Untersuchungen zur Renaturierung der Lauter  

1  Inhalt  

1  INHALT  1

2  EINLEITUNG  4

3  AUFGABENSTELLUNG  6

4  VERÄNDERUNGEN IN DER FREIEN LANDSCHAFT  7

4.1  Frühere Leitziele  7

4.1.1  Eingriffe in den Naturhaushalt  7

4.1.2  Der frühere Kulturwasserbau  10

4.2  Belastung der Fließgewässer  10

4.2.1  Stoffeinträge  10

4.2.2  Belastung durch gewässerbauliche Maßnahmen  14

4.2.3  Gefährdungssituation  19

4.3  Heutige Leitziele  20

4.3.1  Gesetzliche Grundlagen  20

4.3.2  Neue Zielsetzungen  22

5  HOCHWASSER UND HOCHWASSERSCHUTZ  26

5.1  Hochwasser und Hochwasserschäden  26

5.2  Hochwasserschutz  28

5.2.1  Natürlicher Hochwasserschutz  29

5.2.2  Technischer Hochwasserschutz  30

5.3  Leitlinien für den Hochwasserschutz  30

  DIE „AKTION BLAU“  

6   32

6.1  Ziele  32

6.2  Informationsstruktur der Aktion Blau  34

6.3  Ziele des kommenden 5-Jahresprogramms  35

7  DIE BIOLOGISCHE GEWÄSSERGÜTE  38

7.1  Verfahrensbeschreibung  38

7.2  Die Entwicklung der Gewässergüte in Rheinland-Pfalz  40

8  DIE GEWÄSSERSTRUKTURGÜTE  43

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  Untersuchungen zur Renaturierung der Lauter  

8.1  Verfahrensübersicht  43

8.2  Verfahrensbeschreibung  51

8.2.1  Vorgehensweise  51

8.2.2  Erhebung der Daten  52

8.2.3  Indexgestützte Bewertung  55

8.2.4  Bewertung anhand funktionaler Einheiten  56

8.2.5  Bewertungsabgleich  60

8.2.6  Zusammenfassende Bewertung  60

8.3  Indexdotierung der Einzelparameter  63

8.3.1  Gewässermorphologische Grundlagedaten  63

8.3.2  Laufentwicklung  64

8.3.3  Längsprofil  66

8.3.4  Querprofil  69

8.3.5  Sohlenstruktur  71

8.3.6  Uferstruktur  73

8.3.7  Gewässerumfeld  74

9  GEWÄSSERPFLEGE UND GEWÄSSERUNTERHALTUNG  77

9.1  Anfänge der Renaturierung  77

9.2  Ingenieurbiologischer Gewässerbau  77

9.3  Renaturierung durch naturnahen Gewässerbau  79

9.4  Förderung von Gewässerrandstreifen  85

9.5  Bodenmanagement  87

9.6  Maßnahmen zur Gewässerunterhaltung  88

9.7  Gewässerpflegeplanung  91

10  UNTERSUCHUNG DER LAUTER  94

10.1  Allgemeine Problematik  94

10.2  Methodik  96

10.3  Die Gewässergüte  96

10.4  Die Gewässerstrukturgüte  98

10.4.1  Einteilung der Kartierabschnitte  98

10.4.2  Durchführung der Kartierung  99

10.4.3  Beispiel der Auswertung eines Kartierabschnitts  99

10.4.4  Auswertung der indexgestützten Bewertung  107

10.4.5  Auswertung der Bewertung anhand funktionaler Einheiten  110

10.4.6  Bewertungsabgleich  110

10.4.7  Zusammenfassende Bewertung  112

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  Untersuchungen zur Renaturierung der Lauter  

10.4.8  Grafische Darstellung der Ergebnisse  114

10.4.9  Interpretation der Ergebnisse  119

10.5  Beschreibung der Referenzgewässerstrecke  120

10.5.1  Beschreibung des Gewässers  120

10.5.2  Beschreibung der Hauptparameter  121

10.5.3  Ergebnis der Gewässerstrukturgütekartierung  123

10.6  Wichtige Einzelstrukturen  125

10.6.1  Struktur 1: Straßenbrücke  126

10.6.2  Struktur 2: Straßenbrücke  127

10.6.3  Struktur 3: Stauwehr  127

10.6.4  Struktur 4: Straßenbrücke  128

10.6.5  Struktur 5: Straßenbrücke  129

10.6.6  Struktur 6: Eisenbahnbrücke  129

10.6.7  Struktur 7: Naturnaher Abschnitt  130

10.7  Gewässerpflegeplanung  130

10.7.1  Bisherige Gewässerpflegeplanung  130

10.7.2  Allgemeine Anforderungen an die Gewässerpflege  131

10.7.3  Aufstellen der Handlungsmatrix  135

10.7.4  Gewässerpflegeplan  141

10.7.5  Technische Ausbildung der baulichen Maßnahmen  148

10.8  Kostenschätzung  150

10.8.1  Allgemeine Vereinfachungen  150

10.8.2  Leistungsverzeichnis  151

10.8.3  Einzelkosten der Teilleistungen  152

11  FAZIT  155

12  ABBILDUNGSVERZEICHNIS  157

13  LITERATURVERZEICHNIS  162

13.1  Bücher und schriftliche Unterlagen  162

13.2  Quellen im WWW  164

14  INDEX  165

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Untersuchungen zur Renaturierung der Lauter

2 Einleitung

Vor etwa 20 000 bis 10 000 Jahren entstanden die ersten menschlichen Siedlungen mit festen sozialen Gemeinschaften von mehr als 30 Individuen. Etwa zur gleichen Zeit erwarb sich der Mensch, der sich zuvor als Sammler und Jäger sein Überleben sicherte, eine neue Fähigkeit die sich immer weiter durchsetzte - die Fähigkeit seine Lebensgrundlagen durch den Ackerbau entscheidend zu verbessern. Mit der Möglichkeit das Überleben der Gemeinschaft zu sichern, indem man sich von selbst angebauten Früchten ernährte, wurde das nomadische Umherziehen in kleineren Gruppen überflüssig. Es entstanden künstliche, mit Feldfrüchten bepflanzte Ackerflächen. Mit der Entstehung der ersten sesshaften Gesellschaften nahm auch der technische Fortschritt in rasantem Tempo zu. Einfache Werkzeuge wurden erfunden um die Kultivierung der Felder zu vereinfachen, Tiere wurden gezähmt. Einhergehend mit der Veränderung der menschlichen Gesellschaft wuchs aber auch der Einfluss des Menschen auf die bestehenden Ökosysteme. Nach und nach entstanden aus den Gemeinschaften kleine Dörfer, die immer weiter wuchsen und schließlich zu Städten wurden.

Bereits im Mittelalter wurden die Gewässer umgebaut um ihre Nutzungsmöglichkeiten zu erweitern. Die künstliche Schaffung von Fischteichen und Mühlgräben waren nur einige der Gestaltungsmaßnahmen.

Dann, vor etwa 100 Jahren, begann der Mensch sehr intensiv damit, die Gewässer durch Ausbaumaßnahmen, von ihrem natürlichen Zustand in eine vordefinierte Form zu bringen. Flüsse wurden damals nicht unter ökologischen, sondern unter rein ökonomischen Gesichtspunkten umgestaltet. Um eine Bodennutzung bis an die Flussufer zu ermöglichen wurden die Läufe begradigt, Sohlen und Ufer verbaut. Es wurden künstliche Zwangspunkte geschaffen, mit deren Errichtung nicht nur die freie Mäandrierung des Flusses verhindert, sondern auch die Habitate der dort ansässigen Flora und Fauna zerstört wurden. Gründe für diese Maßnahmen waren unter anderem die Vergrößerung der für die Landwirtschaft zur Verfügung stehenden Fläche durch die Trockenlegung der Flussauen, verbesserte Schifffahrt in den begradigten Flussbetten und der Hochwasserschutz.

Allerdings stellten sich bei diesen anthropogenen „Flussumgestaltungen“ auch unvor- hergesehenenegative Ergebnisse ein, wie die Absenkung des Grundwasserspiegels, die Verödung des Landschaftsbildes und eine deutliche Verringerung des Artenreichtums in und an den Gewässern, was man aber stets in Kauf genommen hat, um die vorgegebenen ökonomischen Ziele zu erreichen.

Modernere Betrachtungsweisen haben zu dem neuen Bewusstsein geführt, dass die Gewässer die Adern des uns umgebenden Ökosystems sind und als solche unbedingt erhal-

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ten werden müssen. Ein Fluss kann allerdings nur dann seine natürliche Funktion erfüllen, wenn er sich in einem natürlichen oder zumindest naturnahen Zustand befindet. Intakte Gewässer tragen neben ihrer Aufgabe für die Landschaft auch zum Wohlergehen der Menschen in ihrer Nähe bei. Die Erhaltung und Verbesserung der ökologischen Qualität von Oberflächengewässern wurde zu einem erklärten Ziel von Umweltorganisationen und -behörden. Diese Vorsätze sind in diversen Gesetzestexten verankert. Die Lauter entspringt südöstlich der Stadt Kaiserslautern und mündet in Lauterecken in den Glan. Sie ist auf ihrem Lauf durch zahlreiche Verbaumaßnahmen in ihrer freien Entwicklung gehemmt. Im Stadtgebiet von Kaiserslautern ist sie sogar vollkommen verrohrt. Weite Abschnitte zeichnen sich durch eine erhebliche Armut an natürlichen Gewässerstrukturen und Gewässerrandstreifen und dadurch auch durch eine geringe Artenvielfalt aus.

Die vorliegende Arbeit soll die Möglichkeiten untersuchen, die Lauter in einen naturnahen Zustand zurückzuversetzen, zu renaturieren. Die unterschiedliche potenzielle Entwicklungsfähigkeit der freien Landschaft und der Ortslage wird dabei berücksichtigt. An einem 5 km langen Teilstück der Lauter werden exemplarisch eine Gewässerstrukturgütekartierung durchgeführt, wichtige Einzelbauwerke aufgenommen und schließlich ein Gewässerpflegeplan aufgestellt.

Im Folgenden wird dargelegt, warum Renaturierungsmaßnahmen sinnvoll und notwendig sind, es werden die Grundlagen der Fließgewässerökologie dargestellt und die Ermittlung der biologischen Gewässergüte und die Gewässerstrukturgütekartierung erläutert.

Patrick Schimmel

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3 Aufgabenstellung

Die Lauter ist in vielen Abschnitten durch technische Baumaßnahmen und Tiefenerosion auffällig in ihrer ökomorphologischen Struktur geschädigt. Es soll untersucht werden, ob die Wiederherstellung des natürlichen Zustandes, eine Renaturierung, möglich ist.

Die Länge des auszuwählenden Gewässerabschnittes soll etwa 5 km betragen. Auszuschließen ist die durch Rückbaumaßnahmen geprägte Strecke unterhalb der Kläranlage Kaiserslautern. Der Gewässerabschnitt soll nach Möglichkeit eine Wanderbarriere aufweisen und auch eine Ortslage einschließen. Die Auswahl ist mit dem Aufgabensteller abzustimmen. Es sind folgende Punkte zu bearbeiten: Vorerhebungen einschließlich der Gewässergütekartierung Erfassung des Ist-Zustandes durch ökomorphologische Gewässerbewertung, Gewässerstrukturgütekartierung Erfassung wichtiger Einzelstrukturen

Zielplanungen zur Strukturverbesserung auf freier Strecke und im Siedlungsbereich Gewässerpflege

Kostenschätzungen der Gewässerrückbaumaßnahmen und der Gewässerunterhaltung Bei der Bearbeitung sollen Richtlinien „Gewässerpflege und Gewässerrenaturierung“ Beachtung finden.

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4 Veränderungen in der freien Landschaft

4.1 Frühere Leitziele

4.1.1 Eingriffe in den Naturhaushalt

In allen Bereichen unserer Umwelt führt die intensive Nutzung der natürlichen Ressourcen durch den Menschen zu schweren Eingriffen in die unterschiedlichsten Ökosysteme. Es ist heute in Deutschland, wie in den meisten Industriestaaten, nicht mehr möglich eine Landschaft zu finden, die nicht in irgendeiner Weise vom Menschen genutzt oder beeinflusst wird. Durch die flächendeckende Nutzung werden die ehemals vorhandenen Biotope immer weiter zurückgedrängt. Besonders gravierend sind die Auswirkungen auf die aquatischen Ökosysteme. Gekennzeichnet durch eine natürliche große Artenvielfalt sind sie besonders störungsanfällig gegenüber äußeren Faktoren. Fast alle Gewässerbiotope und der Großteil ihres Artenbestands gelten als stark gefährdet und sind in roten Listen verzeichnet. Wegen der starken ökologischen Verzahnung der Gewässer mit ihrem Umfeld werden die Gewässerökosysteme bereits durch eine Beeinträchtigung der näheren Umgebung in Mitleidenschaft gezogen. Der hohe Nutzungsgrad der Landschaft in Deutschland ist auf der nachfolgenden Grafik verdeutlicht. Allein die Nutzung als Siedlungs-, Verkehrs- und Landwirtschaftsfläche betrug im Jahr 1997 bereits über 65%.

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Die hohe Besiedlungs- und Industriedichte in Deutschland führt unter anderem auch zu einer übermäßigen Nutzung der Gewässer (aus nationale Gewässerschutzkonzeption, Beschluss der 107. LAWA-Vollversammlung):

Grundwasser und Oberflächengewässer dienen der Versorgung mit Trink- und Brauchwasser, sie werden als Ressource für die Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen und zur Gewinnung von Energie genutzt.

Oberflächengewässer sind Verkehrs- und Transportwege. Durch Einleitungen und

Nutzungen werden sie erheblich belastet. Technische Maßnahmen zum Hochwasserschutz sind mit Beanspruchungen verbunden.

Fließgewässer und stehende Gewässer, einschließlich der ufernahen Bereiche, werden zu Freizeitzwecken und als bevorzugte Siedlungsstandorte (Wohnen, Gewerbe, Industrie) genutzt.

Die Gewässerauen wurden durch diese Maßnahmen

trockengelegt, um dort eine landwirtschaftliche Nutzung zu ermöglichen (landwirtschaftliche Melioration).

Kurzfristig wurden die gewünschten Ziele, wie die Verbesserung der Lebenssituation an den Gewässern und die Entschärfung der Hochwassersituation für die Gewässeranlieger zwar erreicht, allerdings wurden die Ökosysteme nachhaltig geschädigt. Hinzu kommt

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noch, dass sich die Hochwassersituation nur augenscheinlich verbesserte (siehe Kapitel 5 Hochwasser und Hochwasserschutz). Die Eingriffe in den Naturhaushalt waren immens. Die künstlich veränderten Gewässer wurden ihrer natürlichen Funktionsfähigkeit beraubt. Die dabei verursachte Schädigung der Ökosysteme in und um die Gewässer blieb größtenteils außer Acht, weil die komplexen Zusammenhänge solcher Systeme zu jener Zeit noch nicht ausreichend bekannt waren und weil die zu erreichenden Ziele als vorrangig erachtet wurden. Die Ziele solcher Maßnahmen waren unter anderem:

Die Verbesserung des Hochwasserschutzes durch die Anlage von Staustufen und die

Erhöhung der Fließgeschwindigkeit in den begradigten und verbauten Flussbetten. Es können bei starken Regenfällen keine Hochwasserspitzen mehr auftreten, weil das Wasser schneller abfließen kann, so der Grundgedanke.

Die Vergrößerung der landwirtschaftlich nutzbaren Flächen. Zu diesem Zweck wurden die Altarme verfüllt und die Gewässerauen durch Deiche abgetrennt. Die Auen sollten trockengelegt und deren Überflutung ausgeschlossen werden, um dort eine landwirtschaftliche Nutzung zu ermöglichen. Die Vergrößerung der landwirtschaftlichen Flächen wollte man neben dem Sohlen- und Uferverbau auch durch die Tieferlegung des Gewässerbettes und somit der Absenkung des Grundwasserspiegels erreichen.

Durch die Festlegung der Gewässerufer und Entfernung von Gewässerrandstreifen sollte eine Nutzung bis direkt an die Flüsse ermöglicht werden (unter anderem auch als Viehtränke).

Der Verbau von Ufer und Gewässersohle sollte den Unterhaltungsaufwand verringern und die Grundstücksgrenzen festlegen und gegen Erosionsbruch sichern.

Optimierung der Schifffahrt durch begradigte Flussläufe und die Anlage von Fahrrinnen.

Durch die erhöhte Fließgeschwindigkeit sollte eine effizientere Energiegewinnung ermöglicht werden.

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4.1.2 Der frühere Kulturwasserbau

Tabelle 4-1: Der frühere Kulturwasserbau (Quelle: [30])

4.2 Belastung der Fließgewässer

4.2.1 Stoffeinträge

Jeder Eintrag von Fremdstoffen in ein Gewässer belastet dieses. Die Stoffimmissionen erfolgen meistens über die Einleitung von Wasser aus der Regenwasserentwässerung, von gereinigten und ungereinigten Abwässern (Notüberläufe) und von Wasser aus der Entwässerung landwirtschaftlicher Nutzflächen.

Gewässer, sofern sie sich in einem einigermaßen naturnahen Zustand befinden, haben die Fähigkeit organische und anorganische Nährstoffe mit der Zeit abzubauen (Selbstreinigungsvermögen). Die Nährstoffe werden von Mikroorganismen unter Sauerstoffverbrauch abgebaut. Des Weiteren tragen chemische und physikalische Mechanismen zur Selbstreinigung bei (Flockung, Fällung, Adsorption, Sedimentation, etc.). Die Selbstreinigung geht jedoch sehr langsam vor sich, besonders wenn die Belastungen hoch sind. Die Stoffe können nicht so schnell abgebaut werden, wie sie an anderer Stelle eingeleitet werden.

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Die Abbaubarkeit der einzelnen Stoffe ist sehr unterschiedlich, weil bei den unterschiedlichen Stoffen eine Kombination der verschiedensten Mechanismen (biologisch, chemisch, physikalisch) für den Abbau verantwortlich ist.

In [16] wird zwischen fünf Stoffanteilen unterschieden:

Geogene Stoffanteile, also Stoffe, die durch den geologischen Hintergrund bereits in den Gewässern enthalten sind und nicht anthropogenen Ursprungs sind. Nährstoffe, darunter versteht man in erster Linie anorganische Phosphor- und Stick-

aus nur in geringer Menge vorhanden. Wird ihre Konzentration künstlich erhöht, so kommt es zu übermäßigem Pflanzenwachstum (Algen, Makrophyten) und das Gewässer eutrophiert. Die Phosphoreinträge stammen überwiegend aus Oberflächenabschwemmung und Erosion, die Stickstoffeinträge aus Sicker-, Drain- und Grundwasser.

Schadstoffe. Metalle und organische Schadstoffe gelangen auf vielfältigen Wegen in die Gewässer: Mit den Abwassereinleitungen (gereinigt oder ungereinigt), durch landwirtschaftliche Einleitungen und sogar mit dem Regenwasser.

Organische Belastung. Die organische Belastung gliedert sich in Zehrstoffe, die biologisch abbaubar sind und die nicht abbaubaren organischen Stoffe (vor allem Humide).

Grundsätzlich gibt es die Unterscheidung zwischen punktförmigen und diffusen Einträgen. Die punktförmigen Einträge haben die Eigenschaft sowohl räumlich sehr begrenzt und über einen Zeitraum hinweg sehr konstant zu sein. Als Beispiel sind hier die Einleitungen aus der Regenwasserbehandlung und aus der Abwasserreinigung zu nennen. Diffuse Einträge hingegen sind örtlich nicht fest definiert (z.B. Drainwasser) oder werden über eine größere Strecke in das Gewässer eingeleitet (z.B. landwirtschaftliche Einleitungen). Die eingeleitete Menge an Schmutzstoffen fluktuiert ständig. Durch die hohen Investitionen und den technischen Fortschritt in der Abwasserreinigung in den vergangenen Jahrzehnten wurde die Einleitungen in die Gewässer stark reduziert und somit die Gewässergüte immens verbessert (siehe 7 Die biologische Gewässergüte). Die Verbesserungen der Gewässergüte beruht in erster Linie auf den technischen Ausbau der Kläranlagen (Hinzukommen der biologischen Reinigungsstufe, Denitrifikation und der Phosphorelimination) und der Einführung von biologisch abbaubaren Waschmitteln (Tenside). Es ist zwar gelungen die Gewässerbelastung aus den punktuellen Einleitungen erheblich zu reduzieren, die diffusen Quellen sind allerdings größtenteils noch immer vorhanden und wirken sich negativ auf die Gewässergüte aus.

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Die folgende Grafik stellt die Stickstoffeinträge aus diffusen und punktuellen Quellen gegenüber. Es überwiegen die diffusen Quellen mit 60%. Der Großteil dieser Einträge stammt von landwirtschaftlichen Düngemitteln, die direkt oder indirekt über jede der genannten diffusen Quellen in die Gewässer gelangen können.

Abbildung 4-3: Belastung der Fließgewässer durch diffuse und punktuelle Quellen. Stickstoff- und Phosphoreintrag

1995 (Quelle: www.umweltbundesamt.de)

Durch die intensive Nutzung des Gewässerumfelds und das Fehlen von Gewässerschutzzonen kommt es zu einer immensen Belastung der Flüsse und Bäche durch den erhöhten Eintrag von Nährstoffen, Pestiziden und durch Schwebstoffe aus der Bodenerosion. Um den hohen Produktionsstandard der Landwirtschaft aufrechtzuerhalten werden übermäßig viele Düngemittel (Nitrite, Ammonium) und Pflanzenschutzmittel aufgebracht, die ins Grundwasser und, durch die eigens zur Entwässerung der Nutzflächen angelegten Kanäle (Meliorationsgräben), in die Flüsse gelangen. Die Dringlichkeit dieses Problems der diffusen Immissionen ist in „Nationale Gewäs- serschutzkonzeption,Beschluss der 107. LAWA-Vollversammlung“ folgendermaßen ausgedrückt:

„Hinsichtlich der Belastung der Gewässer aus der Fläche, sei es über den Luftpfad oder über Abschwemmung aus befestigten oder landwirtschaftlich genutzten Flächen, stehen wir heute hinsichtlich einer gezielten Reduzierung dieser Einträge durch die Entwicklung entsprechender Strategien praktisch noch am Anfang. Die Möglichkeiten zur Reduzierung dieser Stoffe in den Gewässern sind noch nicht einmal andeutungsweise ausgeschöpft.“

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Der Großteil der punktförmigen Einleitungen stammt, trotz der starken Reduzierung, immer noch aus den häuslichen Abwässern. Die Einträge belasten, obwohl sie in Kläranlagen intensiv gereinigt werden, die Fließgewässer. Dies gilt besonders für gewerbliche und industrielle Abwässer. Eigentlich sind die Gewässer durch ihre Selbstreinigungsfähigkeit in der Lage mit Hilfe von Mikroorganismen (aerobe Bakterien, Pilze) die Schmutzstoffe abzubauen. Bei zu hohen, andauernden Immissionen erhöht sich die Nährstoffkonzentration ständig, weil der Abbau der Schmutzstoffe nicht schnell genug durchgeführt werden kann. Die Folge ist eine erhebliche Störung des ökologischen Gleichgewichts, das Gewässer geht von seinem oligotrophen (nährstoffarmen) in einen eutrophen (nährstoffreichen) Zustand über. Da die Mikroorganismen die eingeleiteten Schmutzstoffe unter Sauerstoffverbrauch abbauen, kann es bei zu starken Einleitungen zum „umkippen“ des Gewässers führen. Die durch die nährstoffreiche Umgebung zu übermäßiger Vermehrung angeregten Mikroorganismen verbrauchen den Großteil des Sauerstoffs im Gewässer und schaffen so eine sauerstoffarme Umgebung, in der sich anaerobe Bakterien ausbreiten können. Das Gewässer besitzt nicht die Fähigkeit sich von alleine von diesem Zustand zu erholen. Der sofortige Stopp aller schädlichen Einträge ist notwendig.

Bei Fließgewässern ist die Neigung zur Eutrophierung nicht so stark, wie bei stehenden Gewässern, weil das Wasser durch seine Bewegung ständig mit Sauerstoff angereichert wird. Erst bei einem künstlichen Aufstau des Gewässers, wie in Mühlgräben, erhöht sich die Gefahr einer Eutrophierung.

Die hohe Toxizität einiger Abwässer (Schwermetalle wie Blei, Quecksilber, Cadmium) wirkt sich schädlich auf Flora und Fauna der Gewässer und im Gewässerumfeld aus. Da diese Schadstoffe nicht biologisch abgebaut werden können, werden sie über die Nahrungskette weitergegeben, bis sie in vielen Fällen wieder beim Menschen ankommen. Sie wirken sich ebenfalls sehr negativ auf die Nutzung der Gewässer als Trinkwasserressource aus. Durch die Ablagerungen im Gewässersediment ist die Lagerung desselben problematisch, falls es aus irgendwelchen Gründen einmal ausgebaggert wird (nach [27]).

Die Schifffahrt belastet die Gewässer durch die Freisetzung wassergefährdender Stoffe die durch den normalen Betrieb (z.B. Schmiermittel) oder durch Havarie in die Gewässer gelangen.

Zusätzlich belastet der Straßenverkehr die Gewässer durch Reifenabrieb, Ölverlust und Tausalzeinschwemmungen. Das Regenwasser von Straßen und von den versiegelten Flächen der Ortschaften wird meist ungereinigt in die Vorfluter geleitet.

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4.2.2 Belastung durch gewässerbauliche Maßnahmen

Die wasserbaulichen Maßnahmen haben die ökologischen Bedingungen seit Anfang des letzten Jahrhunderts grundlegend verändert. Naturnahe, biologisch und ökologisch intakte Gewässer sind immer seltener geworden. Durch die intensiven Veränderungen in den Fluss- und Auenstrukturen wurde massiv in intakte Ökosysteme eingegriffen. Die Gewässer haben durch den Gewässerausbau eine Struktur erhalten, die für den Nutzer denkbar günstig ist, insbesondere für die Landwirtschaft, die jedoch kaum mehr eine ökologische Funktionsfähigkeit gestattet. Die natürliche, unbehinderte Entwicklungsfähigkeit und der freie Austausch mit den benachbarten Systemen sind essenziell für das Funktionieren jedes Ökosystems. Durch die Gewässerausbauten des Kulturwasserbaus wurde an einem Großteil der Gewässer beides unterbunden. Die wesentlichen Unterschiede natürlicher zu anthropogen geformten Fließgewässer sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

¹ Interzeption: Wasseraufnahme durch Kapillarwirkung

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Tabelle 4-2: Unterschiede der grundlegenden Eigenschaften von natürlichen und anthropogen geformten

Fließgewässern (Quelle: [16])

¹ Interstitial: Sand- und Kieslückensystem

² Ästuar: Bereich der Flussmündung

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Fischarten und Substratbewohner absolut lebensnotwendig. Bei der Fassung der Ufer und der Gerinnesohle wurde das Sohlensubstrat und der natürliche Uferbewuchs entfernt und man hat durch den Verbau den natürlichen Austausch von Oberflächenwasser und Grundwasser unterbunden. Die damit verbundene Austrocknung der Gewässerauen hatte extreme Auswirkungen auf die dort ansässige Biologie. Die Abtrennung der Auen von den Gewässern hat den für das Funktionieren des Gewässerökosystems unbedingt notwendigen Austausch unterbunden.

Die dort vorkommenden Populationen stenöker ¹ Arten wurden ihres Lebensraums beraubt und starben aus. Andere Arten, die wiederum direkt (Symbiose, Nahrung) oder indirekt auf diese Organismen angewiesen waren, verschwanden ebenfalls. Die Verträglichkeit von Organismen auf die Veränderung von Umweltfaktoren (Temperatur, Säure-oder Wassergehalt im Boden, etc.) kann mit einer Gauß´schen Glockenkurve (siehe Grafik) beschrieben wer-

diese Kurve sehr schmal,

das heißt die Populationszahl nimmt rapide ab, wenn das Milieu den optimalen Bereich verlässt.

Wird ein Umweltfaktor wie der

Flussauen durch äußere Einflussnahme (z.B. durch

den Menschen) verändert, herrschen dort keine optimalen Bedingungen mehr für solche Arten, die auf einen gewissen Wassergehalt in der Aue angewiesen sind. Die Zahl der Individuen einer Art wird durch die ungünstigsten Umweltfaktoren begrenzt (Wirkungsgesetz der Umweltfaktoren, siehe [28]). Die komplexe Vernetzung biologischer Systeme und die Einbindung des Menschen darin wurde damals vollkommen unterschätzt und ist auch bis heute noch nicht vollkommen geklärt. Weniger anspruchsvolle Pflanzen- und Tierarten (sog. euryöke) breiteten sich schnell und in großer Individuenzahl aus. So entstanden, begünstigt durch den erhöhten Nährstoffeintrag in die Gewässer, z.B. die heute weit verbreiteten Brennnesselfluren an den Gewässerufern.

¹ Stenöke: Organismen, die sich auf bestimmte Umweltbedingungen spezialisiert haben. Sie sind nicht tolerant gegenüber Veränderungen ihres Umfelds.

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Die ökologischen Folgen dieser Eingriffe waren Artenarmut, die massenhafte Ausbreitung euryöker Arten und eine damit verbundene Verödung des Landschaftsbildes. Wie die folgenden Grafiken verdeutlichen, ist nicht allein die Wasserqualität, sondern auch die Struktur eines Gewässers, für die in diesem Ökosystem lebenden Organismen von essenzieller Bedeutung:

Abbildung 4-6: Zusammenhang zwischen Artenvielfalt und Strukturgüte (Quelle: Aktion Blau: Gewäs-

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Dargestellt ist die Artenzahl der Fischfauna, der Ufervegetation und des Makro- ¹ in Abhängigkeit von der Strukturgüte eines Gewässers. Es wird deutlich, dass die Anzahl der Arten mit fallender Strukturgüte stark abnimmt (Die Definition der Strukturgüte ist im Kapitel 8 Die Gewässerstrukturgüte eingehend erläutert). Ein naturnahes Gewässer mit einer niedrigen Indexziffer (hohe Strukturgüte) ist durch eine große Vielfalt an verschiedenen morphologischen Eigenschaften gekennzeichnet. Je vielfältiger die Ufer, die Sohle und das Umfeld strukturiert sind, desto diverser gestalten sich dort vorhandene Lebensräume und dementsprechend ihre Lebensgemeinschaften. Maßnahmen wie der Verbau der Ufer und der Gerinnesohle eliminieren die natürliche Regenerationsfähigkeit der Flussläufe, sie verhindern also, dass sich die Flüsse langsam wieder ihrer natürlichen Laufstruktur annähern. Neben den direkten Einwirkungen auf die dort lebende Flora und Fauna hatte der Verbau auch indirekte Konsequenzen, die den erhofften Zielen zum Teil vollkommen widersprachen.

Als Folge dieser anthropogenen „Flussumgestaltung“ stellte sich wie erwartet eine hö- hereFließgeschwindigkeit ein, was allerdings das Problem der Überschwemmungen keineswegs löste, sondern nur in die Unterläufe verlagerte und dort sogar noch verstärkte. Die Hochwasserspitzen werden zwar sehr schnell von den Flussoberläufen weggeführt, können aber in den Unterläufen zu großen Problemen führen, wenn dort die Hochwasserwellen von verschiedenen Seitenarmen gleichzeitig eintreffen. Die natürliche Retentionsfähigkeit der Flüsse und Flussauen ging bei mit Begradigungsmaßnahmen, durch das Ausschalten der natürlichen Mäandrierung der Flüsse und das Entfernen von Gehölz aus den Auen, vollkommen verloren. In einer natürlichen Gewässeraue mit einem mäandrierendem Bach oder Fluss verteilt sich die Hochwasserflut auf eine große Fläche und wird nach und nach an die Unterläufe abgegeben, die Aue wirkt also als natürliches Rückhaltebecken. Auf die Problematik der Hochwasser und die dadurch verursachten Schäden wird im Kapitel 5 Hochwasser und Hochwasserschutz noch intensiv eingegangen.

Die durch die Begradigung der Gewässer und durch die Fassung der Ufer bedingte Erhöhung der Fließgeschwindigkeit führte auch zu einer größeren Schleppkraftbelastung und einer erhöhten Tiefenerosion. Das Flussbett gräbt sich, an den Stellen an denen die Sohle nicht durch Pflaster oder Steinschüttungen gesichert wurde, immer tiefer ein, wodurch dieser Effekt weiter verstärkt wird.

Die Konsequenz ist die gleiche, wie bei der vielerorts durchgeführten Tieferlegung des Flussbetts: Der Grundwasserspiegel senkt sich, und das, mit fortschreitender Tiefenerosion immer weiter. Die Aue trocknet aus und es werden nicht nur die dort gelegenen

¹ Makrozoobenthos: Bewohner der Gewässersohle

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Biotope zerstört, sondern auch der angrenzende Ackerbau in Mitleidenschaft gezogen. Der anfängliche Erfolg den man durch die Trockenlegung der Auen erzielte, nämlich der Zugewinn an fruchtbaren Böden und Nutzflächen hat sich mit der Zeit relativiert. Durch die Trockenlegung hat man zwar neue Flächen für die Landwirtschaft erschlossen, andere aber gleichzeitig für diese unbrauchbar gemacht - eine nicht allein Lebensraum und Retentionsvermögen zerstörende, sondern auch kontraproduktive Maßnahme. Die Absenkung des Grundwassers ist heute an Teilen des Rheins sogar so weit fortgeschritten, dass es künstlich angereichert werden muss, um dort eine landwirtschaftliche Nutzung zu ermöglichen.

Obwohl die Schifffahrt als besonders umweltfreundlich gilt (wegen des hohen Wirkungsgrades beim Transport von Gütern) stellt sie jedoch hohe Anforderungen an die Flüsse. Eine Mindesttiefe muss eingehalten werden, die Läufe sollen möglichst gradlinig verlaufen, die Ufer müssen gegen Erosion geschützt werden. Dies kann nur durch einen Verbau erfolgen.

4.2.3 Gefährdungssituation

In der vom Ministerium für Umwelt und Forsten Rheinland-Pfalz herausgegebenen Roten Liste der bestandsgefährdeten Biotoptypen in Rheinland-Pfalz sind für die verschiedensten Biotoptypen sowohl die Empfindlichkeit und die Belastung als auch ein Sicherungsrang, also die Dringlichkeit für durchzuführende Schutzmaßnahmen festgelegt. Fast alle der darin aufgelisteten 57 Biotoptypen sind bestandsgefährdet, Hochmoore sind in Rheinland-Pfalz sogar als verschollen zu betrachten. Der folgende Auszug verdeutlicht die Gefährdungssituation der Fließgewässer-Biotope in Rheinland-Pfalz:

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^{Tabelle 4-3: Auszug aus der roten Liste der bestandsgefährdeten Biotope in Rheinland-Pfalz} Der Sicherungsrang ist ein Maß für die Dringlichkeit aktiver Schutz-, Pflege- und Entwicklungsmaßnahmen. Alle Bestände der Biotoptypen mit dem Sichtungsrang 0 bis 4 sind unverzichtbar.

Der Sicherungsrang ist folgendermaßen gegliedert (verkürzt): 0 Ehemals vertretene, vernichtete oder verschollene, d.h. im Beurteilungszeitraum nicht nachgewiesene Biotoptypen

1 Biotoptypen mit tatsächlichem oder erwartetem extrem starkem Verbreitungsrückgang. Bei anhaltender Belastung droht Vernichtung 2 Biotoptypen mit tatsächlichem oder erwartetem starken Verbreitungsrückgang 3 Biotoptyp mit mittlerer Rückgangstendenz 4 Derzeit nur gering und nicht allgemein zurückgehender Biotoptyp

4.3 Heutige Leitziele

4.3.1 Gesetzliche Grundlagen

Die Grundlage für den effizienten Schutz der Gewässer bildet die Verankerung in den Gesetzestexten. Alle Oberflächengewässer und das Grundwasser unterliegen der staatlichen Aufsicht.

Der Naturschutz verfolgt heute zwei Strategien, zum einen den Artenschutz auf Grundlage der roten Listen und zum anderen der Biotopschutz als Schutz gefährdeter Ökosysteme (nach [16]). Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG):

§ 20 Aufgaben des Artenschutzes (1) (...) Der Artenschutz umfasst 1. den Schutz der Tiere und Pflanzen und ihrer Lebensgemeinschaften vor Beein- durch den Menschen, insbesondere durch den menschlichen Zu-

2. den Schutz, die Pflege, die Entwicklung und die Wiederherstellung der Biotope

wildlebender Tier- und Pflanzenarten sowie die Gewährleistung ihrer sonstigen

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3. die Ansiedlung von Tieren und Pflanzen verdrängter wildlebender Arten in ge- Biotopen innerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes.

Die Umsetzung der Grundsätze zum Schutze von Wasser und Gewässern der Agenda 21 in nationales Recht ist im Wasserhaushaltsgesetz und in den Landeswassergesetzen verwirklicht. Das oberste Ziel ist die Bereitstellung von Wasser in ausreichender Menge und guter Qualität für die gesamte Bevölkerung, bei gleichzeitiger Erhaltung der ökologischen Funktionsfähigkeit der Gewässer. Das WHG schreibt vor, dass jede Benutzung der Gewässer (z.B. Einleiten von Stoffen, Entnahme von Wasser) einer behördlichen Genehmigung bedarf (§ 2 WHG). Die Genehmigung darf nur erteilt werden, wenn eine Beeinträchtigung des Wohls der Allgemeinheit ausgeschlossen ist (§ 6 WHG). Dass natürliche und reine Gewässer dem Wohl der Allgemeinheit dienen und somit schützenswert sind ist u.a. in den folgenden Paragraphen verankert (Vorsorgeprinzip): Wasserhaushaltsgesetz (WHG):

§ 1 a Grundsatz. (1) Die Gewässer sind als Bestandteil des Naturhaushaltes und als Lebensraum für Tiere und Pflanzen zu sichern. Sie sind so zu bewirtschaften, dass sie dem Wohl der Allgemeinheit und im Einklang mit ihm auch dem Nutzen einzelner dienen und vermeidbare Beeinträchtigungen ihrer ökologischen Funktion unterbleiben. Landeswassergesetz Rheinland-Pfalz (LWG):

§ 2 Ziele. (1) Der Vollzug dieses Gesetzes hat zur Wahrung des Wohls der Allgemeinheit vornehmlich das Ziel, bei der Ordnung des Wasserhaushaltes die öffentliche Wasserversorgung zu sichern und jede vermeidbare Beeinträchtigung der Gewässer zu verhüten, sowie die vielfältigen ökologischen Funktionen der oberirdischen Gewässer und ihrer unmittelbaren Umgebung zu erhalten und zu verbessern (...)

Im § 31 des WHG ist festgelegt, dass die Umgestaltung eines Gewässers und dessen Ufer einer Umweltverträglichkeitsprüfung (UVP) unterzogen werden müssen, dies gilt auch für Renaturierungen, die ja eigentlich eine reine Strukturverbesserung zum Ziel haben. Die Einzelheiten hierzu sind im Gesetz über die Umweltverträglichkeitsprüfung festgelegt.

Eine weitere wichtige Grundlage für die Vermeidung von Beeinträchtigungen bildet das sogenannte Verursacherprinzip. Für jede unvermeidbare Beeinträchtigung von Natur und Landschaft müssen Ausgleichsmaßnahmen durchgeführt werden: Bundesnaturschutzgesetz (BNatSchG):

§ 8 Eingriffe in Natur und Landschaft.

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trächtigungen von Natur und Landschaft zu unterlassen sowie unvermeidbare Beeinträchtigungen innerhalb einer zu bestimmenden Frist durch Maßnahmen des Naturschutzes und der Landespflege auszugleichen, soweit es zur Verwirklichung der Ziele des Naturschutzes und der Landschaftspflege erforderlich ist. (...) Speziell auf die Reinhaltung der Gewässer ausgerichtet ist das sog. Emissions- und das Immissionsprinzip. Das Emissionsprinzip besagt, dass Abwassereinleitungen nur dann zulässig sind, wenn sie schadlos sind oder dem Stand der Technik entsprechend gereinigt wurden. Es begrenzt die Schadstoffe der direkten Einleitungen in die Gewässer, allerdings werden dabei nicht die ökologischen Gegebenheiten, wie die Belastbarkeit der Gewässer berücksichtigt. Das Immissionsprinzip besagt sinngemäß, dass zusätzlich zur Reinigung der Abwässer auch die Schadwirkung auf die Gewässer überprüft werden muss. Es begrenzt also die Schadstoffgehalte der Gewässer. In Deutschland wird für den Grundwasserschutz und den Bodenschutz das Emissionsprinzip und für den Gewässerschutz das Immissionsprinzip angewendet (nach [16]). Wasserhaushaltsgesetz (WHG):

§ 7a Anforderungen an das Einleiten von Abwasser. (1) Eine Erlaubnis für das Einleiten von Abwasser darf nur erteilt werden, wenn die Schadstofffracht des Abwassers so gering gehalten wird, wie dies bei Einhaltung der jeweils in Betracht kommenden Verfahren nach dem Stand der Technik möglich ist. Des Weiteren gibt es mehrere spezielle Landes- und Bundesgesetze, die sich mit den Einleitungen in Gewässer befassen. Das Abwasserabgabengesetz (AbwAG) regelt die Abgabe, in Abhängigkeit von der Schädlichkeit der Schmutzstoffe, die beim Einleiten von Abwässern zu bezahlen ist. Weitere Gesetzestexte, die dem Wasserschutz dienen sind das Wasch- und Reinigungsmittelgesetz (WRMG), das Bundes-Immissionsschutzgesetz (BimSchG), der Abfallgesetz (AbfG), das Chemikaliengesetz (ChemG), sowie das Pflanzenschutz- (PflSchG) und das Düngemittelgesetz.

4.3.2 Neue Zielsetzungen

In letzter Zeit tritt nach und nach ein Verständnis in den Vordergrund, dass die Funktion des Wassers im Landschaftshaushalt und der Gewässer als Lebensräume und als Basis für wasserwirtschaftliche Zielsetzungen betrachtet. Die Erhaltung und Verbesserung der ökologischen Qualität der Oberflächengewässer gehört zu diesen neuen Zielen und ist, wie dargelegt, auch in rechtlicher Hinsicht begründet.

Der technische Fortschritt in der Abwasserreinigung hat in den vergangenen Jahrzehnten die Gewässergüte in Deutschland deutlich verbessert. Wichtige Zielsetzungen für

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die nahe Zukunft sind das Entwickeln neuer Strategien zur Abwasservermeidung und vor allem das Ausschalten diffuser Quellen der Gewässerverunreinigung. Die heutige Tendenz, Gewässer in ihren ursprünglichen Zustand zurückzuführen, begründet sich durch die neu gewonnene Erkenntnis, dass ein Fließgewässer nicht nur durch die chemischen Verunreinigungen beeinträchtigt ist, sondern auch die Gewässerstruktur ein vielfältiges Biotop für Pflanzen und Tiere bietet. In den vergangenen Jahrzehnten wurde sehr viel Geld ausgegeben um die Wasserqualität zu verbessern, und das ist auch größtenteils gelungen. Heute jedoch weiß man, dass für die Funktion der Fließgewässerökosysteme, insbesondere deren Selbstreinigungsvermögen, die Gewässerstruktur von essenzieller Bedeutung ist. Die Flüsse zu renaturieren, das heißt, ein Gewässer wird von seinem begradigten, ausgebauten Zustand in seinen ursprünglichen, mäandrierenden Verlauf zurück verwandelt. Die biologische Durchgängigkeit von der Quelle zur Mündung ist eine Grundvoraussetzung für die Wiederansiedlung früher heimischen Fischarten. Sie lässt sich allerdings nur sehr langsam wiederherstellen. Der Bau von Umgehungen und Fischaufstiegen ist teuer und lässt sich nicht überall verwirklichen.

Der primäre Zweck von Renaturierungen liegt darin, die natürliche Strukturvielfalt der Gewässer wiederherzustellen, um den Lebensraum für eine Artenreiche Flora und Fauna zu sichern. Die Wiederansiedlung von früher heimischen Pflanzen- und Tierarten soll durch eine Verbesserung der ökologischen Qualität der Gewässer erreicht werden. Dies soll durch eine weitere Verminderung der Schadstoffeinträge, die Stabilisierung des Sauerstoffhaushalts und die strukturelle Verbesserung der Gewässer geschehen. Der Gewässerstruktur wird durch die Errichtung von Gewässerrandstreifen die Möglichkeit zur freien Entfaltung zurückgegeben (Siehe Kapitel 9 Gewässerpflege und Gewässerunterhaltung).

Nicht außer Acht lassen sollte man die wichtige Funktion, die natürliche Gewässer für Erholung und Freizeitgestaltung der Menschen in ihrer Umgebung haben. In urbanen Gewässern sind Renaturierungen allerdings nur schwer durchzuführen, da die vorhandene Bebauung dies meist verhindert.

Die Erfahrungen der Vergangenheit haben gezeigt, dass man mit den Begradigungsmaßnahmen nicht nur die an den Flüssen vorhandenen Biotope und damit auch die Habitate der dort beheimateten Flora und Fauna zerstört hat, sondern, dass auch die wichtige Rolle außer Acht gelassen wurde, die Gewässer bei der Hochwasserretention spielen. Die Retentionsfähigkeit der Gewässer muss wiederhergestellt, die natürlichen Retentionsflächen der Gewässerauen müssen reaktiviert werden. Gewässerschutz und Hochwasserschutz müssen bereits im Gewässereinzugsgebiet beginnen, berücksichtigt werden insbesondere die Ursachen für die Entstehung der Hochwässer, wie die fortschreitende Flächenversieglung.

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Will man die ökologische

Funktionalität und die natürliche Retentionsfähigkeit der Gewässer wiederherstellen und dauerhaft erhalten, so muss zuerst die veraltete Vorstellung von der „Verteidigung von Grund und Boden“ abge- schafftwerden. Die Gewässeranlieger müssen erkennen, dass die Struktur eines Gewässers schüt- ist und auf jeden

Fall erhalten werden muss. Es muss davon abgesehen werden Maßnahmen wie Gewässerräumungen oder die Reparatur von Uferbefestigungen durchzuführen. Die landwirtschaftliche Nutzung der Einzugsgebiete ist ein wichtiger und notwendiger Wirtschaftszweig. Allerdings muss die künftige landwirtschaftliche Bodennutzung in den Gewässerauen wieder in Einklang mit der Natur gebracht werden. Die Bodenbewirtschaftung, insbesondere in den Gewässereinzugsgebieten muss sich den gegebenen natürlichen Verhältnissen anpassen. Die Landwirtschaft muss sich darauf einstellen, dass die renaturierten Auen feuchter sind und dass sie in regelmäßigen Abständen überflutet werden. Belastungen der Gewässer durch Pflanzenschutzmittel und den Eintrag von Nährstoffen müssen möglichst vermieden werden. Dies ist möglich durch eine standortgerechte Nutzung, eine schonendere Bodenbewirtschaftung, eine pflanzenbedarfsgerechte Nährstoffversorgung und die Errichtung von Gewässerrandstreifen. Nicht die Sicherung der landwirtschaftlichen Nutzung sondern der Schutz der Gewässer muss oberstes Ziel sein. Natürlich kommt es bei der Umsetzung dieser Vorsätze immer wieder zu Interessenkonflikten. Beratung und Aufklärung der Landwirte haben dabei einen hohen Stellenwert, denn nur in Zusammenarbeit mit der Landwirtschaft ist eine Umsetzung der gewässerschonenden Bodennutzung möglich.

Die neuen Pflichten der Gewässerunterhaltungspflichtigen sind (aus Broschüre zur Aktion Blau):

Schutz und Wiederherstellung der naturraumtypischen Form und Struktur des Gewässerbetts,

Schutz und Wiederherstellung der natürlichen Dynamik, insbesondere des natürlichen morphologischen Regenerationsvermögens der Gewässer, Schutz und Wiederherstellung des natürlichen Hochwasserretentionsvermögens,

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Schutz und Wiederherstellung des natürlichen Sohlengleichgewichts der Gewässer,

Schutz und Wiederherstellung der naturraumtypischen Gewässerflora und -fauna,

Erhaltung und Wiederherstellung eines natürlichen und landschaftlich vorteilhaften Erscheinungsbilds der Gewässer.

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5 Hochwasser und Hochwasserschutz

5.1 Hochwasser und Hochwasserschäden

Ein maßgeblicher Grund für die Renaturierung von Fließgewässern ist die Wiederherstellung des natürlichen Hochwasserrückhaltevermögens. Wo bauliche Maßnahmen, wie Rückhaltebauwerke zu teuer oder technisch nicht zu verwirklichen sind, bietet sich die Renaturierung des Gewässers mit seiner Aue an. Renaturierungen sind meist mit weniger technischem Aufwand und somit auch geringeren Kosten verbunden und man trägt außerdem zur Wiederherstellung natürlicher, ökologisch wertvoller Strukturen bei. Überschwemmungen sind natürlich vorkommende Phänomene. Sie sind ebenso wie Trockenzeiten ein natürlicher Bestandteil des Wasserkreislaufs. Hochwasser treten immer dann auf, wenn in einem kurzen Zeitraum große Mengen an Wasser anfallen, sei es durch starke Niederschläge oder durch die bei Tauwetter ausgelöste Schneeschmelze. Der Querschnitt des Vorfluters kann die Wassermassen aus seinem Einzugsgebiet nicht mehr abführen und der Fluss oder Bach tritt über die Ufer. Die Stärke und die Häufigkeit von Hochwassern wird von mehreren Faktoren beeinflusst, die sowohl anthropogenem als auch natürlichem Ursprung sind. Allgemein gilt, dass alle Faktoren, welche die abzuführende Wassermenge pro Zeiteinheit vergrößern, sich verstärkend auf das Hochwasserereignis auswirken. Alle Faktoren, die den Rückhalt der Wassermassen unterstützen wirken sich entschärfend aus. Die Stärke eines Hochwasserereignisses ist zum Beispiel von der Richtung abhängig, in der sich die verursachende Regenwolke bewegt. Bewegt sie sich in Richtung des Wasserlaufes, so wird das Hochwasser verstärkt, weil dem Flusslauf ständig neue Wassermassen aus demselben Regenereignis zugeführt werden. Die Hochwasserwelle wird dadurch verstärkt. Mehrere Tage andauernde Regen verursachen in den großen Flüssen I. Ordnung Hochwasser. Sie sind meist auf das gesamte Einzugsgebiet verteilt. Zeitlich begrenzte Starkregen hingegen führen in kleinen Gewässern zu Hochwasser. Die Regen sind meist auf das Einzugsgebiet beschränkt und verursachen in kurzer Zeit sehr große Wassermassen. Entscheidend für das Auftreten von Hochwassern und deren Stärke ist nicht nur die insgesamt transportierte Wassermenge, sondern auch das zeitliche Aufeinandertreffen von verschiedenen Hochwasserwellen. So kann eine gewässerbauliche Maßnahme wie eine Laufverkürzung dazu führen, dass eine Hochwasserwelle in wesentlich kürzerer Zeit an einer Flussmündung ankommt und dort mit der Welle aus dem Hauptstrom zusammentrifft. Die Folgen für den Unterlauf sind dann verheerend. Die dabei eintretende Wasserstandshöhe wird in großem Maß vom Gewässerumfeld und der Morphologie des Gewässers beeinflusst.

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Einen sehr großen Einfluss auf die Stärke eines Hochwasserereignisses hat das natürliche Retentionsvermögen des Gewässereinzugsgebietes. Das wiederum hängt direkt von der Speicherwirkung der natürlichen Wasserspeicher, also von Bewuchs, Boden, Gelände und Gewässernetz ab (nach [26]).

Ein dichter Bewuchs vermindert und verlangsamt den Abfluss. Der niedergehende Regen benetzt zuerst die Blätter der Pflanzen und Bäume. Nach dem Regen verdunstet das Wasser durch die große Oberfläche relativ schnell wieder. In überfluteten Auen erhöhen die Auewälder zusätzlich den Fließwiderstand und tragen somit dazu bei, dass die Fließgeschwindigkeit geringer ist als in Brachflächen. Dem Wasser steht somit mehr Zeit zur Verfügung, um zu versickern und zu verdunsten.

Der Boden beeinflusst durch seinen Hohlraumgehalt das Speichervermögen des Umfeldes. Die Luftporen im Bodengefüge sind dazu fähig, erhebliche Wassermengen zu speichern. Außerdem wird die Versickerung und die Aufnahme ins Grundwasser begünstigt. Ist der Boden durch vorangegangene Regenfälle bereits gesättigt, so kann er kein zusätzliches Wasser mehr aufnehmen. Ist der Boden durch natürliche Gegebenheiten (z.B. Vereisung) oder durch anthropogene Einwirkung versiegelt, so findet ebenfalls keine Wasserspeicherung statt. In den versiegelten Gebieten fehlt natürlich auch das Wasserspeichervermögen des Bewuchses. Im Einzugsgebiet anfallender Regen geht dann direkt in den Vorfluter und belastet diesen. Als besonders problematisch stellen sich Versiegelungen durch Straßen oder stark befahrene Feldwege heraus, weil durch sie mit dem Regenwasser noch zusätzlich Schadstoffe und abgeschwemmte Bodenmaterialien in die Gewässer eingebracht werden.

Das Gelände kann als zusätzlicher Wasserspeicher dienen, wobei neben dem Gefälle auch die Art der Bewirtschaftung eine große Rolle spielt. Das niedergehende Wasser sammelt sich in Mulden und vermindert so den Abfluss. Bei geringem Gefälle und hangparalleler Bewirtschaftung ist die Abflussgeschwindigkeit niedriger und es bilden sich eher Pfützen aus. Das heißt, dass die Zeit, die dem Niederschlag zur Versickerung und Verdunstung zur Verfügung steht, größer ist. Eine Schneedecke wirkt noch als zusätzlicher Wasserspeicher, allerdings werden bei Tauwetter dann zusätzliche Wassermengen freigesetzt.

Das Gewässernetz erwirkt sein Speichervermögen durch die direkte Verbindung von Fließgewässer und Aue. Je größer die Flussauen und je feiner vernetzt das Gewässersystem ist, desto mehr Wasser wird bereits im Einzugsgebiet zurückgehalten und desto geringer ist folglich die Überschwemmungsgefahr.

Die vier genannten Speichermedien beeinflussen sich gegenseitig und haben die Eigenschaft, dass sich bei einer Auslastung der Speicherfähigkeit die Hochwassersituation sprunghaft verschlimmert. Der trockene Boden zum Beispiel nimmt so lange Wasser

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auf, bis seine Hohlräume geschlossen sind. Danach ist keine weitere Wasseraufnahme möglich und die anderen drei Speicher müssen das überschüssige Wasser aufnehmen. Zusätzlich zu den natürlich auftretenden Hochwassern hat der Mensch dazu beigetragen, dass Hochwasser häufiger und in größerem Umfang stattfinden. Der Grund für die Verschärfung der Hochwassersituation liegt in erster Linie in der Beeinflussung der oben genannten Speichermechanismen. Die Flächenversiegelung lässt keine Versickerung zu und hat den Bewuchs- und Geländespeicher an diesen Stellen ausgeschlossen. Der Bewuchsspeicher und der Bodenspeicher sind durch standortfremde Bodenbewirtschaftung und die fortscheitende Überführung von natürlichem Gelände in Nutzfläche geschwächt. Die Bebauung in den natürlichen Überschwemmungsgebieten und die damit verbundenen Gewässerbaumaßnahmen verhindern die Speicherfähigkeit des Gewässernetzes und der Auen. Durch übermäßigen Einsatz von Düngemitteln und Pflanzenschutzmitteln werden die Organismen beeinträchtigt, die für den Luftporengehalt des Bodens verantwortlich sind. Der Bewuchsspeicher der Wälder ist beeinflusst durch Waldschäden und Abholzung. Die natürlichen Überschwemmungsgebiete sind durch Gewässerausbau und die Errichtung von Dämmen immer seltener geworden. Die bereits erwähnte Erhöhung der Fließgeschwindigkeit durch die Ausbaumaßnahmen trägt dazu bei, dass bei Hochwasser eine größere Wassermenge schneller abfließt, was dazu führt, dass sich die Hochwassersituation in den Unterläufen verschärft. Die steigende Zahl der Hochwasserschäden ist in erster Linie nicht durch eine Vermehrung der Überschwemmungen zu erklären, sie hängt vielmehr mit der größer werdenden „Anhäufung“ von Werten in den natürlichen Überschwemmungsgebieten der Flüsse zu- sammen.Hochwasserschäden treten grundsätzlich nur dann auf, wenn neben den entsprechenden Wasserständen auch Schadenspotentiale vorhanden sind. Das Bewusstsein in einem Überschwemmungsgebiet zu leben nimmt beim Ausbleiben von Hochwasser oder vielmehr Hochwasserschäden rapide ab. Umso schmerzlicher und teurer wird dann die Erinnerung an die eigentliche Hochwassersituation.

Durch die oben genannte Verminderung des natürlichen Speichervermögens der Landschaft in den Gemeinden und Städten kommt es genau dort zu Hochwassern. Die Ausweitung der Siedlungen in die Überschwemmungsgebiete bedingt natürlich auch eine wachsende Zahl von Schäden. Die Errichtung von Schutzbauwerken scheint unumgänglich. Durch eine Freihaltung von Verbauung in den Überschwemmungsgebieten ließe sich die Problematik ganz einfach relativieren. Durch die meisten technischen Hochwasserschutzmaßnahmen wird das Problem nicht gelöst, sondern nur verlagert.

5.2 Hochwasserschutz

Für den Schutz vor Hochwasser gibt es grundsätzlich zwei Taktiken. Zum einen die Hochwasservorsorge und zum anderen die Beeinflussung der Hochwasser.

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Eine erfolgreiche Strategie zur Minimierung der Hochwasserschäden beinhaltet eine Kombination der natürlichen und technischen Beeinflussungsmöglichkeiten. Sie darf den Hochwasserschutz ebenfalls nicht als isoliertes Ziel sehen, sondern muss im Rahmen eines umfassenden Gewässermanagements angrenzende Zielsetzungen wie die des Gewässer- und Artenschutzes und die Belange der Gewässeranlieger berücksichtigen.

5.2.1 Natürlicher Hochwasserschutz

Der natürliche Hochwasserschutz beinhaltet vor allem die Reaktivierung der bereits erwähnten Speicher: Bewuchs, Boden, Gelände und Gewässernetz, also der Renaturierung der Flussläufe und des Gewässerumfeldes. Die möglichst lange Speicherung der „überschüssigen“ Wassermenge in den natürlichen Speichern der Flussauen im Ober- laufverhindert eine Überflutung in den bebauten Gebieten und eine Überschneidung der Hochwasserwellen aus den Seitenarmen. Eine naturgerechte Auenutzung ist hierfür zwingend notwendig. Die Speicherfähigkeit naturbelassener Gewässer und Gewässerauen ist um ein vielfaches höher als die eines ausgebauten Querschnittes mit einer vom Gewässer abgetrennten Aue. Natürliche Gewässer haben eine stark mäandrierende Laufentwicklung und viele unterschiedliche Laufstrukturen (Kolke, Stillwasserzonen, Bänke, Treibholz, Sturzbäume), die eine geringe Fließgeschwindigkeit bedingen und so den Hochwasserrückhalt begünstigen. Die Wassermassen breiten sich in die bewachsenen Flussauen aus und haben dort die Möglichkeit sich durch Versickerung und Verdunstung zu verringern. Durch die hohe hydraulische Rauigkeit (viele Abflusshindernisse) der Auen und des Gewässerbettes wird eine geringe und gleichmäßige Fließgeschwindigkeit bei der Wiederabgabe des Wassers geschaffen. Somit entschärfen sich die Hochwasserspitzen bei den Unterliegern. Dies gilt insbesondere für die Hochwasserereignisse in den Gewässern II. und III. Ordnung.

Die natürliche Speicherfähigkeit in der Fläche kann zum Beispiel durch die Schaffung von künstlichen Mulden erhöht werden. In den Mulden, die auch als Feuchtbiotope ausgebildet werden können, sammelt sich das anfallende Wasser und versickert. Zum natürlichen Hochwasserschutz gehört auch, anfallendes Regenwasser dort zu versickern, wo es niedergeht oder wenigstens den Abfluss der Regenwasserkanalisation durch Regenrückhaltebecken zu begrenzen und zu verzögern. Hochwasser lassen sich an den Gewässern I. Ordnung durch natürliche Schutzmaßnahmen alleine nicht vermeiden. Dort werden die Hochwasser zwar in großem Maß von den Zuflüssen aus den kleineren Gewässern beeinflusst, jedoch treten gerade diese Hochwasser nur dann auf, wenn das Regenereignis über einen längeren Zeitraum und ein großes Einzugsgebiet verteilt anfällt. Die natürlichen Rückhaltespeicher sind dann bereits erschöpft. Außerdem ist es in den bebauten und anderweitig genutzten Flussauen der großen Flüsse durch natürliche Maßnahmen kaum möglich die großen anfallenden Wassermassen zurückzuhalten. Technische Lösungen müssen angewendet werden.

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5.2.2 Technischer Hochwasserschutz

Technische Lösungen können die Hochwassergefahr nicht abwenden, sondern nur abschwächen. Um das Risiko kalkulierbar zu machen, werden sogenannte Bemessungshochwasser festgesetzt. Dabei wird berechnet, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass in einem bestimmten Zeitraum solch ein diskretes Hochwasserereignis auftritt. Ein 100jähriges Hochwasser, wie es in Siedlungsgebieten oft zur Bemessung herangezogen wird, erreicht eine Wasserstandshöhe, die in 100 Jahren nur einmal überschritten wird. Das heißt, dass das Gebiet nicht, wie oft behauptet wird hochwasserfrei ist, sondern dass jederzeit ein Hochwasser auftreten kann.

Der benötigte Retentionsraum zur Sicherstellung eines 200-jährigen Hochwassers beträgt am Oberrhein 212 Mio. m³ (aus Umweltreport Rheinhessen-Pfalz). Der technische Hochwasserschutz kann zum einen durch den Abflussrückhalt, durch Rückhaltebecken und Talsperren oder durch den Schutz vor auftretenden Hochwassern durch Deiche oder Mauern erfolgen. Der Nachteil solcher Schutzmaßnahmen ist, dass die Errichtung und Unterhaltung sehr teuer sind und dass im Versagensfall verheerende Folgen auftreten. Ein Deichbruch zum Beispiel kann dazu führen, dass das Hinterland in wenigen Minuten meterhoch mit Wasser und mitgerissenen Geröllmassen überflutet wird. Deshalb müssen Deiche ständig gewartet und durch Einstau abgespülte Stellen ausgebessert werden. In Siedlungsgebieten und überall wo Platzmangel herrscht, werden häufig Hochwasserschutzmauern eingesetzt. Mittlerweile gibt es auch mobile Behelfsmaßnahmen, die im Notfall vor Ort verbracht werden können. Talsperren und Hochwasserrückhaltebecken dienen dazu, den Abfluss zu regulieren. Talsperren sind Bauwerke, die ganze Täler überfluten. Sie werden unter anderem auch zur Trinkwasserversorgung und zur Energiegewinnung verwendet. Ein zusätzliches Stauvolumen wird dazu benutzt, um bei einem Hochwasser die Wassermassen zu fassen und dann kontrolliert wieder abzugeben. Rückhaltebecken sind wesentlich kleiner. Sie bestehen aus Stauräumen, die nur im Hochwasserfall gefüllt werden und sich nach der Entschärfung der Situation selbständig wieder entleeren. Durch die geringe Größe sind sie allerdings nicht in der Lage größere Wassermengen zurückzuhalten. Durch die Anlegung zurückgesetzter Deiche kann die Retentionsfläche bei Bedarf erhöht werden (sog. gesteuerte Retentionen) Die Polder bestehen zum Teil aus Nutzflächen, die im Hochwasserfall dann Überschwemmt werden. Für die finanziellen Verluste müssen die Nutzer natürlich entschädigt werden.

5.3 Leitlinien für den Hochwasserschutz

Durch die Methoden des natürlichen und technischen Hochwasserschutzes lässt sich die Hochwassergefahr nicht beseitigen. Die Organisation von Schutzmaßnahmen erfolgt

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durch Aufstellung von Hochwasseraktionsplänen, in denen für die jeweiligen Gebiete Handlungsziele, vorhandene Schutzmaßnahmen, Besonderheiten und durchzuführende Maßnahmen enthalten sind.

Die Einzelstrategien der weitergehenden Hochwasservorsorge, gemäß den „Leitlinien für einen zukunftsweisenden Hochwasserschutz“ (herausgegeben von der Länderge- meinschaftWasser) sind:

Die „Flächenvorsorge“ mit dem Ziel, möglichst kein Bauland in überschwem-

Die „Bauvorsorge“, die durch angepasste Bauweisen und Nutzungen mögliche

Hochwasserüberflutungen schadlos überstehen lässt.

Die „Verhaltensvorsorge“, die vor einem anlaufenden Hochwasser warnt und diese

Warnung vor Ort in konkretes Handeln umsetzt.

Die „Risikovorsorge“, die finanzielle Vorsorge trifft für den Fall, dass trotz aller

vorgenannten Strategien ein Hochwasserschaden eintritt. Die durchzuführenden Maßnahmen hierzu sind gemäß der „Handlungsempfehlung zur Erstellung von Hochwasser-Aktionsplänen“ herausgegeben von der Ländergemein- schaftWasser:

Feststellung / Festlegung von Überschwemmungsgebieten, Information der Bevölkerung über ihre individuelle Hochwassergefährdung, Aufnahme und deutliche, bleibende Markierung bekannter Hochwasserstände, Fortschreibung der Hochwassermeldeordnung, Verbesserung der Hochwasservorhersage, Verbesserung des Hochwasserinformationssystems, Aufstellung und Fortschreibung von Alarm- und Einsatzplänen, Üben der Schutzmaßnahmen mit Einsatzkräften und Betroffenen, Aus- und Fortbildung von Einsatzkräften, Bereitstellung und Wartung der technischen Hilfsmittel und Einbeziehung einer Risikovorsorge potentiell Betroffener über Versicherungen.

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6 Die „Aktion Blau“

6.1 Ziele

Die „Aktion Blau - Gewässerentwicklung in Rheinland-Pfalz“ ist ein vom Ministerium für Umwelt und Forsten initiiertes Projekt, das sich zum Ziel gesetzt hat, naturnahe Gewässerzustände

wiederherzustellen. Dies beinhaltet neben der Renaturierung des Gewässers auch die Wiederherstellung der Aue und des Gewässerumfeldes, denn nur in einer natürlichen Gewässeraue kann sich ein Gewässer natürlich entwickeln.

Die Aktion Blau leistet dabei einen wichtigen Beitrag zur Umsetzung der Agenda 21, einer im Juni 1992 in Rio de Janeiro stattgefundenen Konferenz der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung. Der Eingliederung der Gewässerschutzbemühungen in internationale Gewässerschutzpläne und Hochwasseraktionspläne gehört zu den zukünftigen Herausforderungen, der sich die Aktion Blau in naher Zukunft stellen muss. Es gehört zu den Hauptaufgaben der Aktion Blau bewusst zu machen, dass die ökologische Wiederherstellung der Gewässer aus Gründen des Allgemeinwohls Vorrang vor der land- und forstwirtschaftlichen Nutzung haben muss. Ein weiteres Ziel ist, die Problematik der unverträglichen Bodennutzung allgemein bekannt zu machen und auf eine schonendere Nutzung hinzuwirken. Die Verwirklichung dieser neuen Gewässerziele und die Vorteile, die sich daraus ergeben, müssen den Gewässeranliegern und der Öffentlichkeit näher gebracht werden. Dies soll vor allem durch beispielhafte Projekte und Maßnahmen geschehen, aber auch durch direkte Ansprache der Menschen, durch Diskussionsgremien und Vorträge.

Die ökologische Funktionsfähigkeit des Gewässerökosystems hängt, wie bereits erwähnt, zugleich von der Wasserqualität und von der Gewässerstruktur ab. Beide Faktoren müssen also berücksichtigt werden, wenn man einen naturnahen Rückbau der Gewässer erzielen will. Obwohl die Wasserqualität der Gewässer in den vergangenen Jahrzehnten stetig zugenommen hat, ist der ökologische Nutzen nur gering, weil den Gewässern die natürliche Struktur fehlt. Die Farbe Blau kennzeichnet bei der Gewässergüte und der Strukturgüte solche Gewässerabschnitte, die sich in einem naturnahen Zustand befinden.

In der Aktion Blau sind alle Projekte zusammengefasst, die aus Mitteln der Wasserwirtschaft finanziert oder gefördert werden. Es werden neue Planungs- und Bewertungsmethoden entwickelt, die bundesweit zur Anwendung kommen.

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Die Aktion Blau soll die Bestrebungen des Landes, der Kommunen und der einzelner Bürger koordinieren. Hierzu sind vier Aktionsbereiche festgelegt worden, die jeweils einen Schwerpunkt der Aktion Blau behandeln. Die Aktionsbereiche des ersten 5-Jahresprogramms sind in folgendem Schaubild dargestellt:

^{Abbildung 6-1: Die vier Aktionsbereiche der Aktion Blau. (Quelle: [30])} Die Methodenentwicklung gliedert sich in fünf Arbeitsschwerpunkte, sie beinhaltet die Grundlagenforschung für die übrigen Aktionsbereiche. Es werden geeignete Hilfsmittel erforscht, mit denen man den ökologischen Zustand eines Gewässers erfassen und beurteilen kann, wie die Gewässerstrukturgüteanalyse. Es werden ebenfalls die Möglichkeiten zur Wiederherstellung des zerstörten Gewässerzustandes und die natürliche Regenerationsfähigkeit der Gewässer untersucht.

Der Aktionsbereich Datenbereitstellung umfasst das Sammeln ökologisch relevanter Daten über die Gewässer, wie die der Gewässergüte und der Gewässerstruktur, die des Umfeldes, und das Bereitstellen dieser Daten in einem landesweiten Fließgewässerinformationssystem (FIS). Die wichtigsten Ziele sind die Fertigstellung des Gewässertypenatlas Rheinland-Pfalz und die Gewässerstrukturgütekarte Rheinland-Pfalz.

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