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.