Alles über Pegel, Pegelwesen, Hydrologie, Pegel

Erläuterungen zu Wasserstandsganglinien / Eigenarten Bach, Fluß bzw. Strom

Hier ein Beispiel eines Pegeldiagramms für einen großen Fluss oder Strom. Auch bei großen Regenereignissen steigt der Wasserstand meist relativ gleichmäßig an und nicht so schnell, wie bei kleinen Bächen oder Flüssen, welche besonders aus dem Bergland gespeist werden. Dies hängt allerdings auch von der hydrologischen Ausgangssituation aus, so steigt der Wasserstand bei sehr niedrigem Wasserstand und flächendeckenden ergiebigen Regenfällen schneller und deutlicher an, kann aber bei bereits vorhandenem Hochwasser zu einer dramatischen Aufstockung führen. Natürlich ist das Verhalten der Wasserstandsveränderung individuell zur Wetterlage. Dies sind nur Beispiele und Ausnahmen bestätigen die Regel.

Nachfolgend ein Beispiel über das Verhalten des Wasserstandes bei berglandentwässernden Bächen und Flüssen. In der Regel steigt hier der Wasserstand schneller an und sinkt auch wieder schneller ab. Hier ein Beispiel für einen "Spitzen" oder "Kurzen Scheitel" Dies sind alles frei erfundene und selbst erstellte Pegeldiagramme.

Erreicht der Wasserstand nach einem Anstieg den höchsten Wert und ist im Umkehrpunkt zum Fallen begriffen, spricht man in der Hydrologie vom Scheitel (Trendwende). Hier das Beispiel etwa für den Rhein, Donau oder die Elbe, welche meistens einen lang gezogenen Scheitel ausbilden. Auch dies ist nicht immer der Fall. Es kann auch zu mehreren Scheiteln kommen, zu Wiederanstiegen oder Zwischenanstiegen, je nachdem wie weitere Hochwasserwellen hochwasserführender Zuflüsse in den Rhein treffen. Natürlich können auch kleinere Flüsse je nach Wetterlage lang gezogene Scheitel ausbilden, dies ist dann meist auf weitere oder anhaltende Regenfälle oder Tauwetter zurück zuführen. In der Regel treten langgezogene Scheitel jedoch bevorzugt an großen Flüssen und an den Strömen auf.

Problem der Hochwasservorhersage / Laufzeiten verschiedener Hochwasserwellen

Im ungünstigsten Fall treffen mehrere Hochwasserwellen verschiedener Flüsse bzw. Einzugsgebiete zum gleichen Zeitpunkt an einem neuralgischen Punkt ein, was dann die Gefahr außerordentlich höherer Wasserstände erhöht. Dazu die folgende Skizze: Bei der Berechnung eines Hochwassers kommt es in großen Einzugsgebieten oftmals darauf an, wie sich ablaufende Hochwasserwellen anderer Zuflüsse entwickeln und in welcher Reihenfolge bzw. zeitlichem Ablauf sie an neuralgischen Punkten eintreffen. Wir haben hier ein Beispiel für das Einzugsgebiet des Rheins vorbereitet. Der Strom Rhein wird von vielen anderen Bächen und Flüssen gespeist und es ergeben sich sowohl durch die geographischen (Laufzeiten des Wassers) wie orographischen (Wasserscheiden/Wetterscheiden) Gegebenheiten große Unterschiede im Rheineinzugsgebiet, oftmals unterschiedliche Hochwasserwellen. Sie können sich in Intensität und zeitlichem Ablauf stark unterscheiden, haben jedoch eines gemeinsam: Sie treffen im Rhein zusammen. Je gebündelter mehrere Hochwasserwellen beispielsweise bei Koblenz zusammen treffen, desto größer kann hier stromabwärts das zu erwartende Hochwasser ausfallen.

Nachfolgend in dieser Skizze vereinfacht dargestellt, als Beispiel das Problem der Hochwasservorhersage für den Raum Koblenz. Grün dargestellt sind die einzelnen Scheitel der jeweiligen Hochwasserwellen (rot). Es ist ganz erheblich, in welcher Abfolge sich einzelne Hochwasserwellen in Flüssen sammeln und diese sich dann im Rhein ergänzen. So kann sich eine Hochwasserwelle vom Oberrhein noch glimpflich auswirken, wenn sich die Hochwasserwelle des Neckars verzögert und nicht gleichzeitig mit der Oberrheinwelle vereinigt. Im ungünstigsten Falle treffen die Hochwasserwellen aus Obermosel und Saar gleichzeitig bei Trier ein und sorgen somit für eine außerordentliche Hochwasserwelle, oder aber es treffen die Mainwelle mit der durch den Neckar erhöhten Oberrheinwelle zusammen mit der Moselwelle bei Koblenz ein. Dies wirkt sich dann natürlich bis hin zur Mündung des Rheins hin aus und ist für die Hochwasservorhersage beispielsweise in Köln sehr wichtig.

Bei der Berechnung der Höchststände (Scheitel) ist ganz maßgeblich auch das aktuelle Wettergeschehen beteiligt. So ist es sehr wichtig aktuelle und vor allem zahlreiche Wetterdaten zur Verfügung zu haben, um eventuell hinzukommende Kurzfriststarkregenfälle oder ein weiteres Starkregenereignis vorherzusagen, zu orten und zu messen, die sich dann unmittelbare in den großen Scheitelwellen noch hochwasserverstärkend auswirken könnten. Je größer die Anzahl von Wetterstationen und die Möglichkeit stündliche Regenmengen zu messen und je aktueller Niederschlagsradardaten und Niederschlagssummenkarten vorliegen, desto exakter und frühzeitiger kann vor extremen Hochwasserereignissen gewarnt werden. Dies ist eines der Ziele des Wetterdienstanbieters meteomedia ag von Jörg Kachelmann.

Wiederanstiege und Tauwetterproblematik

Oftmals sind mehrere Tiefdruckgebiete an einem Hochwasserereignis beteiligt. In der Meteorologie spricht von hier von einer "Zyklonenfamilie", "Randtief" oder Luftmassengrenze So kann es sein, dass das erste Tiefdruckgebiet wohl flächendeckend hohe Regensummen bringt, aber dies nur für ein unschädliches Hochwasser ausreicht. Nähert sich nach kurzem Zwischenhocheinfluss mit Wetterberuhigung jedoch ein weiteres Regentief (oder auch noch weitere Randtiefs), kann dies beim vorherherrschenden hohen Ausgangswasserstand zu einer weiteren und deutlich erhöhten Hochwasserwelle führen.

Vor allem in den Winter- und Frühjahrsmonaten ist auch maßgeblich der Bodenzustand sowie vorhandene Schneemengen bei Tauwetterphasen, an der Hochwasserentwicklung beteiligt. Auch tiefgründig gefrorener Boden ist bei starkem Regen hochwasserfördernd, kommt noch Schneeschmelze hinzu, kann es kritisch werden, denn der Untergrund kann kein Wasser aufnehmen und die anfallenden Regen- und Tauwassermengen werden voll in die Vorfluter und Ströme entladen. So kann ein Hochwasserereignis oder ein Wiederanstieg eines gerade ablaufenden Hochwassers deutlich früher einsetzen, bzw. das Hochwasser deutlich höher ausfallen, als ohne Tauwetter und es kann auch zu einer verlängerten Hochwasserwelle mit langsamerem Abflachen kommen.

In der Regel gilt bei der Abschätzung möglicher Hochwasserereignisse durch Tauwetter: Ein Zentimeter Schnee ergibt ein Liter Wasser pro Quadratmeter. 50 Liter Regen binnen 24 Stunden und das Abtauen von 50 Zentimetern Schnee binnen 48 Stunden, ergeben somit einen Wasseranteil von rund 100 Litern, die in Seen, Bäche, Flüsse und Ströme abfließen müssen. Unter Umständen kann der Wassergehalt einer lang andauernden Schneedecke durch zwischenzeitliches Regenwetter im Wechsel mit Frostperioden auch deutlich erhöht sein. Um verschärfte Hochwasserereignisse durch Tauwetter rechtzeitig und gezielter Vorhersagen bzw. Einschätzen zu können, bedarf es zahlreicher Wetterstationen und Messwerte. Der Ausbau des vorhandenen Wetterstationsnetzes ist also sehr wichtig und sollte bei der Planung und Ausführung von Hochwasserschutzmaßnahme-Programmen unbedingt mitberücksichtigt werden. Weitere Infos zu diesem Themenbereich entnehmen Sie bitte auch der Seite "Häufige Fragen".

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