Ursachen und Entstehung von HW

„Hochwasser ist eine zeitlich beschränkte Überschwemmung von normalerweise

nicht mit Wasser bedecktem Land, insbesondere durch oberirdische Gewässer

oder durch in Küstengebiete eindringendes Meerwasser. Davon ausgenommen

sind Überschwemmungen aus Abwasseranlagen.“

DWA-Regelwerk M552: Stochastische und deterministische Wege zur Ermittlung

von Hochwasserwahrscheinlichkeiten (März 2025)

DWA-Regelwerk M553: Hochwasserangepasstes Planen und Bauen (November

2016)

„Hochwasser ist eine zeitlich beschränkte Überschwemmung von normalerweise

nicht mit Wasser bedecktem Land, insbesondere durch oberirdische Gewässer

oder durch in Küstengebiete eindringendes Meerwasser. Davon ausgenommen

sind Überschwemmungen aus Abwasseranlagen.“

-> DWA Regelwerk M552

-> DWA Regelwerk M553

Auslösende Ereignisse für ein Hochwasser:

• Extreme Niederschläge (Intensität, Dauer)

• Starke Schneeschmelze

Wichtige Faktoren für die Ereignisschwere:

• Topographie

• Vorfeuchte der Böden

• Vegetation

• Landwirtschaftliche Nutzung

• Mobilisierbare Geschiebemenge

• Schneeverteilung

• Technische Eingriffe an den Gewässern

• Niederschlagsbedingte Hochwasser haben sehr unterschiedliche

meteorologische Ursachen:

• kurzzeitige konvektive Starkregen

• großräumige Dauerregen

• abtauender Schnee

• Durch konvektive Starkregen ausgelöste Hochwasser sind für gewöhnlich von

kürzerer Dauer und geringerem Volumen als Hochwasserereignisse, die durch

Dauerregen ausgelöst werden.

Hochwassertypisierung um Abhängigkeit der Ereignismerkmale von den

Entstehungsursachen zu berücksichtigen

• Meteorologische Klassifizierung

 räumliche und zeitliche Niederschlagsverteilung

 Temperatur

 Wetterlage

 Schneemenge

• Hydrologische Klassifizierung

 Zustand des Einzugsgebiets (Vorfeuchte, geodätische Höhe etc.)

• Ganglinienbasierte Klassifizierung

 Form der Hochwasserwelle

• Hochwasser sind natürliche Zustände in einem Gewässer, bei denen der

Wasserstand aufgrund erhöhter Abflüsse einen bestimmten Schwellenwert

überschreitet.

• Überflutungen aufgrund von Hochwassern sind weder ein neues Phänomen,

noch grundsätzlich negativ zu beurteilen; sie haben das Aussehen unserer

Flusslandschaften zu allen Zeiten geprägt und sind notwendige

Voraussetzungen für eine intakte Entwicklung von Flora und Fauna. Als

Bestandteil des natürlichen Wasserkreislaufs sind Hochwasser nicht zu

vermeiden.

• Je nach Ausprägung unterscheidet man zwischen Hochwassern, die jährlich

auftreten und großen Hochwassern mit kleinen Eintrittswahrscheinlichkeiten.

• Hochwasser bzw. Überflutungen haben verschiedene Ursachen und

Erscheinungsformen

• Es ist nicht immer möglich die Ursachen klar voneinander abzugrenzen, da die

steuernden Prozesse ineinander übergehen

• Interaktionen zwischen verschiedenen Hochwassertypen möglich

• Hochwasserstatistik wird in der Regel für den Hochwasserscheitelabfluss (die

Hochwasserspitze) durchgeführt (univariate Hochwasserstatistik)

• Neben dem Hochwasserscheitelabfluss sind weitere Kenngrößen wichtig:

 Hochwasserstand

 Abflussvolumen

 Hochwasserdauer

 Ganglinie des Hochwasserereignisses

• Können Hochwasser durch Veränderungen am Flusssystem verstärken, dazu

gehören:

 Flussbegradigung und Eindeichung

 Versieglung

 Nutzung von Überschwemmungsgebieten

• Landgewinn

• Schifffahrt

• Wasserkraft

Einfluss auf Hochwasser

• Weniger

Überschwemmungsflächen

• Höhere Fließgeschwindigkeiten

• Steilere Abflusswellen

• Niederschlag & Abfluss:

• Auf undurchlässigem Boden: schnelles Abfließen  Hochwassergefahr

• In natürlichen Gebieten: Speicherung in Mulden und Senken  verzögerter Abfluss

• Wald als Wasserspeicher:

• Interzeption: Blätter fangen Wasser auf, ein Teil verdunstet

• Waldboden: Tropfen versickern langsam, Speicherung im Laub-/Nadelteppich

• Wasser versickert langsam

 Grundwasserneubildung

 Speist Bäche und Flüsse in trocknen Zeiten mit Basisabfluss

• Effektiver Niederschlag: Regenanteil, der direkt über die Bodenoberfläche den

Gräben und Bächen und später den Flüssen zugeführt wird  Direktabfluss

• Abflussbeiwert: Anteil des Niederschlags, der zum Direktabfluss führt

• • Einfluss der Versiegelung:

  • Im Mittel 3% des Einzugsgebiets versiegelt

  • Kleine Einzugsgebiete (< 100 km²): tatsächlicher Anteil an versiegelter

  Fläche in bebauten Gebieten meist deutlich höher  Versiegelung verstärkt

  Hochwasser (großer Abflussbeiwert)

  • Große Einzugsgebiete (> 100 km²): Versiegelung weniger relevant bei der

  Entstehung von Hochwassern

• Schäden an Hab und Gut entstehen erst, wenn ein Hochwasser bebaute oder

landwirtschaftlich sensible Flächen erreicht

• Verschlechterung der Situation in den letzten Jahrzehnten, z.B.:

• Bebauung, gewerbliche und landwirtschaftliche Nutzung von ehemaligen

Überschwemmungsflächen ohne Bewusstsein für die Risiken

• Im Bereich des Wohnungsbaus wurden Kellerräume zu Wohnzwecken

eingerichtet und mit teuren Gütern versehen

 Enorme Schäden, durch Hochwasser durch geänderte Nutzung ehemaliger

Überschwemmungsflächen

• Um diese Entwicklung zu unterbinden, wurden Gesetze zur Verbesserung des

vorbeugenden Hochwasserschutzes (§ 31b Wasserhaushaltsgesetz, WHG, Mai

2005) geschaffen:

 Ausweisung von Überflutungsflächen für ein HQ100

 Erhaltung dieser Flächen als natürliche Rückhalteflächen

 Schutz und – wenn möglich – Wiederherstellung dieser Flächen

• Abschätzung der künftigen Entwicklung des

globalen und regionalen Klimas durch

Klimamodelle

 Durch zunehmende Instabilität der

Atmosphäre wird eine Häufung extremer

Witterungseinflüsse vorhergesagt

• Grobe räumliche Auflösung der globalen

Klimamodelle  sehr begrenzt bezüglich

ihrer Aussagefähigkeit für kleinregionale

Gebiete

• In den Jahrzehnten wird die durchschnittliche Temperatur im Winter und im

Sommer deutlich ansteigen

• Es wird im Winter deutlich mehr Niederschlag geben, der aber aufgrund der

wärmeren Durchschnittstemperaturen hauptsächlich als Regen fällt

• Die Zahl heißer Sommertage mit Temperaturen über 30° Celsius wird sich

deutlich erhöhen

• Häufigere Hochwasser werden eine Folge der Klimaänderung sein

• Die frostsichere Zeit wird sich verlängern, was für die Landwirtschaft künftig

weniger Frostschäden zur Folge hat

 Viele Bundesländer tragen dieser Klima-Prognose bereits heute Rechnung:

„Klimaänderungsaufschlag“ von bis zu 15 Prozent versehen, z.B. bei der

Festlegung eines hundertjährlichen Bemessungshochwassers

• Es ist eine deutliche Erhöhung der bodennahen Temperaturen im letzten Jahrhundert festgestellt worden

• Es besteht eine deutliche Tendenz eines weiteren Temperaturanstiegs

 Verbunden damit wird eine steigende

Intensität und Häufigkeit von

Extremereignissen wie Dürren einerseits und Hochwassern andererseits prognostiziert

Klima-Kippelemente sind wichtige Bestandteile des Erdsystems, die ein

Schwellenverhalten aufweisen: Bei zunehmender globaler Erwärmung bleiben

sie zunächst im Wesentlichen stabil, können dann aber ab einem bestimmten

Schwellenwert bereits durch kleine zusätzliche Störungen in einen qualitativ

neuen Zustand versetzt werden, d.h. sie „kippen"

Das Projekt KliBiW

Wasserwirtschaftliche Folgenabschätzung

des globalen Klimawandels für die

Binnengewässer in Niedersachsen

Aus den Trendanalysen der klimatischen Verhältnisse der Vergangenheit

können für Niedersachsen folgende Kernaussagen zusammengefasst werden:

• Temperaturen haben landesweit zugenommen, vor allem im Maximum

• Niederschläge haben zugenommen

• vor allem im Norden,

• im Sommerhalbjahr z.T. auch im Westen

• Ähnliche Tendenzen zeigen auch extreme Niederschläge und deren Häufigkeit

• Dauer von Niederschlagsereignissen hat sich kaum verändert

• Geringste Veränderungen in Bezug auf die Niederschlag-Kenngrößen zeigen

sich im zentralen Flachland von Niedersachsen.

• Änderungssignale der verschiedenen Hochwasserkenngrößen unterscheiden

sich für die einzelnen Klimamodelle und Referenzpegel teilweise deutlich

• Bei den meisten Kenngrößen unterscheiden sich die Referenzpegel im Harz

(kleine Einzugsgebiete, hohe Geländeneigung) von den übrigen Referenzpegeln

in Niedersachsen

• Scheitelabflüsse (MHQ, HQ5, und insbesondere HQ20, HQ100) nehmen

deutlich zu

• Hochwasserregime in Niedersachsen verändern sich in der Zukunft

• Häufigeres Auftreten von größeren Hochwasserereignissen

• Zunahme der Hochwasserdauer und der Scheitelabflüsse

 Zukünftig verschärften Hochwassersituationen sollten in Planungsprozessen

vorausschauend und vorsorgend berücksichtigen werden