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Haben die Hochwasser-Schutzmaßnahmen versagt?

Mit fortschreitendem Klimawandel erhöht sich das Hochwasser-Risiko. Wissenschaftler:innen des Potsdam-Instituts für Klimaforschung haben die bis in die 2040er Jahre nötigen Erhöhungen des Hochwasserschutzes weltweit berechnet. Der Anpassungsbedarf in den USA, in Teilen Indiens und Afrikas, in Indonesien sowie in Mitteleuropa einschließlich Deutschland sind am größten. Hochwasser wird erheblich mehr Menschen betreffen Ohne zusätzliche Anpassungsmaßnahmen – […]

von | 17.08.21

Mit fortschreitendem Klimawandel erhöht sich das Hochwasser-Risiko. Wissenschaftler:innen des Potsdam-Instituts für Klimaforschung haben die bis in die 2040er Jahre nötigen Erhöhungen des Hochwasserschutzes weltweit berechnet. Der Anpassungsbedarf in den USA, in Teilen Indiens und Afrikas, in Indonesien sowie in Mitteleuropa einschließlich Deutschland sind am größten.

Hochwasser wird erheblich mehr Menschen betreffen

Ohne zusätzliche Anpassungsmaßnahmen – wie Deichausbau, verbessertes Flussmanagement, Veränderung von Baustandards oder Verlagerung von Siedlungen – würde sich die Zahl der Menschen, die von den stärksten 10 Prozent der Hochwasserereignisse betroffen sind, vielerorts erhöhen: In Nordamerika von 0,1 auf 1 Million – eine Verzehnfachung. In Deutschland könnte die Zahl von 0,1 auf 0,7 Millionen steigen, also um das Siebenfache.

Die absoluten Werte sind anderswo noch erheblich größer: In Südamerika kann die Zahl der von Hochwasserrisiken betroffenen Menschen voraussichtlich von 6 auf 12 Millionen steigen, in Afrika von 25 auf 34 Millionen, und in Asien von 70 auf 156 Millionen. Die realen Zahlen betroffener Menschen könnten in Zukunft noch höher ausfallen, da in der Studie das Bevölkerungswachstum und die zunehmende Urbanisierung nicht berücksichtigt werden.

„In der Studie nehmen wir an, dass die Menschen das Schutzniveau, das sie heute haben, behalten wollen – sie wollen nicht, dass es schlechter wird. Folglich muss in Ländern mit einem recht guten Schutzniveau viel getan werden, um den Standard aufrecht zu erhalten und zu verhindern, dass Menschen aufgrund von Überschwemmungen tatsächlich ihre Häuser verlassen müssen”, sagt Co-Autor Anders Levermann, Leiter der globalen Anpassungsforschung am PIK und Forscher am Lamont-Doherty Earth Observatory der Columbia University in New York. „Die Ergebnisse sollten eine Warnung für die Entscheidungsträger sein”, so Levermann weiter. „Wenn wir das Thema ignorieren, werden die Folgen verheerend. Wir müssen jetzt beides tun: Anpassung an den bereits verursachten Klimawandel und Begrenzung zukünftiger Erwärmung. Nichtstun wäre gefährlich.”

Hier finden Sie die Studie: Adaptation required to preserve future high-end river flood risk at present levels. Science Advance

Hochwasser in Deutschland: Haben die Schutzmaßnahmen versagt?

Nach der Hochwasser-Katastrophe im Juli gibt es eine Vielzahl an Fragen: Haben die Schutzmaßnahmen versagt? Hätten die Wasserverbände anders reagieren müssen? Wurde zu spät reagiert? Der Wasserverband Eifel-Rur bezieht Stellung zu den Fragen und klärt über die Ereignisse auf.

Wurde zu spät reagiert?

Laut der Datenlage des Deutschen Wetterdienstes war ein Überlaufen der Talsperren nicht zu erwarten. Bis einschließlich Mittwoch (14.07.2021) verfügte die Rurtalsperre noch über ein Rückhaltevolumen von ca. 25 Millionen Kubikmetern. Der extreme Starkregen in der Nacht von Mittwoch (14.07.) auf Donnerstag (15.07.) brachte heftigste und nicht vorherzusehende Niederschläge über die Flüsse in die Urfttalsperre. Die Zuflüsse zur Rurtalsperre aus der Rur hätten ohne den Überlauf aus der Urfttalsperre nicht zu einem Überlaufen der Rurtalsperre geführt.
Der Überlauf der Urfttalsperre wurde nicht an die Gewässer, sondern in die Rurtalsperre abgegeben. Olef- und Wehebachtalsperre liefen nicht über. In der Summe wurde allen Talsperren des WVER lediglich eine Menge von ca. 925.000 Kubikmeter über einen Zeitraum von 42 Stunden über die Hochwasserentlastung der Rurtalsperre (also ein „Überlaufen“) abgegeben. Daraus ergibt sich ein mittlerer zusätzlicher Abfluss von 6 Kubikmeter pro Sekunde, also „nichts“ im Vergleich zu den Abflüssen in unseren Gewässern.

Überlaufen der Talsperren

Ob das Überlaufen der Talsperren im WVER-Gebiet hätte verhindert werden können, beantwortet der Wasserverband mit einem klaren Nein. Der WVER hat die Talsperren nach Betriebsplan betrieben. Dazu gehört auch das Vorhalten von ausreichenden Wassermengen für die Trinkwasseraufbereitung und für den industriellen Bedarf. Es liegt in der der Natur der Sache, dass die Aufgabe des Hochwasserschutzes und der Wasserbevorratung konträr zueinander stehen.

Die Zuflüsse aus der Rur alleine hätten die Talsperre nicht zum Überlauf gebracht. Verantwortlich ist hier der extrem hohe Überlauf aus der Urfttalsperre von bis zu 350 Kubikmetern pro Sekunde in den Obersee.

Wie hat der Wasserverband reagiert?

Die vorliegenden Wetterdaten ließen im Vorfeld zunächst erwarten, dass der vorhandene freie Stauraum ausreicht. Als die Zuflüsse einen rasanten Anstieg des Pegelstandes verzeichneten, erhöhte der Verband gemäß dem behördenverbindlichen Betriebsplan die Abgabe des Wassers aus der Talsperre stufenweise auf das Sommermaximum von 50 Kubikmetern pro Sekunde ab Staubecken Heimbach.

Die Wassermengen, die der Urfttalsperre über Flüsse und Starkregen weiter zuflossen, fielen deutlich höher aus als erwartet und waren vorher nicht absehbar. Aus diesem Grund ließ der Verband in Abstimmung mit der Bezirksregierung mehr Wasser (80 Kubikmeter pro Sekunde) aus der Talsperre (ab Staubecken Heimbach) abfließen.
Der erhöhte Abfluss verzögerte damit den Überlauf der Rurtalsperre um ca. fünf Stunden. Der Überlauf der Rurtalsperre über die Hochwasserentlastungsanlage blieb unter 20 Kubikmetern pro Sekunde.

Zuflüsse in der Größenordnung eines 10.000-jährlichen Ereignisses

Das Talsperrensystem hat während des Hochwasserereignisses Zuflüsse verzeichnet, die in der Größenordnung eines 10.000-jährlichen Ereignis (HQ10.000) liegen. So musste die Rurtalsperre in der Spitze einen Zufluss von bis zu 500 Kubikmeter pro Sekunde verkraften. Aus der Rurtalsperre wurden jedoch nur ca. 80 Kubikmeter pro Sekunde an das Staubecken Heimbach abgegeben. Mit der über das Jugendstilkraftwerk aus der Urfttalsperre abgegebenen Wassermenge ergab sich die Abgabemenge ab dem Staubecken Heimbach von ca. 100 Kubikmetern pro Sekunde.

Wenn es die Talsperren nicht gegeben hätte, wären über 500 Kubikmeter pro Sekunde frei zum Abfluss gekommen und hätten, aufgehöht durch die extremen Zuflüsse aus den Seitengewässern (Kall, Inde und Wurm) noch viel höhere Schäden im Unterlauf angerichtet.

Hätte der WVER nicht Schlimmeres verhindern können?

Die Talsperren haben sich auch bei diesem Ereignis vollständig bewährt. Überall dort, wo keine Talsperre das darunter befindliche Gewässer sichern konnte, ist das Ausmaß der Schäden um ein Vielfaches höher. An der Oleftalsperre wurde die Wasserabgabe durch die Talsperre in der Spitze um den Faktor 70 (!) reduziert (max. Zufluss: 35 m³/s, Abfluss: 0,5 m³/s). An der deutlich stärker belasteten Rurtalsperre war es ein Rückhaltefaktor von mindestens 7 (max. Zufluss: 500 m³/s, max. Abfluss aus der Talsperre: 70 m³/s). Darüber hinaus wurden alle 52 Hochwasserrückhaltebecken des WVER voll gefüllt, wodurch die unterhalb liegenden Gewässer deutlich entlastet wurden.

Haben der Hochwasserschutz und die Berechnungsmodelle versagt?

Die Niederschläge, die das verheerende Hochwasser auslösten, übertrafen flächendeckend die aktuellen Statistiken von 100-jährlichen Regenereignissen. Teilweise lagen sie sogar um ein Vielfaches darüber: So wurden gemäß einer aktuellen Auswertung des Deutschen Wetterdienstes an einer Niederschlagsmessstelle in Kall-Sistig Niederschlagshöhen von 153 mm in 24 Stunden gemessen. Dies entspricht ca. einem Fünftel der mittleren Jahresniederschlagsmenge an einem Tag.
Die Wassermengen, die in der Folge der Rurtalsperre über die Urfttalsperre und die Rur zuflossen, erreichten in der Spitze den Wert einer 10.000-Jährlichkeit – dies glich also einem Abflussereignis, wie es alle 10.000 Jahre statistisch einmal vorkommt. Der Talsperrenverbund konnte die daraus entstandene riesige Flutwelle für den Unterlauf der Rur abpuffern, indem er die Wassermengen in der Rurtalsperre zwischenspeicherte. Durch den Puffer der Rurtalsperre konnte der WVER die Summe beider Zuflüsse aus Urft (ca. bis zu 500 Kubikmeter pro Sekunde) und Rur (ca. 130 Kubikmeter pro Sekunde) für den Unterlauf der Rur auf unter 100 Kubikmeter pro Sekunde drosseln.
Ohne die Rur- und Urfttalsperre wären in Summe bis zu 630 Kubikmeter Wasser pro Sekunde direkt in die Rur abgeflossen. Das entspricht je Sekunde etwa der Größe eines mittleren Einfamilienhauses.
Somit versagten weder die Technik noch die Bausubstanz oder die Berechnungen. Die Berechnungsmodelle sind nach wie vor gültig. Die für das Ereignis „Extremhochwasser“ aufgestellten Hochwassergefahrenkarten bildeten die tatsächlich erfolgten Überschwemmungen gut ab. Mit Extremhochwasser sind Ereignisse gemeint, die jenseits der 100-Jährlichkeit auftreten.

Regelmäßige Neuauflage von Hochwassergefahrenkarten

Mit den Talsperren sorgt der WVER so für einen Ausgleich zwischen sehr trockenen und sehr nassen Zeiträumen. Denn die Talsperren können zum einen anhaltend ergiebige Niederschläge aufnehmen und damit Überschwemmungen verhindern oder zumindest abmildern. Zum anderen dienen sie als Rohwasserspeicher für die Trinkwasseraufbereitung und als Brauchwasserlieferant für die Industrie im Dürener Land, auch in Trockenperioden.
Die starken Regenfälle in der Woche vom 12. bis 16.07.2021 führten überall zu einem deutlich höheren Hochwasser als das HQ100. Alle Hochwasserschutzmaßnahmen sind jedoch nicht für solche Extremwetterereignisse ausgelegt und stießen daher an ihre Grenzen. Da derartige Extremwetterereignisse jedoch zunehmen werden, wird sich auch die statistische Größenordnung der Abflüsse verändern. Dies fließt in die regelmäßigen Neuauflagen von Hochwassergefahrenkarten und in die Bemessungstabellen für die entsprechenden Bauwerke ein.

 

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