Einfluss des Klimas die Hochwasserdynamik im

Sind die Ursache der Hochwasserhäufung klimatische Änderungen im Einzugsgebiet des Flusses? Haben sich die Niederschlagsmengen bzw. ihre räumliche oder jahreszeitliche Verteilung im Einzugsgebiet verändert und korrelieren diese Veränderungen mit der Hochwasserdynamik?

Mit den im Rheingebiet vorherrschenden westlichen Winden überqueren atlantische feuchte Luftmassen aus Südwesten bis Norden Mitteleuropa. Ihre Ausläufer beeinflussen das südliche Rheingebiet zwar nur schwach, beim Auftreten von Westwetterlagen fallen im Winter jedoch überdurchschnittliche Niederschlag-smengen. Besonders bei Luftströmungen aus Südwesten treten vor allem am Oberrhein infolge der staubedingten Niederschläge Hochwasserereignisse auf. In den Alpen ergeben sich dann in den höheren Lagen dauerhafte Schneedecken oder starke Regenereignisse (ENGEL 1997, S.12). Als Beispiel hierzu sei auf die weiter unten näher beschriebenen Starkniederschläge im Einzugsgebiet der Aare verwiesen, welche das Pfingsthochwasser 1999 verursachten. Die Entwicklung der historischen Witterungsverhältnisse und deren Einfluss auf die Entstehung von Extremabflüssen des Rheins hat KRAHE untersucht (KRAHE 1997, S. 57ff). Die Arbeit bezieht sich allerdings überwiegend auf die Hochwassersituation am Mittel-

und Niederrhein. Sie vermittelt aber dennoch einen Eindruck vom Klimawandel im Einzugsgebiet des Oberrheins:

KRAHES Auswertung der historischen Klimaschwankungen und der Hochwas-serentwicklung zeigt, das stärkere Sommerhochwasser am Mittel- und Niederrhein seit den letzten Jahrzehnten des 16. Jh. kaum noch eine Rolle spielen. In den Jahrhunderten davor scheinen sie öfter aufgetreten zu sein und führten mitunter zu erheblichen Schäden. Die Witterung der hydrologischen Winterhalbjahre weist im Rheingebiet eine große natürliche Variabilität auf. Einzelne extreme Winter (z.B.

streng und trocken, kalt und schneereich, mild und niederschlagsreich) können gehäuft sowohl von Jahr zu Jahr variieren, als auch von Jahrzehnt zu Jahrzehnt.

Dennoch lassen sich für die jüngere Geschichte drei Zeitabschnitte nachweisen, in denen ein bestimmter Witterungstyp dominierte (KRAHE 1997, S.80f):

a) Mittelalterliches Klimaoptimum: Zur Zeit des mittelalterlichen Klimaoptimums gab es mehrere Perioden, in denen warme und niederschlagsreiche Winter vor-herrschten. Die Winter scheinen gegenüber den heutigen wärmer, die Niederschläge dagegen geringer ausgefallen zu sein. Extreme Hochwasser traten in diesen Wintern seltener auf.

b) Kleine Eiszeit: Für die kleine Eiszeit sind Gruppen außerordentlicher Strengwinter nachgewiesen. In diesen dominierten die Eishochwasser, deren Hauptursache aber nur teilweise in extremen Niederschlägen zu suchen sind. Es häuften sich kalte und schneereiche Winter, die zu Zeiten der Schneeschmelze zu extremen Hochwassern führten.

c) 20. Jahrhundert: Die letzten 100 Jahre sind durch die außergewöhnlich große Anzahl warmer und niederschlagsreicher Winter geprägt, was die große Hochwasserhäufung dieses Jahrhunderts mit erklären könnte.

Hinsichtlich der für Mitteleuropa im Verlauf der letzten 100 Jahre festgestellten Zunahme der mittleren Jahrestemperaturen (0,6-0,7°C) weist ENGEL bei seiner Ursachenanalyse der Rheinhochwasser einen Zusammenhang zwischen Temperaturerhöhung, Niederschlagserhöhung bzw. -umverteilung und Zunahme des Rheinabflusses hin (ENGEL 1997, S.16f): Die niedrigsten (NQ) und höchsten (HQ) Abflüsse verschiedener Rheinpegel zeigen seit 1891 ansteigende Tendenzen.

Allerdings verläuft die Entwicklung alternierend, gelegentlich durch mehrere Phasen des Rückgangs unterbrochen. Die Entwicklung der Jahresniederschlagssummen für das Rheingebiet und die der Abflüsse weist deutliche Parallelen auf; das heißt:

neben gleicher Gesamttendenz lassen sich auch gleiche Einzelphasen abgrenzen.

Im Auftrag der LfU wurden unter der Leitung von SCHÖNWIESE die langfristigen Veränderungen des Niederschlags in Baden-Württemberg für den Zeitraum 1891 bis 1994 untersucht. Auch hier kam man zu den gleichen Ergebnissen (siehe SCHÖNWIESE 1997): Für das Sommerhalbjahr konnten keine nennenswerten Veränderungen des Niederschlags festgestellt werden. Die Niederschlagsmenge im Winterhalbjahr hat dagegen in den letzten 100 Jahren deutlich zugenommen; im Mittelgebirge um maximal 100 bis 200mm. Auch die Jahresniederschlagsmenge erhöhte sich signifikant. Insgesamt ist ein Trend zu Extremereignissen feststellbar: In den letzten 60 Jahren hat die Häufigkeit der winterlichen Starkniederschläge in fast ganz Baden-Württemberg signifikant zugenommen (SCHÖNWIESE 1997, S.1ff).

Es ist nach diesen Untersuchungen also davon auszugehen, dass in den letzten 100 Jahren die Niederschlagsmengen im Winter angestiegen und im Sommer eher gleichgeblieben sind. Eine tiefergehende Betrachtung der historischen,

niederschlagsbedingten Abflussänderungen des Oberrheins und mögliche zukünftige Veränderungen würde den Rahmen dieser Arbeit sprengen¹⁴.

Da auch lokale Niederschläge hochwasserunabhängig einen, wenn auch geringen, Einfluss auf die Grundwasserspeisung und die Entstehung von Über-schwemmungsflächen haben können, sei im folgenden noch ein kurzer Blick auf die Niederschlagsverhältnisse im Untersuchungsgebiet selbst geworfen:

Das Klima der Vorderpfalz ist geprägt durch milde Temperaturen und den Regenschatten der westlichen Gebirge (Haardt, Pfälzerwald). Der Einfluss von autochthonen Niederschlägen und oberflächlicher Abflüsse auf den Wasserstand des Rheins ist vernachlässigbar. Die höchsten Niederschlagswerte werden im Sommerhalbjahr (Höchstwert August) oftmals in Form von heftigen Konvektionsniederschlägen erreicht. Den größten Anteil an der Grundwasser-neubildung haben die Niederschläge in den benachbarten Randgebirgen. Die Niederschläge im Lee des Pfälzerwaldes liegen im langjährigen Mittel (1960/83) unter 550 mm, während westlich in Haardt und Pfälzerwald zwischen 700 mm und 900 mm gemessen werden (MINISTERIUM FÜR UMWELT BADEN-WÜRTTEMBERG 1987, S.34). Nach Osten steigen die Niederschlagssummen auf 650 mm, in der Luvlage des Odenwaldes auf über 800 mm an. Neben der Höhe des Niederschlags ist vor allem die Intensität und die jahreszeitliche Verteilung der Niederschläge maßgeblich für die Größenordnung der Grundwasserneubildung. In der Regel sind die im Winterhalbjahr fallenden Niederschläge maßgebend.

Außerhalb der Vegetationsperiode kann bei geringer Evapotranspiration ein hoher Prozentsatz des Niederschlags in den Untergrund einsickern. Die geringen und ungünstig verteilten Niederschläge der Vorderpfalz (Niederschlagsmaximum im Sommerhalbjahr) sind kaum in Form von oberflächlichem Abfluss und Grund-wasserbildung wirksam. Vielmehr geben die in den Gebirgen entspringenden Bäche der Vorderpfalz noch Wasser an den Oberen Grundwasserleiter ab, bevor sie in den Rhein münden. Nach LEHR beträgt der Wasserverlust des Speyerbachs zwischen seinem Eintritt in die Rheinebene und der Mündung in den Rhein in Speyer etwa 17% (LEHR in MATTHESS 1958, S.13). Wichtigster Grundwasserspeiser der Rheinebene sind deshalb die Grundwasserzuflüsse von den Randgebirgen.

Länger anhaltende Trockenheits- bzw. Niederschlagsperioden beeinflussen den Grundwasserstand in der Rheinebene erst mit einer Verzögerung von etwa einem halben bis ganzen Jahr (SCHÄFER 1978, S.14a).

14 Es sei hier auf die Arbeiten von WILDENHAHN (1986); KRAHE; LIEBSCHER und WITTE (1988);

BARDOSSY und CASPARY (1990) und (1995), WEIGL (1996); SCHÖNWIESE (1997) sowie BRONSTERT (1996) und (1997) verwiesen