
|
Schleswig-Holstein |
149 |
207 |
|
Bayern (südl. der
Donau) |
133 |
177 |
|
Baden-Württemberg |
180 |
247 |
|
Rheinland- Pfalz
und Saarland |
212 |
295 |
|
BRD |
gesamt |
144 222 |
Bei einer näheren Betrachtung
der Monatswerte des Niederschlags im Einzugsbereich
Rheinland- Pfalz/Saarland fällt auf, daß, wie schon
erläutert, die Gebiete des Saarlandes und im hohen Hunsrück
außergewöhnliche Abweichungen vom langjährigen Mittel
aufweisen. Allerdings ist der absolute Spitzenreiter die
Station Büchel bei Cochem mit 343 11m2, was 429 %
des langjährigen Mittels entspricht. Auch ansonsten weisen
die klassischen Niederschlagsgebiete in Eifel und Westerwald
im Vergleich zu den oben angegebenen anderen Gebieten
größtenteils relativ hohe prozentuale Steigerungen auf. Auch
hierzu einige exemplarische Zahlen: |
|
Zahlen: |
Monatssumme (mm) |
% des Mittelwertes
|
|
Nohfelden |
472 |
366
|
|
Kandel/Pfalz |
159 |
294
|
|
Frankenthal |
72 |
218
|
|
Idar-Oberstein |
263 |
337
|
|
Sohren |
237 |
343
|
|
Kirn |
180 |
300
|
|
Enkenbach |
227 |
366
|
|
Winterspelt/Eifel |
256 |
281
|
|
Prüm |
253 |
269
|
|
Völklingen |
262 |
336
|
|
Reinsfeld |
355 |
306
|
|
Hillesheim/Eifel |
256 |
320
|
|
Spangdahlem |
172 |
253
|
|
Kinheim |
189 |
320
|
|
Büchel |
343 |
429
|
|
Andernach |
103 |
219
|
|
Gebhardsheim |
220 |
222
|
|
Aus all den genannten Zahlen
geht allerdings klar hervor, daß der Dezember 1993 in allen
Gebieten außergewöhnlich große Abweichungen vom langjährigen
Mittel des Niederschlags brachte und nirgendwo unter 200 %
lag. Schon der Januar 1994 brachte dann wieder normalere
Werte, wenn sie auch noch immer relativ hoch lagen, wie z.B.
Rheinland-Pfalz/Saarland mit 101 mm, was 168 % vom
langjährigen Mittel entspricht. |
6. Ergebnisse
Die Berechnungen und Abschätzungen zum Einfluss anthropogener
Landschaftsveränderungen auf den Wasserabfluß im
Einzugsgebiet der Mosel und somit auf das
Moselhochwasser haben
ergeben, daß: |
|
- die Moseluferstraßen mit
mindestens 2 %, |
- die Moselkanalisierung mit
mindestens 2 %, |
|
- die Flächenversiegelung mit
etwa 2 %, |
- die Weinbauflächen mit 0,6
% (die nach 1960 angelegten 0,14 %), |
|
- der abgeschwemmte Boden mit
0,1 %, |
- ferner die Flurbereinigung
mit mindestens 0,3 % |
|
und der Brückenbau mit einem
nicht abschätzbaren, aber geringen Anteil zum erhöhten
Wasserabfluß beitragen.
Insgesamt machen die
anthropogenen Faktoren somit im Minimum etwa 7 % aus. Dies
bedeutet, daß von den 15 Hochwässern, die seit 1965 am
Pegel Trier einen Stand über 8,60 m (bei diesem
Wasserstand wird in Zell die Ufermauer überflutet)
erreicht hatten, ohne die Veränderungen 11 unter diesem
für die Gemeinde Zell kritischen Wert geblieben wären. Das
Hochwasser von 1993 hätte die Höhe des Dezember-
Hochwassers von 1925 nicht erreicht und würde damit nicht
als das höchste seit mehr als 200 Jahren in die Statistik
eingehen, ein Katastrophenhochwasser wäre es aber auch
ohne die menschlichen Eingriffe in die Landschaft
geworden.
Die Geschwindigkeit der
Scheitelwelle bei Hochwasser hat sich seit den sechziger
Jahren um 37 % erhöht, in gleicher Weise hat sich die
Vorwarnzeit für die moselabwärts gelegenen Orte
verringert. Dies ist wahrscheinlich hauptsächlich durch
die Kanalisierung der Mosel und die Einengung der Ufer
durch Straßenbau bedingt.
Wenn in Zeitungsartikeln als
Argument gegen den Einfluß anthropogener Veränderungen auf
das Hochwasser der bisher höchste Stand der Mosel von 1784
mit auf den jetzigen Pegel umgerechneten 1 149 cm
angeführt wird, dann wird dabei vergessen, daß das
Hochwasser damals Ende Februar auftrat, dabei also
wahrscheinlich der Schnee mehrerer Wochen zusammen mit
starkem Regen abfloss. Diese ungünstigen Voraussetzungen
waren beim Weihnachtshochwasser 1993 nicht gegeben.
Würde die gleiche
meteorologische Konstellation wie 1784 heutzutage
eintreten, so wäre mit einem Wasserstand von weit über 12
m zu rechnen. |
|
7. Maßnahmen
Zur Entschärfung künftiger
Hochwässer waren
oder sind folgende Maßnahmen
im Gespräch:
- Schaffung von
Rückhalteräumen,
- Bau von Ufermauern,
- Verringerung der
Flächenversiegelung.
Das Problem bei all diesen
Maßnahmen ist jedoch, daß sie entweder zu teuer oder aus
anderen Gründen nicht realisierbar oder einfach nicht
effektiv genug sind.
Die Schaffung von
Rückhalteräumen ist an der Mosel kaum möglich, da überall
an den größeren Zuflüssen und auch an der Mosel selbst in
geringen Abständen Ortschaften liegen. Zur Schaffung eines
ausreichend großen Retentionsraumes müssten mehrere
Ortschaften umgesiedelt werden.
Der Bau von Ufermauern ist
abgesehen vom sehr hohen Kostenaufwand auch keine Lösung,
da Mauern, um effektiv zu sein, an allen ortnahen
Uferbereichen errichtet werden müssten. Diese Mauern
müssten, um wirklich vor einem Katastrophenhochwasser zu
schützen, über 10 m hoch sein, sie würden also die Sicht
auf die Mosel völlig versperren, was für die kleineren
Ortschaften an der Mosel sehr negative Folgen hat, da
diese Orte vom Tourismus leben. Abgesehen davon ergäbe
sich als Folge, daß die Wasserstände noch höher werden,
weil der Flussquerschnitt weiter eingeengt wird.
Die Verringerung der
Flächenversiegelung wäre allenfalls beim Straßenbau
realisierbar, wenn bei Neubauten alte Straßen, die durch
die neue Streckenführung ersetzt werden, beseitigt
würden.
An weiteren Maßnahmen sind
denkbar:
- Rückbau der Drainagen in den
Feldern in der Eifel und im Hunsrück (Feuchtwiesen statt
Acker);
- An Hängen keine
Ackerflächen, sondern nur Grünland;
- Verpflichtung zur
Unterpflanzung der Weinberge;
- Absolutes Bauverbot im
Überschwemmungsbereich;
- Umsiedlung aus dem
Überschwemmungsbereich und Abriss der dortigen
Gebäude;
- Verpflichtung zum Bau von
Retentionsräumen bei neuer Flächenversiegelung.
Der Rückbau der Drainagen in
den landwirtschaftlichen Nutzgebieten von Eifel und
Hunsrück würde die Renaturierung der ehemaligen
Feuchtwiesen ermöglichen, die heute als Ackerland oder
Mähwiesen genutzt werden.
Angesichts der Überproduktion
n der Landwirtschaft würde die Wiederherstellung von
Feuchtwiesen keine Nachteile für die Volkswirtschaft
haben.
Die Feuchtwiesen sind ein
besserer Retentionsraum als die Felder, die den größten
Teil des Jahres keinen Bewuchs aufweisen und dadurch
weniger Wasser aufzunehmen vermögen.
Wenn an den Hängen mit einer
Neigung von mehr als 10ºkeine Nutzung als Ackerland mehr
erfolgen dürfte, würde sich die Abschwemmung des Bodens
wesentlich vermindern Verringerung der Sedimentfracht der
Mosel), außerdem würde von Grünland das Wasser langsamer
abfließen. Durch die Verpflichtung zur Unterpflanzung von
Weinbergen würde ebenfalls weniger Boden abgeschwemmt,
außerdem würde sich im Laufe der Zeit der Mutterboden
regenerieren und dadurch das Wasserspeichervermögen dieser
Fläche zunehmen.
Ein Bauverbot in den ufernahen
Regionen würde erstens die immer weiter fortschreitende
Einengung des Flussquerschnitts stoppen, außerdem würden
die materiellen Schäden bei einem Hochwasser nicht immer
mehr ansteigen. Wenn man zusätzlich alle Häuser im
Überschwemmungsbereich abreißen würde, gäbe es bei einem
Hochwasser keinen direkten Schaden für den Menschen mehr,
außerdem könnte sich das Wasser weiter ausdehnen, die
Wasserstände würden also niedriger. Dies ließe sich aber
nur nach und nach realisieren, beispielsweise indem
renovierungsbedürftige Gebäude nicht erneuert, sondern an
anderer Stelle ganz neu gebaut würden.
Beim Neubau von Häusern
sollten die Bauherren, in gleicher Weise, wie sie
Kfz-Stellplätze anlegen müssen, verpflichtet werden,
entsprechend der Größe der versiegelten Fläche einen
Wasserrückhalteraum zu schaffen zum vorübergehenden
Speichern einer Niederschlagsmenge von 100 mm wären bei
einer Dachfläche von 150 m2 - 15 m3
erforderlich, was z.B. einer 1 m tiefen Grube unter einem
Kfz Stellplatz entspricht). Diese Verpflichtung muß
natürlich auch für andere Versiegelungen
(Industrieanlagen, Straßen) gelten und sollte nach und
nach auch auf bereits versiegelte Flächen ausgedehnt
werden. |
|
Literatur
Deutscher Wetterdienst:
Deutsche Meteorologische Jahrbücher Bundesrepublik
Deutscher Wetterdienst:
Monatlicher Witterungsbericht Dezember 1993
Engel, H. (1990): Hochwasser:
Begriff, Entstehung, Hochwasser am Rhein
Koehler, G. (1992):
Auswirkungen verschiedener anthropogener Veränderungen auf
die Hochwasserabflüsse im Oberrhein-Gebiet
Henze, H. (1928 ): Ergebnisse
der Niederschlags-Beobachtungen im Jahre 1925.
Statistische Berichte
Rheinland-Pfalz
Statistische Berichte
Saarland
WSA Koblenz (1984):
Hochwasser
WSA Trier (1992>:
Information über die Mosel |
|
Danksagung:
Den Wasser- und
Schifffahrtsämtern Koblenz und Trier danken wir für
Auskünfte und die Bereitstellung von unterlagen zur
Moselkanalisierung und zu Hochwasserereignissen. Den
Kulturämtern Mayen und Trier sowie der Landes- Lehr und
Versuchsanstalt für Weinbau danken wir für die Überlassung
von Daten zur Flurbereinigung und zur Entwicklung der
Weinbaufläche. |
|