Geschiebezugabestrategien

Die Deutsche Vere­ini­gung für Wasser­wirtschaft, Abwass­er und Abfall e. V. (DWA) möchte das The­ma Geschiebezu­gaben als einen Bestandteil des Sed­i­ment­man­age­ments in Flussge­bi­eten bear­beit­en. Dazu richtet sie eine neue Arbeits­gruppe WW‑2.9 “Geschiebezu­gabe­strate­gien” ein und ruft zur Mitar­beit auf.

Ausgangssituation

Prak­tisch alle bedeu­ten­den mit­teleu­ropäis­chen Flussge­bi­ete weisen heute in großen Teilen einen empfind­lich gestörten Sed­i­men­thaushalt auf. Der Zus­tand ein­er erhe­blich eingeschränk­ten Sed­i­mentver­füg­barkeit erstreckt sich vielfach über nahezu alle natür­licher­weise ver­füg­baren Korn­größen und ist das Resul­tat der his­torischen Entwick­lung der Kul­tur­land­schaften und des inten­siv­en Aus­baus der Gewäss­er. Beson­ders zum Aus­druck kom­men die Fol­gen dieses Defiz­its unter­halb von Quer­bauw­erken, welche die Durchgängigkeit der Fließgewäss­er für Sed­i­mente oft­mals erhe­blich ein­schränken. Dort wer­den Sohlenein­tiefun­gen infolge der Auf­nahme von Sed­i­menten und damit ver­bun­den auch eine Ver­gröberung des Sohlen­sub­strats ini­ti­iert, deren Fol­gen wiederum weit nach unter­strom ausstrahlen. Durch die akku­mulierende Wirkung unzure­ichen­der Sed­i­mentein­träge aus dem Einzugs­ge­bi­et prä­gen diese, schon in den Trib­utären herrschen­den Defizite, die sich in großen Teilen eines Flussge­bi­ets bis in die Unter­läufe der großen Flüsse sowie Ästu­ar- und Küsten­bere­iche ein­stel­len­den Bedin­gun­gen. Die neg­a­tiv­en Fol­gen für die Ökolo­gie und let­ztlich alle Gewässer­nutzun­gen sind weitreichend.

Lösungsstrategien

Aus Sicht eines zielführen­den Sed­i­ment­man­age­ments sind die Her­aus­forderun­gen, die mit dem gestörten Sed­i­men­thaushalt ein­herge­hen, flussge­bi­ets­be­zo­gen zu sehen. Eine bedeu­tende Strate­gie zur Bekämp­fung eines nach­halti­gen Sed­i­ment­de­fiz­its ist die Zugabe von Geschiebe, das heißt grobkörniger­er Sed­i­mente, unter­halb von Quer­bauw­erken bzw. im Flussge­bi­et, verteilt an weit­eren Bedarf­sstellen. Solche Geschiebezu­gaben sind min­destens eine wichtige Ergänzung von anderen Maß­nah­men, zum Beispiel ein­er Erhöhung der lon­gi­tu­di­nalen Sed­i­ment­durchgängigkeit an Quer­bauw­erken, wenn nicht ein zen­trales Ele­ment der Erhöhung des Geschiebe­darge­bots in Fließgewässern.

Geschiebezu­gaben wer­den in Deutsch­land an ver­schiede­nen größeren Fließgewässern erster Ord­nung, zum Beispiel Isar und Saalach, und Wasser­straßen, wie Rhein und Elbe in Deutsch­land sowie an der Donau in Öster­re­ich, prak­tiziert. So wer­den am Ober­rhein unter­halb der Staustufe Iffezheim im Mit­tel seit 1978 jährlich über 170.000 m³ an Geschiebe­ma­te­r­i­al zugegeben. Diese Men­gen müssen jedoch im weit­eren Ver­lauf des Rheins, ins­beson­dere am deutschen Nieder­rhein, durch weit­ere Men­gen, die in ver­schiede­nen Streck­en­bere­ichen einge­bracht wer­den, ergänzt wer­den, um Ein­tiefung­s­ten­den­zen der Gewässer­sohle möglichst wirkungsvoll zu begeg­nen. Neben dem Aus­gle­ich eines Geschiebe­de­fiz­its sind vielfach auch Bestre­bun­gen zur Sohlen­sta­bil­isierung durch eine Ver­gröberung des Sohlen­sub­strats Bestandteile von Geschiebezugabestrategien.

Herausforderungen

Geschiebezu­gaben müssen ins­beson­dere in Bezug auf ihre räum­liche Verteilung, die Zeiträume der Zugaben, die jew­eilig einge­bracht­en Men­gen und die Korn­größen­zusam­menset­zung des Zugabe­ma­te­ri­als geplant und häu­fig langfristig umge­set­zt wer­den. Die hohe Kom­plex­ität der durch eine Geschiebezu­gabe bee­in­flussten Prozesse in einem mor­phol­o­gisch aktiv­en Fluss set­zt eine ziel­gerichtete Erfol­gskon­trolle voraus. Unter Beach­tung der Trägheit kom­plex­er mor­phol­o­gis­ch­er Sys­teme ein­er­seits und von Störun­gen durch hydrol­o­gis­che Extremereignisse ander­er­seits ist die Bere­itschaft zur Anpas­sung ein­er einge­set­zten Zugabe­strate­gie eine wesentliche Voraussetzung.

Der sich aus Sicht des mor­phol­o­gis­chen Sys­tems ergeben­dene Bedarf an zugegeben­em Mate­r­i­al stellt in der Umset­zung oft­mals eine beson­dere Her­aus­forderung dar. Die Auswahl und Beschaf­fung geeigneten Mate­ri­als, der Trans­port zu den Zugabestellen, das Ein­brin­gen des Mate­ri­als in das Gewäss­er und die Gewährleis­tung eines hydraulis­chen Abtrans­ports, der unmit­tel­bar von den hydrol­o­gis­chen Bedin­gun­gen abhängt, stellen hohe Ansprüche an Pla­nung und Logis­tik. Während in schiff­baren Flüssen die Zugabe schiff­s­gestützt in soge­nan­nten Klapp­schuten erfol­gen kann, bieten kleinere Gewäss­er oft­mals nur die Möglichkeit ein­er Depotschüt­tung im Gewäss­er. Solche Strate­gien verbessern jedoch die abflussges­teuerte Ver­füg­barkeit von Mate­r­i­al auch während Abflüssen, bei denen eine schiff­s­gestützte Ein­bringung auf­grund von zum Beispiel Hochwass­er nicht mehr möglich wäre. Im Gegen­zug haben sich an Wasser­straßen noch keine wirkungsvollen Konzepte durch­set­zen kön­nen, mit denen sich die erforder­lichen und mitunter beträchtlichen Zugabe­men­gen vor dem Hin­ter­grund der Exis­tenz von flussregel­nden Ele­menten wie zum Beispiel Buh­nen, der Erforder­nis nach ein­er Aufrechter­hal­tung der Schiff­fahrt durch Frei­hal­tung der Fahrrinne und der Ein­schränkun­gen durch lange Niedrig­wasser­pe­ri­o­den von Schif­f­en unab­hängig zuver­läs­sig ein­brin­gen ließen.

Zielsetzung und Aufgabenstellung

Die DWA möchte die Bedeu­tung des The­mas Geschiebezu­gabe­strate­gien als ein Bestandteil des Sed­i­ment­man­age­ments in Flussge­bi­eten durch die Ein­rich­tung ein­er Arbeits­gruppe im Zuständigkeits­bere­ich des Fachauss­chuss­es WW‑2 „Mor­pho­dy­namik und Sed­i­ment­man­age­ment“ im Haup­tauss­chuss Wasser­bau und Wasserkraft her­vorheben. Die Arbeits­gruppe soll sich in Abstim­mung mit Haupt- und Fachauss­chuss sowie in Abgren­zung zu anderen Arbeits­grup­pen der DWA fol­gen­den Inhal­ten wid­men, welche ggf. in Absprache mit den zuständi­gen Fach­gremien angepasst bzw. ergänzt wer­den können:

• Erfahrun­gen aus umge­set­zten Geschiebezu­gaben und ggf. Beispielprojekte
• Anforderun­gen und Empfehlun­gen bzw. Ausle­gungskri­te­rien in Bezug auf die räum­liche, zeitliche, men­gen­mäßige und sed­i­men­tol­o­gis­che Gestal­tung von Geschiebezu­gaben, um einem defiz­itären Sed­i­men­thaushalt wirkungsvoll zu begegnen
• Logis­tis­che Aspek­te und Umset­zbarkeit von ver­schiede­nen Geschiebezu­gabev­er­fahren unter ver­schiede­nen Rah­menbe­din­gun­gen sowie ins­beson­dere Kri­te­rien für die Auswahl und Gestal­tung geeigneter Einbringverfahren
• Strate­gien für Erfol­gskon­trollen und eine bedarf­s­gerechte Nach­s­teuerung von Geschiebezugaben

Hin­weise und Anre­gun­gen zu diesem Vorhaben nimmt die DWA-Bun­des­geschäftsstelle gerne entgegen.

Aufruf zur Mitarbeit

Zur Mitar­beit in der Arbeits­gruppe sind Vertreterin­nen und Vertreter von Gewässerun­ter­hal­tungspflichti­gen und Behör­den, Pla­nungs­büros, wis­senschaftlichen Ein­rich­tun­gen und weit­ere Inter­essierte eingeladen.

Auf­grund der gren­züber­schre­i­t­en­den Bedeu­tung des Sed­i­ment­man­age­ments in Flussge­bi­eten richtet sich der Aufruf auch an Inter­essierte zum Beispiel aus Öster­re­ich und der Schweiz.