Vor diesem Hintergrund haben die Staatlichen Geologischen Dienste in den betroffenen Bundesländern Sachsen, Sachsen-Anhalt, Niedersachsen und Mecklenburg-Vorpommern mit speziellen geowissenschaftlichen Untersuchungsprogrammen sofort auf dieses extreme mitteleuropäische Flutereignis reagiert und stellen die Ergebnisse hier vor. Die Beiträge behandeln Einflüsse und Konsequenzen des oberflächennahen geologischen Untergrundes auf das Hochwassergeschehen um Dresden, Darstellungen hochwassergefährdeter Gebiete in geologischen Karten, Bestimmungen von Schwermetallfrachten im Wasser und den Sedimenten der Elbe sowie geohydraulische Modellierungen zur Charakterisierung der flächenhaften Ausbreitung der Hochwasserwelle im Grundwasser. Außerdem werden geophysikalische Untersuchungsergebnisse zur Kennzeichnung des geologisch bestimmten Gefährdungspotenzials des UNESCO-Weltkulturerbes Dessau-Wörlitzer Gartenreich dargestellt.

Seit dem Elbe-Hochwasser im Sommer 2002 sind die individuelle und gesellschaftliche Wahrnehmung solcher natürlichen Extremereignisse sowie das daran gebundene Problembewusstsein gestiegen. Das "Jahr der Geowissenschaften 2002" hatte durch dieses "Event" eine nicht vorhersehbare Aktualität erreicht. In der Wirtschafts- und Umwelt- politik Deutschlands wurden nachhaltige Konsequenzen gezogen: Unmittelbar nach der Elbe-Flut hatte sich am 15. September 2002 eine ressortübergreifende "Flusskonferenz" auf ein "5-Punkte-Programm" verständigt, das Maßnahmen zum vorbeugenden Hochwasserschutz festlegte; am 7./8. November 2002 beschäftigte sich die 59. Umweltministerkonferenz Deutschlands mit den Auswirkungen der Flutereignisse des Sommers 2002. Daraus resultierte im Sommer 2003 der Entwurf eines "Hochwasserschutzgesetzes", das am 15. März 2005 durch den Bundestag und den Bundesrat verabschiedet wurde. Der Erfolg des Hochwasserschutzgesetzes, das erstmals bundesweit einheitliche Vorgaben zur Vorbeugung gegen Hochwasserschäden als verbindlich erklärt, wird langfristig davon abhängen, wie vorhandene und stetig zu aktualisierende geowissenschaftliche Informationen berücksichtigt werden. Hierzu trägt die vorliegende Publikation bei.

Im einleitenden Beitrag von R.-O. NIEDERMEYER: ``Das Elbe-Hochwasser - Geowissenschaftliche Auswertungen'' wird das Risiko- und Schadenspotential von Fluss-Fluten allgemein umrissen. Im Abschnitt ``Geowissenschaftliche Fakten und öffentliches Problembewusstsein'' weist der Autor sehr deutlich darauf hin, dass Flut-Katastrophen natürliche Prozesse waren und bleiben werden, die zunehmend in den Hintergrund der modernen öffentlichen Wahrnehmung getreten sind. Der Autor stellt fest: ``Die relevanten geologischen Grundlagen, Fakten und Kenntnisse sind über Jahrzehnte zusammengetragen, dokumentiert, interpretiert und publiziert worden, aber davon wird nur in unzureichendem Maße bei Planungs-, Bau- und anderen Infrastrukturentscheidungen von den Verantwortlichen in Politik und Wirtschaft Gebrauch gemacht. Die Auswirkungen von Landnutzungsänderungen auf die Hochwasserentstehung werden besonders deutlich bei den Abflussprozessen, die durch die geologischen und bodenkundlichen Eigenschaften im Einzugsgebiet geprägt werden… Auch die Bevölkerung muss im Hinblick auf die Gefahren und Risiken des Wohnens am Strom verstärkt aufgeklärt werden.'' Von diesen Grundgedanken ausgehend werden die neuesten staatlichen Aktivitäten zum ``Gesetzlichen Hochwasserschutz'' und die ``Rolle der Staatlichen Geologischen Dienste Deutschlands'' dargestellt. Wie die ``Staatlichen Geologischen Dienste'' ihre Rolle wahrnehmen, demonstrieren die folgenden Beiträge.

Die Autoren W. ALEKXOWSKY & F. HORNA belegen in ihrem Beitrag ``Der geologische Untergrund von Dresden - Beziehungen zu den Hochwasserereignissen 2002'' mit der Neukartierung von 4 Blätern der Geologischen Karte 1 : 25 000, dass die Hochwasserereignisse verdeutlicht haben, ``dass die holozänen Flussauen in ihrer gesamten Breite auch heute noch wie seit 10 000 Jahren regelmäßige Hochwasserüberflutungsgebiete in diesem Raum sind.'' Die Autoren zeigen, dass der Auenlehm die typische Hochflutbildung darstellt, die auch bei geringer Mächtigkeit sowohl das Weißerritz-Hochwasser (12./13. August 2002) als auch das Elbe-Hochwasser (16.-19. August 2002) sehr genau mit den kartierten Grenzen der Flussauen übereinstimmt. Damit sind künftig diese geologischen Karten wichtige Planungshilfsmittel.

G. CASPERS, J. ELBRACHT und E. SCHNEIDER behandeln in ihrem Beitrag die ``Hochwassergefährdungskarte von Niedersachsen - Ergebnis einer methodischen Auswertung geologischer Fachdaten''. Ausgehend von der Erkenntnis, dass ``die Verbreitung von Auelehm und Auesand das Szenario des worst case bei Hochwasser liefert'', entwickeln die Autoren des Niedersächsischen Landesamtes für Bodenforschung ``eine Methode zur Auswertung von Flächeninformationen der Geologischen Karte von Niedersachsen 1 : 50 000 (GK 50) zum Thema Hochwassergefährdung. Dabei werden Auswertungskriterien und -regeln definiert, durch die eine Beziehung zwischen Stratigraphie und Genese geologischer Einheiten und einer möglichen Überflutungsgefährdung hergestellt wird. In der Auswertungskarte Hochwassergefährdung ist jeder Fläche eine Gefährdungsstufe zugeordnet. Die Karten werden vorgestellt, und mit der Bearbeitung weiterer Kartenblätter wird das Regelwerk fortgesetzt. ``Die Auswertungskarte Hochwassergefährdung stellt kein Kartenwerk dar, sondern ist das dynamisch generierte digitale Produkt einer Auswertungsmethode in MeMaS.'' Die gegenwärtige Erprobung dieser Methode mit Wasserwirtschaftlern und Planungsbüros im Großraum Braunschweig eröffnet die Möglichkeit einer künftigen Anwendung.

Im Beitrag ``Untersuchungen zur Gewässergüte im mecklenburgischen Flussabschnitt der Elbe und Abschätzung der Nährstoff- und Schwermetallfrachten während des Sommerhochwassers 2002'' konnten die Autoren A. BACHOR, ST. KLITZSCH, R. WIEMER und G. MANTHEY zusammenfassend feststellen: ``Im mecklenburgischen Teil der Elbe war Sauerstoffmangel das Hauptproblem… In den gefluteten Poldern trat Fischsterben auf. Im Vergleich zu normalen Abflussverhältnissen wurden am Pegel Dömitz von Mitte August bis Mitte September neunbis zehnfach höhere Arsen-, Zink- Blei- und Aluminiumfrachten ermittelt. Die Frachten von Cadmium und Nitrat waren … um das Fünffache erhöht. Dabei sind die hohen Ammonium- und Nitratfrachten auf verstärkte Einleitung von Abwässern in den Flussoberläufen infolge des Hochwassers zurückzuführen. Für die Schwermetalle wurde ein schneller Konzentrationsanstieg mit Eintreffen der Hochwasserwelle ermittelt, was auf erhöhte niederschlagsbedingte diffuse Einträge, Bergbaualtlasten im Einzugsgebiet der Mulde (As, Pb) und/oder Umlagerung belasteter Sedimente zurückgeführt wird. Infolge der Sedimentation der belasteten Schwebfracht in den Überflutungsbereichen sind im Untersuchungsgebiet die Belastungen geringer als in den Oberläufen der Flüsse.

Die Autoren G. RANK, K. KARDEL und H. WEIDENSDÖRFER fassen in ihrem Beitrag ``Geochemische Untersuchungen an den Hochflutschlämmen in Sachsen in Verbindung mit dem Hochwasserereignis 2002'' die umfangreichen Untersuchungsergebnisse an Schlämmen und Aueböden zusammen. Dabei wurde festgestellt, dass die Schlämme der Elbe, Zschopau und Zwickauer Mulde hinsichtlich der mittleren As- und Schwermetallgehalte ein vergleichbares Konzentrationsniveau aufwiesen wie die Aueböden, also vorwiegend Umlagerungen erfolgten. Im Einzugsgebiet der Freiberger Mulde dagegen erfolgte durch zusätzlichen Eintrag von ca. 9 000 t Haldenmaterial eine Erhöhung der As-, Cd- und Schwermetallbelastung. Die schon länger bekannte As- und Cd-Belastung der Mulde-Aueböden rückte durch die Untersuchungen im Zusammenhang mit dem Elbehochwasser stärker in den Mittelpunkt, und eine Nutzungseinschränkung der landwirtschaftlich genutzten Flächen ist wahrscheinlich.

Die Entwicklung der Schwermetallbelastungen im Fluss wird durch den Beitrag: ``Ergebnisse von Untersuchungen des Sondermessprogramms ``Elbe-Hochwasser 2002'' an Schlämmen, Böden und Weidegras im mecklenburgischen Elbtal'' von den Autoren: P. SCHWETER, T. DANN und F. IDLER vorgelegt und mit Ergebnissen aus den Jahren 1990 und 1998 verglichen. Für die meisten Schwermetalle und organischen Schadstoffe liegen die Werte in den Schlämmen und Aueböden in vergleichbarer Konzentration vor, was die Umlagerung der Altablagerungen anzeigt und eine Zumischung stärker belasteten Materials nicht erkennen lässt. Mit Ausnahme von Hg blieben die Werte unter den Maßnahmewerten der BBodSchV. Im Weidegras-Aufwuchs variieren die Belastungen mit den Schlammanhaftungen, die in einzelnen Bereichen erheblich waren.

Die Autoren T. HILGERT, M. LÜCKSTÄDT und E. SCHUBERT berichten in ihrem Beitrag ``Das Grundwasser-Sondermessprogramm ¥Elbe-Hochwasser 2002'' in Mecklenburg- Vorpommern - Beitrag zur Gefährdungsbewertung durch geohydraulische Modellierung'' über den hochwasserbedingten Grundwasseranstieg im Hinterland, in Abhängigkeit vom Hochwasserverlauf, den klimatischen Bedingungen sowie der hydrogeologischen Standortsituation. Mit Hilfe der vorgenommenen analytischen Berechnungsweise gelang es, ohne aufwendige numerische Simulation entlang der Elbe die hochwasserbedingten Grundwasseranstiege im Hinterland zu prognostizieren. Dazu wurde der Elbelauf hinsichtlich geohydraulisch relevanter Modelltypen charakterisiert, entsprechende analytische Simulationsmodelle gebildet und an gemessenen Hochwasserreaktionen überprüft. Unter Einbeziehung von Archivmaterial wird am Ende der Bearbeitung eine Gefährdungsbewertung entlang des Elbelaufs vorgelegt, welche, bezogen auf das Bemessungshochwasser, den dazugehörigen Grundwasserscheitelwert sowie dessen Eintrittspunkt dokumentieren. Damit wird eine prognostische Aussage zur Risiko- und Schadensminimierung möglich.

Das Hochwasserereignis 2002 und seine Auswirkung im Raum Wörlitz und auf die Wörlitzer Anlagen (UNESCO- Weltkulturerbe) werden im Beitrag von I. RAPPSILBER und M. THOMAE untersucht. Im Raum Wörlitz ändert die Elbe bedingt durch Endmoränenzüge ihre Fließrichtung von SE-NW in W. Die Hochwasserausbreitung ist daher nur nach S in die weite Ebene möglich, in der neben einer Reihe Ortschaften auch der 118 ha große, 1770 angelegte Wörlitzer Park gelegen ist. Wenige Tage nach der Errichtung der ersten Gärten folgte ein verheerendes Hochwasser, das die Anlagen vernichtete. Im Gefolge dieses Ereignisses wurden seinerzeit umfangreiche Deiche von holländischen Deichbaumeistern angelegt, die bis heute wirksamen Schutz bieten. Eine wesentliche Erweiterung der Deichbauten erfolgte nach 1930, wobei die Überflutungsflächen deutlich eingeengt und gleichzeitig, was die Holländer vermieden hatten, Altwasserarme der Elbe überbaut wurden. Das Hochwasser 2002 führte an solch einer Stelle zum Deichbruch. Mit umfangreichen Untersuchungen während des Hochwassers 2002 und auch historischer Überflutungen entstand ein digitales Monitoringsystem, mit dem sehr genau Höhendaten erfasst und bearbeitet werden können. Von Bedeutung ist, dass die dargestellten Isolinienintervalle frei wählbar sind und mit den Wasserspiegelhöhen verschneidbar sind. So können die potenziellen Überflutungsflächen und Wasserwege für verschiedene Wassermengen und Wasserwege simuliert werden.

Die im vorliegenden Band ausgewählten Arbeiten demonstrieren, dass die Geowissenschaften wirksame Beiträge im Sinne des Hochwasserschutzes geleistet haben und damit wichtige Bausteine für die bessere Beherrschung künftiger Hochwasserfluten liefern, wenn diese entsprechend angewandt und eingesetzt werden. Die am Schluss des Bandes beigefügten 15 Farbfotografien, die die Rekordflut dokumentieren, tragen hoffentlich dazu bei, dass diese verheerenden Katastrophen nicht so schnell verdrängt werden und das öffentliche Problembewusstsein mehr entwickelt wird.

M. STÖRR, Usedom

Z. geol. Wiss. 34 (1-2) 2006

WasserWirtschaft 11/2006, S. 37