Retentionspotential

Wasserrückhaltung im Einzugsgebiet

Um präventiven Hochwasserschutz betreiben zu können, muss man die lokale Betrachtungsebene verlassen und die gesamte Problematik auf regionaler, nationaler und ggfs. internationaler Skala wahrnehmen. Die Frage nach der Hochwassergefährdung eines bestimmten Raumes wird unmittelbar mitbestimmt durch die Art und Weise, wie flussaufwärts mit dem Gewässer umgegangen wird. Da an einem Fluss die Grundregel gilt "Jeder Unterlieger ist auch ein Oberlieger" ist ein verantwortungsvoller Umgang an jedem Flusskilometer notwendig und eine Zusammenarbeit bei der Konzeption von Schutzmaßnahmen unerlässlich.

Zur Verringerung eines Hochwassers ist die Rückhaltung von Niederschlagswasser im Einzugsgebiet überaus wichtig. Folgende Einflussfaktoren wirken sich in unterschiedlichem Maße auf den Wasserstand aus und können darüber hinaus durch gezielte Förderung einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz leisten.

Vegetation

Vegetationsbedeckung ist in dreierlei Hinsicht zur Reduzierung des raschen Oberflächenabflusses positiv zu bewerten.

  1. Interzeption
    Organisches Material auf der Erdoberfläche erzeugt einen Puffereffekt, der in einer Verzögerung des Abflusses resultiert. Pflanzen können in Abhängigkeit ihrer Oberfläche bis zu 50% des Niederschlagswassers für einen bestimmten Zeitraum abfangen und erst verzögert an den Boden abgeben. Ein geringer Teil dieses abgefangenen Wassers wird unmittelbar an die Atmosphäre durch Evaporation zurückgegeben, der Hauptanteil jedoch nach kurzer Verweildauer an den Boden bzw. die Oberfläche weitergegeben. Eine Versiegelung des Bodens durch Verschlemmung aufgrund zu starken Niederschlages wird so verhindert und die Bodenspeicherkapazität erhöht.
  2. Durchwurzelung
    Neben der stabilisierenden Wirkung von Wurzeln beeinflussen sie maßgeblich die Infiltrationskapazität eines Bodens. Dichter Vegetationsbestand, beispielsweise in Waldgebieten, weist eine signifikant höhere Infiltrationsrate auf als Freiflächen oder gar bewuchsfreie Ackerflächen. Oberflächenabfluss und damit ein rapides Zuführen großer Wassermengen zum Vorfluter wird so reduziert.
  3. Rauhigkeit
    Aus rein mechanischer Perspektive führt eine erhöhte Oberflächenrauhigkeit zu einer Verringerung der Abflussgeschwindigkeit. Vegetationsbestand erzeugt solch eine Rauhigkeit und kann zur Rückhaltung von Oberflächenwasser ebenfalls effektiv beitragen.

Boden

Böden sind eine häufig unterschätzte Ressource, die dem Menschen neben der landwirtschaftlichen Produktion weitere außerordentliche Dienste erweist (Trinkwassergewinnung & -reinigung, Lebensraum, etc.). Hinsichtlich der Relevanz für die Wasserrückhaltung haben Böden ein enormes Potential. In Kombination mit der Vegetation bilden sie einen der größten Speicher im hydrologischen System. Die Infiltrationskapazität hängt jedoch von einigen Variablen ab, die sich räumlich und zeitlich unterscheiden können. Neben der Porengröße ist besonders der Zustand des Bodens von Bedeutung:

  1. Frost
    Im Winterhalbjahr kann der Oberboden kontinuierlich oder temporär gefroren sein und in diesem Zustand kein Wasser aufnehmen. Der auftreffende Niederschlag wird vollständig in Oberflächenabfluss umgesetzt und führt zu einem rasanten Pegelanstieg im Vorfluter.
  2. Sättigung
    Sobald der Boden, beispielsweise durch ein vorhergehendes Niederschlagsereignis gesättigt ist, kann er keine zusätzlichen Wassermengen mehr aufnehmen.
  3. Verschlemmung
    Trifft der Niederschlag ungebremst auf bewuchsfreien Boden kommt es innerhalb weniger Augenblicke zu einem Verschluss der Poren im Oberboden, wodurch trotz ausreichender Kapazitäten im Untergrund kein Wasser mehr eindringen kann.

Sobald das Wasser in den Boden infiltrieren konnte, perkuliert es der Schwerkraft folgend nach unten, wird u.U. als Zwischenabfluss in Richtung Vorfluter transportiert oder erreicht irgendwann den Grundwasserspiegel und steht dann als Basisabfluss mit dem Gewässer in Kontakt. Eine tiefgreifende Versickerung von Niederschlagswasser kann den Abfluss z.T. um Tage verzögern und ist hinsichtlich eines präventiven Hochwasserschutzes wünschenswert.

Versiegelung

Besonders in städtischen Gebieten ist der Anteil versiegelter Flächen enorm hoch. Die Beeinträchtigung der natürlichen Infiltrationskapazität einer Oberfläche durch Versiegelung (Verkehrswege, Bebauung, etc.) führt unmittelbar zur Erhöhung des oberflächlichen Abflusses. Die Rückhaltekapazitäten des Bodens, die eine starke zeitliche Verzögerung des Abflusses erzeugen können, werden vollständig entkoppelt. Das Fließgewässer muss innerhalb kürzester Zeit enorme Mengen Wasser aufnehmen und abführen, woraus ein steigender Wasserstand mit nicht auszuschließenden Überflutungen resultieren kann.

Ein Rückbau versiegelter Flächen, beispielsweise durch die Wahl entsprechend durchlässiger Pflastersteine, einem größeren Grünflächenanteil und der Renaturierung kleinerer Bäche und Flussläufe, kann den Oberflächenabfluss reduzieren und die eigentlichen Retentionsmechanismen der Natur wieder in Gang setzen.

Topographie/Relief

Das Relief und die geologische Struktur des oberflächennahen Untergrundes entscheiden über die Ausdehnung des Einzugsgebietes. Je stärker die Reliefenergie eines Geländes, desto geringmächtiger die Bodenauflage und mit ihr die Speicherkapazität dieses hydrologischen Parameters. Der oberflächliche Abfluss nimmt somit zu, womit die Niederschlagsmengen weniger Zeit benötigen um den Vorfluter zu erreichen.

Lokal betrachtet können sich somit aus kleinen (Mittelgebirgs-)Bächen überproportional große Ströme entwickeln, die ein Vielfaches ihrer üblichen Wassermenge zu Tal bringen. Gleichzeitig kommt es neben dieser linienhaften Beeinträchtigung auch zu flächenhaftem Bodenabtrag, der die ohnehin schon geringe Bodenbedeckung entsprechender Gebiete weiter reduziert.

Bewegt man sich von der lokalen auf eine der höheren Ebenen, so führen Niederschlagsereignisse, deren Abflüsse in kürzester Zeit den Fluss erreichen,  zu Sturzfluten und Hochwasserwellen, die sich u.U. mit anderen Zuflüssen überlagern und aufaddieren können. Besonders Unterlieger größerer Einzugsgebiete sehen sich einer solchen Gefährdung ausgesetzt.