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Hochwasserlexikon

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Hochwasserlexikon

100-jährliches Hochwasser
Hochwasser, das an einem Standort im Mittel alle hundert Jahre vorkommt. Da es sich um einen Mittelwert handelt, kann dieses Hochwasser innerhalb von hundert Jahren auch mehrfach auftreten. Wenn Messzeiträume an Flüssen weniger als 100 Jahre umfassen, wird dieser Abfluss statistisch berechnet.

Abfluss
Der Teil des gefallenen Niederschlags, der in Bächen und Flüssen abfließt. Er wird gemessen als Wassermenge pro Zeiteinheit und wird in Kubikmeter pro Sekunde (m³/s) angegeben. Der Abfluss wird indirekt über die Geschwindigkeit des Wassers gemessen. Die mittlere Fließgeschwindigkeit wird multipliziert mit der durchflossenen Querschnittsfläche (m² x m/s=m³/s). Diese Messungen werden in größeren zeitlichen Abständen bei unterschiedlichen Wasserständen durchgeführt. Daraus wird eine Abflusskurve erstellt. Jedem gemessenen Wasserstand kann über diese Abflusskurve ein zugehöriger Abfluss zugeordnet werden.
 
Aue
Der tiefste, ebene Teil des Talbodens ist die Flussaue. Sie wird bei Hochwasser überflutet, wobei sich Feinmaterial ablagert. Aus diesen Ablagerungen haben sich auf vielen Talböden bis zu mehrere Meter mächtige Auelehmböden gebildet.
 
Aufgleitniederschläge
Beim Auftreffen warmer Luftmassen auf eine ruhende Kaltluft entstehender Niederschlag. Beim Aufsteigen der warmen Luft kondensiert der Wasserdampf infolge Abkühlung (Warmfront).
 
Bodenfrost
Bei anhaltend tiefen Lufttemperaturen gefriert das Wasser im Boden zu Eis. Bei starken Regenfällen lässt gefrorener Boden kaum Wasser versickern. Es entsteht hoher Oberflächenabfluss, der zu Hochwasser führen kann. Bekanntestes Beispiel für ein Hochwasser, bei dem der Bodenfrost in Teilen der Einzugsgebiete einen wesentlichen Ausschlag gab, ist das Hochwasser im Jahre 1909. Eine hohe Schneedecke kann tiefen Bodenfrost verhindern.
 
Einzugsgebiet
Für jedes Gewässer lässt sich das Gebiet angeben, aus dem alles oberirdische Wasser dem Gewässer zufließt. Für Untersuchungen des Wasserhaushaltes wird zusätzlich zwischen oberirdischem Einzugsgebiet und unterirdischem Einzugsgebiet unterschieden. Oft stimmen beide nicht überein. Extreme Unterschiede treten im Karst auf. Die Grenze des Einzugsgebietes wird durch die Wasserscheide markiert.
 
Eishochwasser
Eis entwickelt sich an Gewässern bereits dann, wenn die Temperaturen einige Tage unter Null Grad C liegen. Zuerst vereisen Bereiche mit geringer Fließgeschwindigkeit; bei fortschreitender Eisbildung engt sich der Fließquerschnitt immer mehr ein und die Wasserstände beginnen zu steigen. Große Gefahren kann der Abgang der Eisdecke erzeugen. Das Eis kann sich dabei an Engstellen zu Eisbarrieren aufstauen und damit den Abfluss des Wassers behindern. Wenn die Eisbarriere aufgrund des Wasserdruckes bricht, werden ähnlich einem Dammbruch plötzlich große Wassermassen freigesetzt. An den großen Flüssen ist die Hochwassergefahr durch Eis sehr zurückgegangen, seitdem es Stauhaltungen gibt. Wegen der Aufwärmung durch Kühlwasser bildet sich großteils gar kein Eis mehr.
 
Feststofftransport
Fließendes Wasser führt feste Stoffe mit sich und transportiert sie flussabwärts. Bei starkem Gefälle und hoher Fließgeschwindigkeit können Gesteinsblöcke bis zu Durchmessern von mehreren Dezimetern bewegt werden. Das an der Flusssohle wandernde oder springende Geröll ist das Geschiebe. Im Wasser schwebende Feststoffe werden als Schwebstoff bezeichnet. Bei durchschnittlicher Fließgeschwindigkeit werden Feststoffe bis zur Größe feinen Sandes mitgeführt. Als Geschiebestoß wird der stoßweise Eintrag von Geschiebe aus Seitenbächen bei Hochwasser bezeichnet. Geschiebe- und Schwebstoffmengen sind stark von der Wasserführung, den Fließgeschwindigkeiten und der Feststoffzufuhr durch Verwitterung und Massenbewegung abhängig. Geschiebemengen um die 6000 Tonnen pro Jahr werden z.B. dem Sylvensteinsee durch die Isar zugeführt. 4000 Tonnen pro Jahr erreichen im Mittel jährlich den Chiemsee über die Tiroler Achen. Der Schwebstoffgehalt von lnn und Salzach kann im Mittel 100 bis 300 Gramm pro Kubikmeter Wasser betragen, während in Donau und Main deutlich weniger als 100 Gramm gemessen wurden.
 
Flurbereinigung
In den ländlichen Gebieten wird der Landschaftswandel durch die Flurbereinigung geprägt. Die wichtigsten Maßnahmen mit Auswirkungen auf den Wasserhaushalt sind:

  • Neueinteilung der Grundstücke, d.h. kleine Parzellen werden zusammengelegt,
  • Rodung bzw. Aufforstung von Wald,
  • Umwandlung von Grünland in Acker,
  • Gestaltung der Wege und Wegseitengräben,
  • Ausbau und die Verlegung von Bachläufen,
  • Räumung der Gräben und Bäche,
  • Ent- und Bewässerung,
  • Planierung und Terrassierung.

Heute werden außerdem Wasserrückhaltemaßnahmen geplant. Rückhaltebecken und Kleinspeicherräume sowie die Neuanpflanzungen von Hecken und Bäumen tragen zum Wasserrückhalt auf der Fläche bei. Mit Hilfe der Extensiven Bewirtschaftung oder Neuanlage von ökologischen Flächen wird der Abfluss des Wassers verlangsamt.
 
Fronten
Fronten markieren Luftmassen unterschiedlicher Herkunft und Eigenschaften. Bei einer Warmfront rückt warme gegen kalte Luft vor. Gleitet Warmluft auf Kaltluft auf, entsteht Schichtbewölkung mit länger anhaltenden Niederschlägen. Ist dagegen bei einer Kaltfront kalte Luft auf dem Vormarsch, dann schiebt sich die kalte Luft unter die warme und hebt sie hoch. Die entstehenden Haufenwolken, sogenannte Cumuluswolken, entladen sich mit heftigen Niederschlägen. Eine Kombination aus Warm- und Kaltfront ist die Okklusionsfront. Sie bildet sich, wenn die Kaltfront die vorauseilende Warmfront einholt und sie in die Höhe hebt.
 
Geschiebe
Der Feststoffanteil beim Feststofftransport der sich an der Sohle rollend und hüpfend fortbewegt.
 
Hochwasserentstehung
Die einfache Formel für Hochwasser lautet: Wenn in kurzer Zeit mehr Niederschlag fällt, als vom Boden aufgenommen werden kann, und mehr Wasser abfließt, als Bäche und Flüsse fassen können, haben wir es mit diesem Naturereignis zu tun.
Bei extremem Hochwasser wirken immer mehrere ungünstige Randbedingungen zusammen.

Natürliche Konstellationen:

  • intensive Niederschläge
  • Schneeschmelze und Regen
  • Gefrorener Boden und Regen
  • Bereits durch Vorregen gesättigter Boden und zusätzlicher Starkregen
  • Eisbildung und Eisstoß in den Flüssen
  • Steiles Gelände
  • Fehlender Bewuchs, der Wasser zurückhalten kann (z.B. im Frühjahr)

Künstliche Konstellationen:

  • Versiegelte Flächen in kleinen, stark besiedelten Flussgebieten
  • Bodenverdichtung und Wegebau
  • Beseitigung großer Rückhalteflächen (Rentensionsräume) durch Gewässerausbau

Hochwasserexperten sind sich einig:
An kleinen Gewässern (Bäche und Flüsse) mit kleinen Einzugsgebieten können die Veränderungen der Landschaft, wie bei den künstlichen Konstellationen geschildert, an Hochwässern beteiligt sein. An großen Flüssen bestimmen die natürlichen Verhältnisse das Hochwassergeschehen.
 
Hochwasserscheitel
Höchster Wert einer Hochwasserganglinie
 
Hochwasserschutzmaßnahme
Gesamtheit aller Maßnahmen zum Schutz einer Stadt vor Überschwemmungen:

  • Ausbau des Flussbettes
  • Anlage von Deichen, Mauern oder Flutmulden,
  • Höherlegen von bebauten Flächen
  • Rententionsmaßnahmen und anderes

Der Schutz ist meist auf das 100-jährliche Hochwasser beschränkt.
 
Hochwasserwelle
Der Wasserstand während eines Hochwassers wird über Tage hinweg kontinuierlich aufgezeichnet. Es entsteht die sogenannte Hochwasserganglinie mit ihrer spezifischen Wellenform. Den gesamten Prozess, von Anstieg und Rückgang des Hochwassers nennt man Hochwasserwelle.
 
Infiltration
Der Prozess bei dem Niederschlagswasser in den Boden einsickert und den Porenraum auffüllt. Ist die Bodenoberfläche wenig durchlässig, kann bei Regen nur wenig versickern, es entsteht Oberflächenabfluss. 
 
Klima
Der charakteristische Zustand der Erdatmosphäre über einer bestimmten Region wird als Klima bezeichnet, wobei die Witterung eines einzelnen Jahres sich erheblich vom Normalklima unterscheiden kann. Je länger die Sonne über dem Horizont steht und je höher im Zenit, desto mehr Strahlungsenergie ist zur Erwärmung der Erdoberfläche verfügbar. Deshalb lassen sich die Klimazonen mit der geographischen Breite einteilen. Zusätzlich wird das Klima durch die Beschaffenheit der Erdoberfläche beeinflusst. Abhängig von Wasseroberflächen oder Festland, von Flachland oder Gebirge ändern sich Temperatur, Wind, Niederschlag und Feuchte.
 
Luv- und Lee-Effekt
Durch konstante Strömungen in der Atmosphäre wird feuchte Luft im Stau vor Bergen (Luv-Seite) gehoben und kühlt dabei ab. Wasser kondensiert und es regnet. Im Windschatten der Berge (Lee-Seite) sinkt die Luft wieder, erwärmt sich und ist damit trockener als auf der Luv-Seite. Die Regenmengen sind deshalb im Lee geringer.
 
Meldestufen
Im Hochwassernachrichtendienst in Bayern wird das Ausmaß der Überflutung durch vier Meldestufen beschrieben. Für jeden Pegel im Hochwassernachrichtendienst werden entsprechende Wasserstände angegeben.
Meldestufe 1: Stellenweise kleinere Ausuferungen.
Meldestufe 2: Land- und forstwirtschaftliche Flächen überflutet oder leichte Verkehrsbehinderungen auf Hauptverkehrs- und Gemeindestraßen.
Meldestufe 3: Einzelne bebaute Grundstücke überflutet oder Sperrung überörtlicher Verkehrsverbindungen oder vereinzelter Einsatz der Wasser- oder Dammwehr.
Meldestufe 4: Bebaute Gebiete in größerem Umfang überflutet oder Einsatz der Wasser- oder Dammwehr in großem Umfang erforderlich.
 
Mure
Im Gebirge kann Gesteinsmaterial aus Hangrutschen, Schutthalden, Geschiebe und Geröllmassen bei Hochwasser in Bewegung geraten. In Wildbächen fließt es mit großer Geschwindigkeit zu Tal. Durch die Hangrutsche oder nach Felsstürzen kann ein Fluss aufgestaut werden, weil sein ursprünglicher Fließweg versperrt wurde. Muren können unvorstellbare Verheerungen anrichten. Ganze Ortschaften versanken schon in Schlamm und Geröll.
 
Niederschlag
kann als Regen, Schnee, Graupel oder Hagel den Boden erreichen.
Zur Messung wird der Regen in Gefäßen aufgefangen. Ein Trichter mit einer Fläche von 200 cm² ist in einem Meter Höhe über dem Boden angebracht und leitet den Niederschlag in ein Messröhrchen. Die Niederschlagsmenge wird meist in Millimetern angegeben. Das bedeutet: so hoch wäre der Boden an der Messstelle mit Wasser bedeckt, wenn nichts abflösse oder verdunstete. Eine Niederschlagsmenge von einem Millimeter entspricht der Wassermenge von einem Liter pro Quadratmeter
 
Niederschlagsintensitäten
Die Niederschlagsintensität ist die Höhe des Niederschlags pro Zeiteinheit. Sie wird meist in Millimeter pro Stunde (mm/h) angegeben. Als Starkregen werden z.B. Niederschläge bezeichnet, bei denen es in 5 Minuten wenigstens 5 mm, in 30 Minuten 12 mm oder in 2 Stunden 24 mm regnet.
 
Pegel
Ein Pegel ist eine Messstelle für den Wasserstand. Der einfachste Pegel besteht aus einer Pegellatte mit Zentimetereinteilung am Ufer. An ihr lässt sich die Höhe des Wasserspiegels ablesen. 
 
Polder
Tiefliegendes Gelände, das durch Deiche vor Überflutung geschützt ist. Da die Polderflächen zumindest zeitweise unter dem Wasserspiegel liegen, muss der Abfluss durch Schleusen und Pumpwerke geregelt werden.
 
Renaturierung
Rückbau von Flussbegradigungen oder Neuverlegung des Flussbettes mit dem Ziel, natürliche Fließverhältnisse wiederherzustellen. 
 
Retention
Im Seitenbereich des Flussbettes und in der Flussaue wird bei Überflutungen ein Teil des Wassers zwischengespeichert. Dies führt dazu, dass das Wasser flussabwärts langsamer steigt. Die Hochwasserwelle wird verzögert und verläuft flacher. Die Retention ist umso größer, je geringer das Gefälle ist.
 
Retentionsfläche
Die Fläche, die zur Retention beiträgt.
 
Sturzflut
Eine Sturzflut ist ein spezielles Hochwasser von kurzer Dauer und steilem Anstieg mit einer relativ hohen Hochwasserspitze. Sie wird von einem Regen hoher Intensität erzeugt, der über einem kleinen Einzugsgebiet niedergeht.
 
Tauflut
Bezeichnung für ein extremes Hochwasser, das durch Schneeschmelze und Regenfälle ausgelöst wird. Bodenfrost verstärkt oft zusätzlich den Abfluss.
 
Tiefdruckgebiet oder Tief
Ein Gebiet niedrigen Luftdrucks, das auch Zyklone oder Depression genannt wird. Auf der Nordhalbkugel drehen sich Tiefdruckgebiete in Richtung gegen den Uhrzeigersinn, auf der Südhalbkugel umgekehrt. Oft bilden sich Tiefdruckgebiete immer wieder an denselben Stellen des Globus. Sie werden deshalb z.B. Island-Tief oder Nordsee-Tief genannt. Das Adria-Tief - ein ganz typischer Tiefdruckwirbel - führt an seiner Ostflanke warme und feuchte Mittelmeerluft in unsere Breiten. 
 
Tiefenerosion
Durch die Kraft des Wassers werden am Grund der Flüsse Bodenteilchen, Steine und Geröll bewegt. Je höher ein Hochwasser steigt, desto mehr Feststoffe kann es bewegen. Fällt der Wasserstand, dann lagert sich das Material wieder ab. Wird mehr abgetragen, als sich anlagert, so vertieft sich auf Dauer das Flussbett. Diesen Vorgang nennt man Tiefenerosion.
 
Verklausung
Teilweiser oder vollständiger Verschluss des Bachbettes durch Treibgut. Infolge des Rückstaus führt die Verklausung zu schnell und stark steigenden Wasserständen oberhalb des Hindernisses, die dann vom Wasser über- oder umflossen werden. Dadurch kommt es zu Ausuferungen und Überschwemmungen. Anfällig sind Engstellen des Gewässerbettes, wie verrohrte Bachstrecken oder Durchlässe zwischen Brückenpfeilern.
 
Wasserdampf
Wasser, das in Form von Gas und damit unsichtbar in der Luft enthalten ist. Je wärmer die Luft ist, desto mehr Wasserdampf kann sie aufnehmen. Bei Abkühlung kondensiert der Wasserdampf zu Tröpfchen, die als Nebel oder Wolken sichtbar werden. 
 
Wasserstand
Die Höhe des Wasserspiegels eines stehenden oder fließenden Gewässers über oder unter einem angenommenen Nullpunkt, dem Pegelnullpunkt. Der Wasserstand wird in Zentimetern angegeben.

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