Hochwasser

Einleitung

Ich bin am Main aufgewachsen, einem Nebenfluss des Rheins in Nordbayern. Seit meiner frühen Kindheit kann ich mich daran erinnern, dass der Fluss über die Ufer trat und den ufernahen Radweg und die Altstadt in Miltenberg, 4 km flussaufwärts, überschwemmte. An Tagen mit Hochwasser hielt ich es daheim oder in der Schule kaum aus, mich faszinierte die starke, alles mit sich reißende Strömung und wie weit der Fluss ins Umland vorzudringen vermochte.

Prägend für meine Neugier in den folgenden Jahren war das Mainhochwasser 1993, 1995, 1998, 2003 und 2011, sowie kleinere Hochwässer im Februar und März 2002. Im August 2005 kam eine weitere Erfahrung dazu: das Rekordhochwasser am Inn, der selbst in Innsbruck zum reißenden Fluss wurde und teilweise über die Ufer schwappte. Die Unterschiede zwischen einem Mittelgebirgs- und einem Alpenfluss sind markant: Während die Scheitelwelle am Main durchschnittlich eine Woche bis zur Mündung braucht, sind es am Inn nicht einmal sechsunddreißig Stunden. Ebenfalls von Interesse und Ehrfurcht zugleich waren für mich die beiden Elbe-Hochwasser im August 2002 und März 2006, sowie das Pfingsthochwasser 1999.

In dieser Sektion möchte ich die hochwasserrelevanten Faktoren zusammentragen, wobei mein Schwerpunkt aufgrund meiner Herkunft auf dem Main und seinen Zuflüsse liegt. Kurz erwähnen werde ich auch Inn und Elbe. Eine Fallstudie zum Mainhochwasser 2011 rundet die Sektion ab.

1. Welche Wetterlagen begünstigen Hochwasser?

  • stationäre Luftmassengrenzen bzw. schleifende Kaltfronten im Winter, sodass über einen längeren Zeitraum Dauerregen fällt.
  • Vb-Lagen mit großflächigen Aufgleitniederschlägen.
  • Nach einer längeren schneereichen Periode genügen selbst milde, antizyklonale Tage mit wenig oder fehlendem Regen für Tauwetter und tageszeitabhängige Pegelanstiege.
  • Sturmtiefs generell beschleunigen Tauwetter durch Dauerregen, hohe relative Feuchte und starken Wind.
  • Nordalpen: Föhnwetterlagen mit hohen Taupunkten (Frühsommer), was Ende Mai mit 5,80m in Innsbruck ein veritables Hochwasser auslöste, ohne zusätzlichen Regeneintrag (zum Vergleich: die 6,50m im August 2005 wurden durch extreme Regenmengen erreicht).

2. Wovon hängt ab, wie viel in die Abflüsse gelangt?

Hier spielt die Höhe der Schneedecke (potentielle Abflussmenge) ebenso eine Rolle wie der Wassergehalt der Schneedecke selbst (Puffer/Schwamm-Effekt möglich?)

Die Art des Schnees, ob sulzig oder gefroren, entscheidet, wie rasch die Schneedecke abschmelzt. Bei eisig gefrorener Schneedecke (Firnbildung) wird der Umgebungsluft durch den Schmelzvorgang viel Wärme entzogen, die fühlbaren Wärmeflüsse gehen zurück und der Tauvorgang verlangsamt sich.

Art des Bodens: Sandlig-lehmiger Boden wie Parabraunerde (Regnitzgebiet) kann Wasser kaum speichern. Weite Teile des Maintals sind Weinanbaugebiet (kaum speicherfähige Böden, sandig, ehemals Muschelkalk). 

Zustand des Bodens: gefrorene oder übersättigte/überschwemmte Böden können kein zusätzliches Wasser mehr aufnehmen

Intensität, Dauer und Flächenausmaß der Niederschläge:  Großflächiges Aufgleiten ist effektiver als schauerartig-lokale Niederschläge. Je nach Ausmaß gibt es ein regionales oder überregionales Hochwasser

Vegetationszustand: im Sommer kann mehr von Pflanzen gespeichert werden als im Winter, waldreiche Gebiete können mehr speichern als ackerreiche Gebiete

Flächenversiegelung: Kanalisierung, Begradigungen, Versiegelungen, Ackerflächen, etc, die natürliche Retentionsflächen verkleinern.

Schneefallgrenze: je höher, umso mehr Niederschlag wird abflusswirksam

3. Wie lange dauert die Hochwasserlage?

An Gebirgsflüssen ist die Dauer des Hochwassers unmittelbar von der Niederschlagsintensität abhängig. Mit nachlassendem Regen geht das Hochwasser meist sofort zurück. Im flacheren Gelände gilt dies nicht mehr, hier sind Abfluss und Scheitelwelle deutlich zeitversetzt, insbesondere an den Hauptflüssen. 

  • Inn: 1-2 Tage vom Engadin bis zur Mündung in Passau
  • Donau: 1-2 Tage, um Österreich zu durchqueren
  • Main: 5-7 Tage, manchmal länger
  • Elbe: 2-3 Wochen
  • Mosel: 1-2 Tage

Bei länger anhaltend hohen Pegelständen wirkt sich Dauerfrost nach dem Niederschlagsereignis positiv auf den Rückgang des Hochwassers auf. So sorgte teils strenger Frost im Januar 2003 für ein Abflachen der Scheitelwelle am Main.

Von Bedeutung ist außerdem die räumliche Niederschlagsverteilung, da es gerade am Main selten vorkommt, dass alle vier Haupteinzugsgebiete gleichmäßig betroffen sind. Die Scheitelwellen der Nebenflüssen kommen zeitversetzt in den Main, wodurch zwischenzeitlich ein Stagnieren oder ein Rückgang des Pegelstands nachfolgende Scheitelwellen abflachen kann.

4. In welcher Jahreszeit tritt Hochwasser auf?

Alpenflüsse wie Inn und Donau haben vorwiegend im Frühsommer Hochwasser, wenn die Hauptschneeschmelze im Hochgebirge einsetzt (z.B. Mai 2008 am Inn)

Rhein und Main sind im Winter betroffen, wenn Tauwetter bis in mittlere Lagen vordringt und gleichzeitig Dauerregengebiete in kurzer Abfolge über die Einzugsgebiete ziehen, z.B. bei einer milden Westwetterlage, darunter fallen Weihnachten 1993, Januar 1995, Oktober 1998 und Januar 2003.

Bei markantem Tauwetter wie im Dezember 2010 war auch die Donau von Hochwasser betroffen, im März 2006 die Elbe. Sonst sind beide Flüsse bei Vb-Wetterlagen bzw. cut-off-Lagen im Früh- und Hochsommer am stärksten von verheerenden Hochwassereignissen gezeichnet, wie dem August 2002 (Elbe+Donau) oder das Pfingsthochwasser 1999 und im Juni 2009 (beide Donau), und August 2005 am Inn.

Am Main sind erhöhte Pegelstände im Sommer sehr selten (zuletzt: Juni 1997).

5. Meldestufen des Hochwassernachrichtendienst Bayern

  • Meldestufe 1: Stellenweise kleinere Ausuferungen
  • Meldestufe 2: Land- und forstwirtschaftliche Flächen überflutet oder leichte Verkehrsbehinderungen auf Hauptverkehrs- und Gemeindestraßen.
  • Meldestufe 3: Einzelne bebaute Grundstücke oder Keller überflutet oder Sperrung überörtlicher Verkehrsverbindungen oder vereinzelter Einsatz der Wasser- oder Dammwehr erforderlich.
  • Meldestufe 4: Bebaute Gebiete in größerem Umfang überflutet oder Einsatz der Wasser- oder Dammwehr in großem Umfang erforderlich.

Die Meldestufen richten sich nach örtlichen Gegebenheiten und nicht nach Jährlichkeiten. Beispielsweise tritt Meldestufe 3 an der unteren Aisch (nördlicher linker Zufluss der Regnitz) jedes Jahr auf, am schiffbaren Main nur alle 5 Jahre.

6. Einzugsgebiet des Mains

ezg

Das Einzugsgebiet des Mains umfasst ca. 27 200 km², bis zur Landesgrenze Bayern-Hessen sind es ca. 23 300 km² ( = 85 %).

Die Länge des Mains beträgt ab dem Zusammenfluss des Weißen und Roten Mains bis zur Mündung in den Rhein bei Mainz rund 474 Kilometer. Davon liegen rund 405 Kilometer in Bayern.

Rechnet man die Lauflänge des Roten Mains mit 53 Kilometern hinzu, so beträgt die gesamte Länge rund 527 Kilometer. So gerechnet ist der Main der längste Fluss, der vollständig innerhalb Deutschlands liegt.

(Quelle: http://www.hap-main.de)

 

Nebenstehende Karte (Verwendung mit freundlicher Genehmigung durch die Regierung von Unterfranken, Sachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft) zeigt das Einzugsgebiet des Mains mit den Grenzen der Regierungsbezirke sowie der Angrenzung an Hessen und Baden-Württemberg, die ebenfalls zum Einzugsgebiet gehören.

Die vier größten Zuflüsse zum Main sind...

• Einzugsgebiet des Obermains (Itz, Rodach, Roter und Weißer Main): Thüringer Wald, Frankenwald, Fichtelgebirge

• Einzugsgebiet der Regnitz (Fränkische Rezat, Aisch, Pegnitz): Fränkische Schweiz, Fränkische Alb

Fränkische Saale und Sinn: Hochspessart, Rhön

Tauber

Auf hessischer Seite folgt noch die Nidda, die unmittelbar vor Mündung des Mains in den Rhein in den Main mündet.

6.1 Verhalten der Zuflussgebiete

Die Zuflussgebiete des Mains zeigen unterschiedliches Verhalten. An Regnitz und Tauber dauert der Abfluss der Welle weniger lang als an Saale und Obermain. Dafür springen Saale und Regnitz auch eher an als Obermain und Tauber. Wie es im Detail ausschaut, dazu im Folgenden mehr:

6.1.1 Regnitz und Nebenflüsse

Im Regnitzeinzugsgebiet genügen bei vorheriger Sättigung der Böden durch Niederschlag und/oder Schneeschmelze bereits geringe Regenmengen (10-20 mm), um die Meldestufen 1 und 2 zu erreichen, das Hochwasser schwillt dabei rasch an und ebenso rasch wieder ab, ausgenommen die unteren Zuflüsse (Aisch), wo über mehrere Tage oder sogar Wochen hohe Pegelstände erreicht werden.

Erhöhte Aufmerksamkeit gilt im Frühjahr, wenn tageszeitlich bedingte Schneeschmelze (Tagesgang der Temperatur, erhöhter Sonnenstand) zu teils beträchtlichen Pegelanstiegen führt (in den letzten Jahren einmal im März/April vorgekommen, ging bis Meldestufe 4)

6.1.2 Obermain und Nebenflüsse

Im Obermaingebiet müssen schon größere Regenmengen fallen bzw. starkes Tauwetter herrschen, damit dort die Pegel stark ansteigen. Ein heißer Kandidat für Meldestufe 3 bis 4 ist dabei die Itz bei Coburg, was bei beinahe jedem mittleren Hochwasser vorkommt. Gibt es sowohl ein starkes Hochwasser am Obermain als auch an der Regnitz (mind. Meldestufe 3), kann man am schiffbaren Main unterhalb Bambergs ebenfalls von einem Überschreiten der Meldestufe 2 ausgehen, da dann die Scheitelwellen beider Nebenflüsse nahezu zeitgleich zusammentreffen.

6.1.3 Fränkische Saale und Sinn

Im Einzugsgebiet der Fränkischen Saale genügen wiederum geringere Regenmengen, um zu raschen Pegelanstiegen zu führen. Hier spielen vor allem Tauwetter und Stauniederschläge an der Rhön eine wichtige Rolle. Der höchste Wasserstand am Unterlauf der Saale (Wolfsmünster) wurde am 3.1.2003 mit 650 cm erreicht (normal sind 200 cm). Die Zuflüsse schwellen hier ebenso rasch an wie ab.

6.1.4 Tauber

Verhältnismäßig unwesentlich ist dann der Zufluss der Tauber bei Wertheim, der stark an die Regenintensität geknüpft ist (schwillt rasch an und ab). Die Meldestufe 4 wurde hier zuletzt 1998 überschritten.

6.2 Verhalten des Mains

Der Durchgang der Scheitelwelle dauert am Main oft mehrere Tage und kann durch die Regulierung mit Staustufen künstlich abgefedert werden. Sonst flachen natürliche Einflüsse wie Dauerfrost und Schneefall (Schwamm-Effekt) die Welle ab.

Schwierig ist die Prognose am Main deshalb, weil die Scheitelwellen der Nebenflüsse zu unterschiedlichen Zeitpunkten den Main erreichen. Die Regnitz ist tendenziell etwas schneller als der Obermain, dafür ist zwischen Bamburg und Steinbach eine längere Lücke mit kaum abflussrelevanten Nebenflüssen. Diese verhindert, dass die Scheitelwelle(n) von Regnitz und Obermain in unverminderter Wucht auf die Scheitelwelle der Fränkischen Saale trifft. Oft findet vorher ein leichtes Abflachen statt, im Januar 2011 wurden auf diese Weise Rekordpegelstände von über 700 cm (normal: 120 bis 160 cm) am Untermain verhindert, es blieb bei zwei langgestreckten Scheitelwellen ähnlichen Pegelhöchststands (mehr dazu in der Fallstudie).

Für ein Hochwasser der Meldestufe 4 dürfen die Intervalle zwischen den Scheitelwellen der Nebenflüsse also nicht zu lang sein, und das vorher abzuschätzen ist extrem schwierig - hier kommen dann die Meteorologen zu Wort :-)

7. Rolle des Niederschlags

Da der Main von Ost nach West fließt, bekommt das gesamte Einzugsgebiet bei Regenfronten, die von West nach Ost ziehen ab, Niederschlag ab. Es hängt nun davon ab, wo es am längsten und stärksten regnet, aber tendenziell werden die stromabwärtigen Zuflüsse (Tauber, Fränkische Saale) rascher steigen als die stromaufwärtigen Zuflüsse. Alleine dadurch ergibt sich eine zeitversetzte Scheitelwelle. In den meisten Fällen ist die erste Welle schon durch, ehe die zweite nachkommt. Dann kann sich auch eine stärkere, zweite Welle relativ schnell in Wohlgefallen auflösen, wenn weiter stromabwärts die Wasserstände schon am Sinken sind.

Auch macht sich Tauwetter am ehesten in den stromabwärtigen Zuflussgebieten bemerkbar, die von der Höhenlage niedriger sind (Odenwald, Spessart, Steigerwald) und wo die Kaltluft meist schneller ausgeräumt wird als speziell östlich der Regnitz (Fränkische Schweiz) und am Obermain (Fichtelgebirge, Frankenwald, Thüringer Wald). 

Das stark verzögerte, manchmal unerwartet träge Tauwetter am Obermain kann eine Schlüsselrolle spielen, ob ein markantes Hochwasser am Main auftritt oder nicht.

DruckenE-Mail