Nicht nur im Osten und Süden Deutschlands wurden Städte und Dörfer geflutet und Pegelstände erreichten Rekordhöhen. Auch in Nordrhein-Westfalen hat in der vergangenen Woche der Starkregen für geflutete Keller und Straßen gesorgt. In Dortmund gingen bei der Feuerwehr 270 Notrufe ein. Vor allem der Süden und Westen der Stadt war betroffen. Das Hochwasser und der Starkregen zum diesjährigen Sommeranfang hat wieder einmal gezeigt, welch enorme Kraft hinter der Naturgewalt Wasser steckt. Der Hydrologe Professor Dr. Andreas Schumann von der Ruhr-Universität Bochum erklärt, warum das Hochwasser dieses Ausmaß hatte – und wie sich Deutschland besser dagegen rüsten kann.
„Jedes Hochwasser ist ein Unikat“, sagt Professor Schumann. Was der Hydrologe damit meint: Jedes Hochwasser ist unterschiedlich – sei es räumlich oder zeitlich. In einem Jahrhundert gebe es fünf bis sieben Hochwasser, jedoch ist jedes komplett anders. Das ist es, was es für Forscher so schwierig macht, eine Katastrophe vorherzusagen: Auch wenn sie wissen, dass es in den kommenden Tagen wie aus Eimern schütten wird, kann man schwer abschätzen, welches Ausmaß das Hochwasser haben wird – und mit welchem Schutz gegen die Fluten sich die Menschen am besten rüsten sollen.
So kommt es zum Deichbruch
Mit seinem Bachlaufmodell erklärt Professor Schumann die Flussgeschwindigkeit. Fotos: Katrin Ewert Teaserfoto: flickr.com/Tracktoria
Hydrologen unterscheiden nach kurzen und langen Hochwassern: „Im Jahr 2002 hatten wir zum Beispiel mit einem kurzen Hochwasser zu tun – die Dauer der Überschwemmung hielt sich in Grenzen“, erklärt Professor Schumann. Wie viel Schaden ein Hochwasser anrichtet, sei keine Frage des Pegelstands, sondern der Dauer des Hochwassers. „Wenn das Wasser lange steht, weicht der Boden durch – und sackt ab“, sagt Professor Schumann, „das kann zum Deichbruch führen“.
Das sei der große Unterschied zum jetzigen Hochwasser: Im Jahr 2002 war die Saale nicht betroffen. „Jetzt sind Mulde und Saale übergelaufen und wir sprechen von einem langen Hochwasser“, erklärt der Hydrologe.
Dass das jetzige Hochwasser aber ein solches Ausmaß angenommen hat, liege vor allem an einem Problem: „Durch das Wetter im Mai war der Boden sowieso schon sehr voll mit Wasser“, sagt Professor Schumann, „sonst ist er um diese Zeit viel trockener“. Der Boden hatte bereits einen Niederschlag von 90 Millimeter aufgesogen, das bedeutet so viel wie neun Wassereimer auf einen Quadratmeter. Der heftige Regen brachte noch einmal 200 Millimeter mit sich – also noch einmal 20 Wassereimer pro Quadratmeter drauf. „Da ist es kein Wunder, dass alles überschwemmt“, sagt der Hydrologe, „der Boden kann einfach nichts mehr aufnehmen“.
Professor Schumann erklärt das Phänomen gerne mit einem Schwamm, den er dabei hat: „Man muss sich vorstellen, dass dieser Schwamm hier der Erdboden wäre“, sagt er und schmunzelt. Zuerst kippt er 50 Milliliter Wasser auf den trockenen Schwamm – der saugt das Wasser problemlos auf und es passiert weiter nichts. Wenn der Hydrologe nun aber nochmals 50 Milliliter darauf kippt, kann der Schwamm nicht mehr das ganze Wasser aufnehmen und fängt an zu triefen. „Genau das passiert auch mit dem Boden des Flusses –so steigt der Pegelstand“, erklärt er.–
Hochwasser in der Trockenübung: Computersimulation
Aber nicht nur Schwämme nimmt sich der Hydrologe zu Hilfe. Im Keller seines Lehrstuhls hat er ein Labor, indem er verschiedene Modelle aufgebaut hat. Er beugt sich über eine Simulation mit verschiedenen Flussverläufen: „Wenn man Wasser durch einen natürlich, kurvigen Fluss laufen lässt, fließt es relativ langsam“, erklärt Professor Schumann, „nimmt man aber einen begradigten Fluss, schießt das Wasser nur so durch“. In einem anderen Kasten hat er aus Sand einen Mini-Deich gebaut. Den Kasten kann er fluten und analysieren, wann und wie genau der Deich bricht.
Die Modelle und Kästen im Labor dienen dem Hydrologen aber nur zur Veranschaulichung – für seine Forschung benutzt er Computersimulationen und mathematische Modelle. Damit führt er an seinem Lehrstuhl Analysen und Risikoabschätzungen für Hochwasser durch: Niederschlag, Abfluss, Höhe des Damms – all das ist wichtig für seine Simulation. Mit seinen Ergebnissen kann der Wissenschaftler ausrechnen, wie wahrscheinlich ein Hochwasser ist und wo man am besten einen Schutz errichten sollte – am Ende gibt Professor Schumann Empfehlungen aus.
Dämme sind aber nur eine Möglichkeit, um sich vor Hochwasser zu schützen:
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Allerdings bringe Hochwasserschutz lokal nicht viel – die Gebiete unterhalb des Flusses profitieren davon. „Deshalb sollte man länderübergreifend denken und planen“, schlussfolgert Professor Schumann. Auch die Finanzierung von Hochwasserschutz sei ein Problem: Flächen trocknen, Pumpwerke installieren, Landwirte für ihre Flächen auszahlen – meist rechne sich das Projekt nicht. „Oft ist Hochwasserschutz zwar technisch möglich“, sagt der Hydrologe, „es ist aber nicht wirtschaftlich“.
NRW hat andere Voraussetzungen
Verschiedene Deichmodelle - verschiedene Effekte: In seinem Schaukasten kann der Hydrologe Prof. Dr. Schumann einen Minideich fluten lassen und analysieren, wie der Deich gebrochen ist.
Bei uns in NRW ist die Lage übrigens ein wenig anders wie in den aktuell betroffenen Gebieten. „Hier gibt es ganz andere Wetterlagen“, erklärt der Hydrologe. Die Hochwasser brauchten hier viel länger, um sich zu entwickeln und deshalb habe man auch mehr Zeit, um sich gegen eine drohende Flut zu rüsten. „Oft gibt es hierzulande auch kurze Starkregen, wie zuletzt in Dortmund, als die Hörsaaldecke eingekracht ist“, sagt Professor Schumann.
NRW sei vor allem durch den Rheindamm geschützt, der mehrere hundert Kilometer lang ist. Am Oberrhein gibt es außerdem mehrere Polderflächen. „Und der Hochwasserschutz in Köln beruht auf beweglichen Schutzwänden“, erklärt der Hydrologe. Dennoch ist das Risiko für ein extremes Hochwasser hierzulande nicht ausgeschlossen.
Im Laufe dieser Woche will sich der Hydrologe selbst einen Überblick schaffen: Er fährt in die betroffenen Gebiete um sich ein Bild vom Ausmaß des Hochwassers zu machen. Er will versuchen, die Katastrophe für seine Forschung zu nutzen und etwas daraus zu lernen. Die neuen Hochwasserdaten kann er in seine Modelle einfließen lassen. „Ein Hochwasser ist für uns Hydrologen immer ein Großversuch“, sagt Professor Schumann.
