Kategorie Innovation & Technologie - 23. Februar 2022
Kleine Steine, große Wirkung: Wie der Sedimenttransport die Donau prägt
Flüsse sind für Mensch und Natur immer schon von großer Bedeutung gewesen. Sie dienen als Trinkwasserversorgung, der lokalen Erholung und stellen einen Grundpfeiler der Umwelt dar. Nicht jeder Fluss gleicht dabei dem nächsten, doch was sie alle gemeinsam haben ist, das Auftreten von Hochwässern. Je nach Nutzung des Flusses kann dies katastrophale Auswirkungen auf Natur- und Lebensräume haben.
© viadonau/Zinner
Auch an der Donau, einem seit langem vom Menschen geprägten Fluss, sind Hochwässer als natürliche Ereignisse keine Ausnahme. Von ihrer Charakteristik her gilt die Obere Donau über weite Strecken nach wie vor als Gebirgsfluss. So finden sich im Donauwasser jede Menge Sedimente – gröberes Geschiebe und feinere Schwebstoffe. Diese Sedimente sind Teilchen verschiedener Gesteinsarten und Größe, auf welche ein fließender Fluss im großen Stil einwirkt. Millionen Tonnen dieser Teilchen werden vom Fluss abwärts transportiert und dabei abgenutzt und zerkleinert.
„Der Sedimenttransport an der Donau ist stark von Wasserkraftwerken und Regulierungsbauwerken für Schifffahrt und Hochwasserschutz beeinflusst. Dadurch kommt es in manchen Abschnitten an der Donau zu Verlandungs- oder auch Erosionserscheinungen. Diese haben wiederum interdisziplinäre Auswirkungen etwa auf die Schifffahrt, den Hochwasserschutz oder auch auf die Ökosysteme des Flusses und der Auwälder.“ erklärt MinR Dipl.-Ing. Jenifer Oswald Leiterin der Abteilung für Bundeswasserstraßen.
Die zahlreichen Verbauungen zum Hochwasserschutz und der Schifffahrt, die Errichtung von Querbauwerken etwa zur Energiegewinnung an der Donau selbst aber auch der vielfältige menschliche Einfluss auf Zubringerflüsse haben großen Einfluss auf den Transport der Sedimente und das herrschende Sedimentregime. So herrscht an Europas zweitlängstem Fluss nur noch auf rund zehn Prozent der Länge ein dynamischer Gleichgewichtszustand vor.
Welchen Einfluss hat das auf den Hochwasserschutz?
Sowohl ein Sedimentüberschuss, als auch ein Defizit kann das Hochwasserrisiko verstärken und auch die Schifffahrt beeinträchtigen. „Sedimentanlandungen können Seichtstellen im Gewässer verursachen, die für Schiffe nicht passierbar sind. Eine höhere Sohle kann aber auch zu früherem Ausufern bei Hochwasserereignissen führen. Durch Sedimentdefizit kann Infrastruktur gefährdet werden, wenn etwa Ufersicherungen oder Brücken unterspült werden.“ erklärt Helmut Habersack, Professor an der Universität für Bodenkultur Wien (BOKU).
© BOKU
Aber nicht nur der Hochwasserschutz und die Schifffahrt werden von Sedimenten beeinflusst, sondern auch für die Ökologie spielen diese eine wesentliche Rolle: etwa als Laichsubstrat für Fische. Gibt es ein Sedimentdefizit und tieft sich der Fluss in seinem Bett ein, sinkt in weiterer Folge der Grundwasserspiegel ab und es kommt zu einer Entkoppelung von Fluss und Augebiet. Das Wiederherstellen des Sedimentkreislaufes und der gewässertypischen Zusammensetzung der Sedimente spielen daher eine wichtige Rolle, um das Hochwasserrisiko zu verringern und die Schifffahrt aufrechtzuerhalten und den ökologischen Zustand zu verbessern.
Grenzüberschreitendes Datensammeln
Eine Studie der BOKU, im Auftrag des BMK, widmet sich der Analyse der sedimentrelevanten Prozesse der österreichischen Donau. Die gesammelten Daten sollen als Grundlage für die Entwicklung von Maßnahmen dienen und den Umgang mit Sedimenten in Zusammenhang mit Hochwasserschutz und Schifffahrt verbessern. „Eine gute Datengrundlage und ein Verständnis über die Prozesse im Gewässer sind notwendig, um geeignete und zielgerichtete Maßnahmen entwickeln zu können, die auf das jeweilige Problem und Gewässerabschnitt angepasst sein müssen.“ so Habersack.
Aber die Sedimente kennen keine politischen und administrativen Grenzen und daher ist es wichtig, dass diese Untersuchungen nicht auf die österreichische Donau beschränkt werden, sondern der Fluss als Ganzes betrachtet wird. Im Projekt DanubeSediment haben sich daher Partner aus neun Ländern zusammengeschlossen, um erstmals eine Sedimentbilanz für die gesamte Donau zu erstellen.
So zeigt sich, dass die (österreichische) Donau in der Vergangenheit stark reguliert wurde.
Die Donau wurde um 134 Kilometer kürzer und auch um bis zu 40 Prozent schmäler. Etwa ein Drittel der Donau ist nicht mehr frei-fließend. Als Folge können zahlreiche Änderungen in das Sedimentregime der Donau beobachtet werden. Etwa kommen große Mengen der vom Fluss transportierten Schwebstoffe nicht mehr im Donaudelta und im Schwarzen Meer an (nur mehr ca. 40 %). „Eingriffe, die wir als Oberlieger machen, wirken sich auf die gesamte Donau bis hinunter zum Delta und die Küste am Schwarzen Meer aus, die u.a. aufgrund des fehlenden Sediments von Erosion betroffen ist.“
Service: Weiterführende Informationen zur Sedimentforschung an der Donau
Christian Doppler Labor für Sedimentforschung und -management