Was kann man aus vergangenen Hochwasserkatastrophen über zukünftige, noch schwerere Extremwettersituationen lernen? Daran forscht die TU Wien im Hydrologielabor Petzenkirchen. Der Klimawandel erhöht die Gefahr von Hochwasserkatastrophen in Europa, daran besteht heute kein Zweifel mehr. Die starken Überflutungen der letzten Wochen haben gezeigt, wie schnell ein Starkregen verheerende Auswirkungen haben kann. Zu erwarten ist, dass es in Zukunft noch dramatischere Hochwasserereignisse geben wird. Forschungen der TU Wien und des Bundesamtes für Wasserwirtschaft im 60 Hektar großen Hydrologielabor in Petzenkirchen ermöglichen, die Auswirkungen solcher Ereignisse vorherzuberechnen, und abzuschätzen, durch welche Maßnahmen sie abgemildert werden können – etwa durch geeignete Bodenbearbeitungsmethoden der Landwirtschaft, die neue Erkenntnisse der Hydrologie miteinbezieht.

Modelle, die in die Zukunft blicken

Mit hunderten Sensoren und Messstellen wird in Petzenkirchen in Niederösterreich untersucht, wie Böden auf Starkregen reagieren und in welchen Situationen es zu welcher Art von Schäden kommen kann. Aufgebaut wurde das Hydrologielabor Petzenkirchen vom Team rund um Prof. Günter Blöschl vom Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie der TU Wien gemeinsam mit dem Bundesamt für Wasserwirtschaft unter der Leitung von Dr. Peter Strauß. „Wir machen damit genau das, was eigentlich immer die zentrale Aufgabe der Ingenieurswissenschaften ist“, sagt Günter Blöschl. „Wir entwickeln Modelle, mit denen wir dann vorherberechnen können, wie sich andere, vielleicht noch extremere Ereignisse in Zukunft auswirken werden. Uns interessiert vor allem das, was man bisher noch gar nicht beobachtet hat, aber ganz essentiell werden kann für die Menschen.“

Das ist angesichts des Klimawandels eine besonders wichtige Aufgabe. Schon in den vergangenen Jahren konnte Günter Blöschl nachweisen, dass sich die Flusshochwässer in Europa durch den Klimawandel deutlich verändert haben. Sowohl ihr zeitlicher Ablauf als auch ihre Intensität ist anders als in früheren Jahrhunderten.

Versickern oder abfließen?

Wenn man wissen möchte, ob es zu einem Hochwasser kommen wird, genügt es nicht, einen Blick auf den Wetterbericht zu werfen. „Zwei gleiche Starkregenereignisse können ganz unterschiedliche Auswirkungen haben“, sagt Günter Blöschl. „Entscheidend ist, wie viel Wasser vom Boden aufgenommen wird und wie viel abfließt. Starkregen ist zwar eine notwendige aber keine hinreichende Voraussetzung für Hochwasser.“

Je nach Boden kann es kritische Schwellenwerte geben, bei deren Überschreitung ein relativ harmloses Hochwasser schlagartig zur ernsten Gefahr wird. „Daher kann man nicht davon ausgehen, dass doppelt so viel Regen doppelt so viel Hochwasser bedeutet“, erklärt Günter Blöschl. „Möglicherweise kann der Boden bis zu einer bestimmten Niederschlagsmenge das Wasser fast zur Gänze aufnehmen, und danach fließt der Großteil des Wassers ab. Diese Schwellenwerte können wir mit hydrologischen Methoden vorhersagen.“

Im Hydrological Open Air Laboratory (HOAL) Petzenkirchen werden die entscheidenden Parameter identifiziert, die man dabei berücksichtigen muss: Wichtig ist die Bodenfeuchte, aber auch die Vegetation und die Art der landwirtschaftlichen Nutzung des Bodens ist entscheidend. „Durch eine veränderte Bodenbewirtschaftung ist es möglich, zumindest einen Teil der klimabedingten Niederschlagszunahme abzupuffern“, erklärt Günter Blöschl. „Unsere Messungen fließen, gemeinsam mit vielen anderen Daten aus der ganzen Welt, auch in staatliche Empfehlungen für Maßnahmen des Hochwasserrisikomanagements ein.“

Kampf gegen die Bodenerosion

Damit sollen nicht nur Hochwasserkatastrophen vermieden oder vermindert, sondern auch die Böden geschützt werden. Denn auch Bodenerosion ist eine hochproblematische Auswirkung von Hochwasserereignissen: Fruchtbarer Boden wird einfach weggeschwemmt, die Flüsse verschlammen, was dort den Lebewesen zu schaffen macht. Und an Staustufen kommt es zur Ablagerung von Sediment – dort muss das angeschwemmte Material dann ausgebaggert werden.

„Dass es in Zukunft vermehrt zu Hochwasserereignissen kommen wird, lässt sich wohl nicht verhindern. Aber durch das nötige Prozessverständnis können wir lernen, wie wir damit am besten umgehen können. Und in diesem Punkt gibt es große Fortschritte“, meint Günter Blöschl.