Untersuchung zum Hochwasserschutz im Einzugsgebiet der Leiha

Inhaltsverzeichnis

1 Naturräumliche Einordnung
1.1 Geologie und Tektonik
1.2 Oberflächenformen
1.3 Klima
1.4 Hydrologische Bedingungen
1.5 Vorherrschende Böden

2 Einzugsgebiet der Leiha und Lage der Bauwerke
2.1 Vorstellung ausgewählter Bauwerke
2.2 Abflusspotential ausgewählter Bauwerke
2.3 Abflussleistungspotentiale bei verschiedenen Niederschlagsszenarien

3 Mögliche Retentionsmaßnahmen für Gebietsabflüsse
3.1 Gewässerrandstreifen
3.1.1 Klärung von Begrifflichkeiten
3.1.2 Funktion von Gewässerrandstreifen
3.1.2.1 Distanzfunktion
3.1.2.2 Windschutzfunktion
3.1.2.3 Uferschutz
3.1.2.4 Beschattung
3.1.2.5 Habitatfunktion
3.1.2.6 Einfluss auf die Strömungsdynamik und Selbstreinigung des Gewässers
3.1.2.7 Sedimentretention
3.1.2.8 Nährstoffretention
3.1.3 Bedeutung von Gewässerrandstreifen für angrenzende Agrar- Ökosysteme
3.1.3.1 Bedeutung für Flora und Fauna
3.1.3.2 Einfluss auf das Mikroklima
3.2 Vergleich Konventionelle und Konservierende Bodenbearbeitung
3.2.1 Konventionelle Bodenbearbeitung
3.2.2 Konservierende Bodenbearbeitung
3.2.3 Direktsaatverfahren

4 Synergieeffekte der ländlichen Entwicklung und Naturschutz
4.1 Umsetzung verschiedener Maßnahmen im Rahmen des
Förderprogramms: Dorferneuerung
4.2 Unterstützung durch Förderprogramme
4.3 Raumordnungsverfahren im Untersuchungsgebiet

Abbildungsverzeichnis

Literaturverzeichnis

1 Naturräumliche Einordnung

1.1 Geologie und Tektonik

Die Geologie und Tektonik bilden im Südöstlichen und Östlichen Harzvorland eine Einheit. Die Mulden- und Sattelstrukturen der triassischen Sedimente werden überwiegend von hercynisch und erzgebirgisch streichenden Störungen durchzogen.

Die Querfurter Mulde geht fast unmerklich in die Merseburger Bundsandstein Platte über, deren Ostgrenze in etwa durch den Verlauf der Saale begrenzt ist. Von hier ab tauchen die mesozoischen Schichten in den Untergrund der Leipziger Tieflandbucht ein.

Glazialmorphologisch gesehen liegt das südöstliche Harzvorland zwischen der Drenthe I (Saalemaximalvereisung) und der Drenthe II (Petersberger Randlage). Die Moränen und die glazifluvialen Sande bedecken meist nur wenige Meter mächtige Erosionsreste. Während der Weichselvereisung wurden das Östliche und das Südöstliche Harzvorland mit einer fast geschlossenen Lößdecke überzogen.

[vgl. OELKE; E. [Hrsg.] (1997), S.75 ff]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Geologie im Untersuchungsgebiet Querfurter Platte

[Quelle: WAGENBRETH & STEINER (1982)]

1.2 Oberflächenformen

Zwischen Ziegelroda und Merseburg weist die tertiäre Einebnungsfläche eine große Geschlossenheit auf. Der östliche Rand des Muschelkalks fügt sich mit dem Geiseltal in die sanfte Landschaft ein. [vgl. OELKE; E. [Hrsg.] (1997), S. 77 ff]

Das gesamte Gebiet ist von einer geschlossenen Lößdecke überzogen, die aber meist mehr als 3m Mächtigkeit aufweist und oft ein älteres Relief nicht nur zudeckt, sondern auch auskleidet und damit die Reliefenergie wesentlich mindert. Der Löss wirkt hier als „Weichmacher“ der Landschaftsformen. In vielen Hohlwegen kann man oft 10m erreichende Lößmächtiglkeit beobachten. [LIEDTKE, H.; MARCINEK, J. [Hrsg.] (2002), S. 458]

1.3 Klima

Das Klima im Östlichen und Südöstlichen Harzvorland ist im Gegensatz zu der Tektonik und der Geomorphologie sehr einheitlich. Der durchschnittliche jährliche Niederschlag liegt bei rund 500 mm.

Das Niederschlagsminimum liegt in den Monaten Februar und März, denn die anderen Monate werden um ca. 20mm übertroffen. Etwa 28 – 30% der Niederschläge fallen im Frühjahr (April – Juni) und ca. 35 – 37% des Niederschlags im Sommer (Juli – September). So fallen zwei Drittel des Jahresniederschlags auf die Vegetationsperiode. Die Temperaturverhältnisse sind nur schwach differenziert. Bei Jahresdurchschnittstemperaturen von rund 9°C betragen die Januarwerte 0°C und die Juliwerte etwa 18,5°C. Die vergleichbaren Daten auf den Hochflächen fallen um 0,5°C niedriger aus. Die Vegetationsperiode erreicht mit durchschnittlich 230 Tagen jährlich höchstwerte für Sachsen – Anhalt.

Auch die phänologischen Daten weisen Extremwerte auf. Der Beginn der mittleren Apfelblüte fällt auf den 4. Mai und der mittlere Beginn der Winterroggenernte auf den 19. Juli. [vgl. OELKE; E. [Hrsg.] (1997), S.79]

1.4 Hydrologische Bedingungen

Die Hydrologischen Bedingungen sind durch Wasserarmut gekennzeichnet. Die jährliche Abflussspende liegt bei unter 0,3(l/s)*km². Die Saale, größter Fluss des Gebietes, wird nur von wenigen Nebenflüssen gespeist, die überwiegend in den stärker beregneten Randgebieten ihre Quelle haben.

Die Laweke und Geisel entwässern als kleine Flüsse das Gebiet des südöstlichen Harzvorlandes. Die natürlichen Abflusshöhen liegen in den stärker beregneten Randpartien um die 150 mm/a und sinken im Kernraum des Mitteldeutschen Trockengebiets auf unter 80 mm/a. [vgl. OELKE; E. [Hrsg.] (1997), S.79 ff]

Die durchschnittliche Jahresmitteltemperatur beträgt an der für die Querfurter Platte repräsentativen Station Bad Lauchstädt 8,8 °C (Tabelle). Die klimatische Wasserbilanz ist ausgeglichen mit defizitären Perioden im Spätfrühling und Sommer.

Mittlere Monats- und Jahresmittel von Lufttemperatur (° C ), Niederschlagshöhe (mm) und realer Verdunstung (mm) nach Altermann et al. (1995) nach Angaben des DWD, und der Agrarmeteorologischen Beratungs- und Forschungsstelle Halle

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb.2: Durchschnittliche Jahrestemperaturen und Niederschläge mit der realen Verdunstung

(Quelle: GRABAUM, R.; MEYER, B. C.; MÜHLE; H.; WOLF, T.; MEYER, T. [2005]: Interaktives Nutzerhandbuch für das Verfahren MULBO - Textdokumente - Informationen zum Beispiel Barnstädt. Leipzig)

Für den Untersuchungsraum ist insgesamt mit einem differenzierten Geschütztheitsgrad des Grundwassers, der bestimmt wird durch sehr unterschiedliche Grundwasserflurabstände (zwischen 7 und 30 Meter) und Deckschichten, sowie mit einer differenzierten Grundwasserbelastung zu rechnen (vgl. Klauer, Horsch, Geyler & Meyer 1999; GRABAUM, R.; MEYER, B. C.; MÜHLE; H.; WOLF, T.; MEYER, T. [2005]: Interaktives Nutzerhandbuch für das Verfahren MULBO - Textdokumente - Informationen zum Beispiel Barnstädt. Leipzig.]

1.5 Vorherrschende Böden

Als Folge der sehr homogenen klimatischen Bedingungen existiert eine große Einheitlichkeit in der Ausprägung der Böden. Ca. 60% der Flächen im Mitteldeutschen Trockengebiet sind durch Löß-Schwarzerde gekennzeichnet. Sie ist insbesondere in Hanglagen mit Löß-Rendzinen vergesellschaftet. In Richtung Osten und Süden erfolgt ein Übergang zur Löß-Griserde-Bodengesellschaft. In höheren Lagen, an denen der Niederschlag höher liegt, weisen die Böden Tendenzen zur Lessivierung durch Auftreten von Parabraunerden und Fahlerden auf. Zudem kann es durch Tonanreicherung im Unterboden zur Entstehung von Gleyen und Pseudogleyen kommen. [vgl. OELKE; E. [Hrsg.] (1997), S. 80]

2 Einzugsgebiet der Leiha und Lage der Bauwerke

Im Mitteldeutschen Trockengebiet, obwohl die Jahresmittelwerte des Niederschlags relativ gering sind, kann es immer wieder zu Starkniederschlagsereignissen kommen. Dann fällt in relativ kurzer Zeit soviel Niederschlag das es zu Oberflächenabfluss kommt. Dieser wird mit Hilfe von Gräben, die ganzjährig oder auch nur periodisch geflutet sind, entwässert.

Aufgrund von Verbauungen am und im Gewässer kann an bestimmten Stellen ein ungestörter Abfluss nicht von statten gehen. Es kommt zu Stauungen und die Gewässer treten über die Ufer und angrenzende Bebauungen sowie bewirtschaftete Flächen werden in Mitleidenschaft gezogen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3: Naturräumliche Einordnung des Untersuchungsgebietes Querfurter Platte

(Quelle: SCHRÖDER (2000) [verändert])

2.1 Vorstellung ausgewählter Bauwerke

Zu Untersuchung, wie groß der potentielle Abfluss sein kann, der noch ungestört abfließt, ohne Überschwemmungen hervor zu rufen, wurden 4 Brückenbauten im Einzugsbereich der Leiha ausgewählt.

Unter zu Hilfenahme von Karten mit dem Maßstab 1:5000, die die Einzugsbereiche der Gewässer kennzeichnen, konnte nach der Digitalisierung und Georefenzierung mit Hilfe von ArcMap die Gebietsgröße ermittelt werden, die das Einzugsgebiet für das Gewässer bilden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 4: Bauwerk am Roßbacher Hauptgraben in Rossbach mit dem dazugehörigen Einzugsgebiet

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 5: Bauwerk am Roßbacher Hauptgraben über die Kreisstraße L 179 in Leiha mit dem dazugehörigen Einzugsgebiet

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 6: Gröster Graben (neue Brücke in Gröst) mit Einzugsgebiet

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 7: Gesamtuntersuchungsgebiet mit Bauwerk in Leiha (Schortau) mit Einzugsgebiet

2.2 Abflusspotential ausgewählter Bauwerke

Da die Bauwerke alle einen geometrischen (rechteckigen) Durchlass aufweisen konnte nach Manning-Strickler die potentiell möglich auszufüllende Fläche ausgerechnet werden.

Dies ergibt im Einzelnen:

- bei einer Straßenbrücke des Roßbacher Hauptgrabens in Rossbach: 1,95 m²
- beim Roßbacher Hauptgraben einer Straßenbrücke der Kreisstraße L 179 in Leiha: 1,30 m²
- beim Gröster Graben, einer neu gebauten Straßenbrücke (Fertigstellung Frühjahr 2007), Ortsausgang Richtung Branderoda: 4,50 m²
- in Schortau, einem Stadtteil Braunsbedras bei einer Straßenbrücke über die Leiha: 1,98m².

Im Tabellenkopf gibt der „Umfang von l in m“ die Benetzungfläche in Metern an, die dem Wasser zu Verfügung steht um abzufließen.

Des weiteren wurde das Gefälle des Bauwerks mit Hilfe des Gewässer-Verwaltungs-Systems des Unterhaltungsverbandes ermittelt, in dem sich alle Durchlässe finden lassen, die im Einzugsgebiet des Unterhaltungsverbandes vorkommen:

- bei einer Straßenbrücke des Roßbacher Hauptgraben in Rossbach: 2,1 Promille
- beim Roßbacher Hauptgraben einer Straßenbrücke der B 179 in Leiha: 3,43 Promille
- beim Gröster Graben, einer neu gebauten Straßenbrücke (Fertigstellung Frühjahr 2007) Ortsausgang Richtung Branderoda: 5,60 Promille
- in Schortau, einem Stadtteil Braunsbedras bei einer Straßenbrücke über die Leiha: 4,64 Promille.

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