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Hochwasser
Hochwasser (wissenschaftlich/mathematische Abkürzung HQ aus „Hoch“ und Abfluss-Kennzahl Q) wird der Zustand von Gewässern genannt, bei dem ihr Wasserstand deutlich über dem Pegelstand ihres Mittelwassers liegt. Gegenstück ist „Niedrigwasser“.
Bei der Begriffsverwendung ist zu unterscheiden, woher entsprechendes Wasser hauptsächlich stammt:
Grundsätzlich sind Hochwasser Bestandteile des natürlichen Geschehens. Zur Katastrophe (Flutkatastrophe) werden sie, wenn menschliche Werte betroffen sind. Man kann unterscheiden zwischen regelmäßig wiederkehrenden Hochwassern, ausgelöst etwa durch Gezeiten oder Schneeschmelze (Frühjahrshochwasser), und unregelmäßigen oder einmaligen Ereignissen wie Tsunamis, Sturmfluten und sogenannte „Jahrhundertfluten“, inzwischen gab es einige weitere Hochwasser, die diese Bezeichnung relativieren). Bei derartigen, besonders starken Hochwassern wird von „Jahrtausendhochwassern“ gesprochen.
Der Beitrag der globalen Erwärmung zum Hochwassergeschehen ist nicht klar zu benennen und von den örtlichen Verhältnissen abhängig (Steigerung von Extremereignissen, Verschiebung von Schnee zum Regen etc.). Für manche Regionen prognostiziert man eine Steigerung des Jahresniederschlages, für andere eine Verminderung oder eine andere Verteilung.
Länder mit geringen Reliefhöhen wie die Niederlande, Deutschland (vor allem im Norden) und Dänemark versuchen, sich durch massive Deichbaumaßnahmen und Sperrwerke (zum Beispiel das Emssperrwerk bei Emden) vor Meereshochwasser zu schützen. Wird kein intensiver Hochwasserschutz betrieben, kann es wie ehemals in Bangladesch am Mündungsdelta des Ganges häufiger zu Katastrophen mit vielen tausend Toten kommen.
Hochwassersituationen entstehen auch im Landinneren durch das Anschwellen der Flüsse und Seen sowie durch die Gefahren des Wildbaches. Ebenso können durch Eisstau oder Windeinstau Hochwasser entstehen.
Die Hochwasser(scheitel) eines Flusses und eines Nebenflusses können zusammenwirken. Beispiel: Wenn in Koblenz eine Mosel- und eine Rhein-Hochwasserwelle zeitnah zusammentreffen, erhöht sich ab da das Rheinhochwasser. Beim Rheinhochwasser 1993 wirkten Fluten aus Neckar, Main, Nahe und Mosel zusammen.
Tideabhängig
In Meeren und von Gezeiten („Tiden“) abhängigen Gewässern bezeichnet „Hochwasser“ den periodischen Eintritt des höchsten Wasserstands nach Eintreten der Flut und vor dem Übergang zur Ebbe („Scheitelpunkt“). Hoch- und Niedrigwasser wechseln sich durchschnittlich alle 6 bis 6½ Stunden ab, verursacht durch die Gravitation der Sonne und vor allem des Mondes. Besonders hohe Tiden bei Voll- oder Neumond werden als „Springtide“ auch „Springflut“ oder „Springhochwasser“ bezeichnet. Normale Hochwasser können durch Wind (Driftstrom) zu einer Sturmflut verstärkt werden, die an einer Flachküste kilometerweit ins Landesinnere vordringen kann. Bei Gewässern ohne merkliche Gezeiten kann es so auch zu reinen Sturmhochwässern kommen.
Tideunabhängig
Starkregen oder Schneeschmelze
Bei Flüssen und kleineren Fließgewässern spricht man von Hochwasser wenn ihr Wasserstand für längere Zeit (mehrere Tage) ihren normalen Pegel deutlich übersteigt. Sie haben meist – je nach Art des Einzugsgebietes – eine jahreszeitliche Häufung, etwa bei der Schneeschmelze oder nach sommerlichen Starkregen. Bei starkem Hochwasser muss zunächst die Flussschifffahrt eingestellt werden, bei weiterem Ansteigen kann es zu Überschwemmungen kommen. Anschwellende Wildbäche können Brücken mitreißen und Muren oder Erdrutsche auslösen. Bei besonders schnellen Hochwässern spricht man von Sturzflut.
Hochwasserrisiko
Im Zuge der fortschreitenden Landnutzung wuchsen auch die genutzten Flächen, die Hochwassergefahren ausgesetzt sind. Mancherorts kann dies durch baulichen Hochwasserschutz kompensiert werden.
Die menschliche Flächennutzung und meist damit verbundene Flächenversiegelung sowie der nicht sachgerechte Ausbau von Gewässern (lineare Regulierung, Verminderung der Retentionsräume) können verschärfend auf Hochwasserstände wirken. Eine Erweiterung des Abflussquerschnitts vermindert die Überflutungsgefahr lokal, kann sie aber flussabwärts erhöhen. Durch Bewuchs und Anlandungen kann sich der Abflussquerschnitt wieder verringern.
Das Hochwasserrisiko kann anhand von vier Faktoren ermittelt werden:
- (Stark-)Regenfälle in der historischen Vergangenheit und deren Dauer,
- Geomorphologie des vom Regen betroffenen Gebiets,
- die Verwundbarkeit, das heißt die Empfindlichkeit der betroffenen Einrichtung oder Nutzungen gegenüber Überflutungen und
- das Ausmaß und die Häufigkeit der Überflutung in jüngerer Zeit.
Hochwasserschutz
Maßnahmen zum Hochwasserschutz können folgende Aspekte umfassen:
- Anpassung der Nutzung an die Hochwassergefährdung (Absiedelung, Änderung der landwirtschaftlichen Nutzung, sichere und schadensarme Gestaltung von Bauwerken)
- Schutz vor dem Hochwasser durch
- Rückhalt des Niederschlagswassers in der Fläche, oder durch Regenrückhaltebecken
- Buhnenbauwerke, Wiederherstellung der natürlichen Flussgeometrie (eine große Uferlänge durch viele Bögen)
- Schutz betroffener Gebiete oder Objekte durch Deiche (in Österreich auch als Hochwasserschutzdämme bezeichnet)
- Erhöhung der Abfuhrkapazität der Gewässer durch Querschnittserweiterung und Flutmulden
- Rechtzeitige Warnungen und Alarmierung durch automatische Pegelmessstationen und Hochwasserwarndienste
Zwischen den einzelnen Maßnahmen bestehen Abhängigkeiten. Zum Beispiel können Regulierungen und Deichbaumaßnahmen zu einer Verschärfung der Hochwassergefahr für Unterlieger oder Anrainer führen. Die Errichtung von Hochwasserrückhaltebecken (Retentionsbecken) verringert das Risiko einer häufigen Überflutung zu Lasten eines seltenen, aber katastrophalen Dammbruchs durch ein Totalversagen des Rückhaltebeckens.
Eine umfassende Strategie zur Verminderung der Folgen eines Hochwassers gibt das Hochwassermanagement.
Qualifikation von Hochwassern
Hochwasser werden zumeist mit einer statistischen Bewertung versehen. Grundlage sind langjährige Messreihen an Pegeln. Aus diesen werden die Jahreshöchstwerte ausgewählt und Überschreitungswahrscheinlichkeiten ermittelt. Deren Kehrwert ist die Jährlichkeit. Diese Jährlichkeiten bezeichnen das statistische Wiederkehrintervall.
An Fließgewässern ist ein einzelner Pegel wenig aussagekräftig für allgemeine Verhältnisse (er hängt von der örtlichen Gestalt des Gewässerbetts ab), daher errechnet man hier die Durchflussmenge am Pegel, die über den ganzen Flussabschnitt weitgehend gleich ist und über das jeweilige Flusssystem aufsummiert werden kann.
Diese Durchflussmenge (bzw. Abflussmenge unterhalb einer Pegelstelle) bezeichnet man in der Hydrographie mit „Q“ (aus lateinisch quantitas ‚Menge‘), den Wasserstand mit „W“, Hochwasser mit „H“, daher hat sich für Abflusskenngrößen und damit für die Bezeichnung der Hochwasser selbst die Notation „HQ“ bzw. an Seen und Küsten „HW“ eingebürgert. „HQ100“ oder „HW100“ (auch HQ100 notiert) beispielsweise bezeichnet ein statistisch gesehen alle 100 Jahre auftretendes Hochwasserereignis, ein „Jahrhunderthochwasser“.
Siehe auch
Weblinks
Quellen
Bildernachweis