Technische Universität Wien
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Juni 2013 - Wieder ein Jahrhunderthochwasser?

Günter Blöschl, Thomas Nester, Jürgen Komma, Juraj Parajka

1. Entstehung des Hochwassers

Abb. 1: Niederschlag vom 29.5. bis 5. 6.2013. Zu erkennen ist die starke Überregnung an der Grenze Österreich – Bayern.

Anfang Juni 2013 trat an der Donau, dem Inn und vielen Zuflüssen ein extremes Hochwasser auf. Wie extrem war dieses Hochwasser im Vergleich zum Hochwasser im August 2002, das ebenfalls als Jahrhunderthochwasser bezeichnet wurde? Was waren die Ursachen? Der vorliegende Beitrag gibt eine erste Einschätzung.  

In den letzten Tagen des Mai 2013 führte eine großräumige und stationäre Trog-Wetterlage über Mitteleuropa zu hohen Niederschlagssummen in Salzburg, Tirol und Bayern. Die Vorgeschichte war ein Vb-Tief, danach ein Tief aus der südlichen Adria, welches sich mit einer Genua-Zyklone vereinte und unter Verstärkung nach Tschechien weiterzog. Die Niederschläge im Zeitraum vom 29. Mai bis 4. Juni erreichten Werte von bis zu 300 mm, wobei die größten Niederschläge am österreichischen Alpennordrand bzw. an der Grenze zu Bayern auftraten (Abb. 1). Das ist der erste Unterschied zum Hochwasser 2002, bei dem es in Österreich im Mühlviertel und Waldviertel am stärksten regnete. Die Grenzregion Bayern-Österreich war weniger stark betroffen.

Die Niederschläge beim Hochwasser 2013 waren außergewöhnlich hoch. Für die Station Lofer beispielsweise waren es die größten Niederschläge seit Beobachtungsbeginn. Sie waren um 40% größer als die Niederschläge beim Ereignis 2002 (bezogen auf eine Dauer von 48 Stunden). Das entspricht einer Jährlichkeit von fast 100 Jahren (Abb. 2). Die maximalen Hochwasserdurchflüsse des in der Nähe liegenden Pegels Saalach bei Weißbach waren ebenso außergewöhnlich mit einer ähnlich großen Jährlichkeit. Schon im gesamten Mai zuvor gab es beträchtliche Niederschläge.

Abb. 2: Links: Statistische Auswertung der Jahreshöchstwerte des Niederschlags (Summe über 48 Stunden) für die Station Lofer. Rechts: Statistische Auswertung der Jahreshöchstwerte des Durchflusses am Pegel Weißbach am Lofer/Saalach, Fläche 567 km²

Im Einzugsgebiet der Saalach bei Weißbach hatte es im Mai vor dem Ereignis bereits 170 mm geregnet. Während des Ereignisses kamen dann nochmals 170 mm hinzu (Abb. 3 oben). Jedoch nicht der gesamte Niederschlag fiel als Regen. Die Nullgradgrenze lag während des Ereignisses relativ tief (Abb. 3 unten). Dadurch fiel in den Alpen ein beträchtlicher Anteil des Niederschlags in Form von Schnee, sonst wäre das Hochwasser wohl noch heftiger ausgefallen.

Abb. 3: Oben: Gebietsniederschlag für das Einzugsgebiet Weißbach am Lofer/Saalach, Fläche 567 km² im Mai/Juni 2013. Unten: mittlere Lufttemperatur für das Einzugsgebiet Weißbach am Lofer/Saalach, sowie Lufttemperatur an der Station Loferer Alm, See

Am Anfang des Ereignisses trat in einem Drittel des Gebietes Schneefall auf (Abb. 4). Allerdings trug auch nicht der ganze Regen zum Hochwasser bei. Im österreichischen Alpengebiet wurde der Regen ungefähr zur Hälfte vom Boden aufgenommen, die andere Hälfte floss ab und erzeugte das Hochwasser. Im Gebiet Weißbach waren es ungefähr 120 mm Regen, aber nur 75 mm kamen zum Abfluss (Abb. 4, links). An der Donau in Bayern war die Situation anders (Abb. 4, rechts). Von den etwa 100 mm Niederschlag (Mittelwert über das Gebiet) flossen nur 20 mm ab. Der kleinere Wert hängt mit den hoch durchlässigen Böden und der starken Speicherung im Untergrund zusammen.

Wie beim Hochwasser 2002 wies die Niederschlagsverteilung beim Hochwasser 2013 zwei Spitzen auf (Abb. 3 und 4). Es handelte sich also wieder um ein Doppelereignis. Im Gebiet der Saalach bei Weißbach fielen im ersten Teil des Ereignisses 45 mm Niederschlag, im zweiten Teil 125 mm (Abb. 4). Während jedoch 2002 zwischen diesen Spitzenwerten einige Tage lagen, wurden diese beiden Spitzen 2013 sehr knapp nacheinander gemessen. Dies verschärfte die Hochwassersituation.

Abb. 4: Summen des Ereignisniederschlages (blau) und des Ereignisabflusses (rot) für das Hochwasserereignis im Juni 2013. Links: Einzugsgebiet Weißbach am Lofer/Saalach, Fläche 567 km². Rechts: Einzugsgebiet Hofkirchen an der Donau (Bayern), Fläche

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2. Ablauf des Hochwassers

Bei einem Hochwasser in einem Flussgebiet kommt es nicht nur darauf an wie viel Niederschlag fällt und wie viel der Boden aufnimmt, sondern auch auf das räumliche Zusammenspiel der Einzugsgebiete. Beim Hochwasser 2013 war das räumliche Zusammenspiel ein sehr wichtiger Faktor, der die Größe des Ereignisses bestimmte. Abb. 5 zeigt eine Zusammenschau des Hochwasserablaufes. Ausgehend von den kleinen Gebieten an der Saalach und Salzach (rote Farben) entwickelte sich das Hochwasser am Inn (lila). Nach dem Zusammenfluss mit der bayrischen Donau nahm das Ereignis an Volumen zu (beige) und verformte sich auf seinem Weg donauabwärts (hellgrün bis dunkelgrün). Zum Vergleich zeigt Abb. 5 die bayrische Donau (blau). Die bayrische Donau zeigte nicht nur eine viel stärkere Versickerung im Gebiet als der  Inn und Zubringer, sondern auch eine viel stärkere Verzögerung, vor allem wegen des hoch durchlässigen Untergrundes. Außergewöhnlich war beim Hochwasser 2013, dass die Welle der bayrischen Donau relativ früh auftrat. Normalerweise führt zuerst der Inn Hochwasser, erst viel später folgt die bayrische Donau. Beim Hochwasser 2013 war der zeitliche Unterschied aber kleiner als bei anderen Ereignissen und die beiden Wellen überlagerten sich. Dadurch gab es in Passau das größte Hochwasser seit 1501. Auch für die Österreichische Donau bedeutete die Überlagerung einen extrem großen Hochwasserabfluss.

Abb. 5: Abflussganglinien ausgewählter Pegel im Donaueinzugsgebiet für das Hochwasserereignis im Juni 2013. Zu erkennen ist, dass die Hochwasserwelle ausgehend von den kleinen Gebieten an der Saalach und Salzach (rote Farben) und dem Inn (lila) an Volum

In der Wachau war der maximale Hochwasserdurchfluss der Donau etwa gleich groß wie bei dem Ereignis 2002. Obwohl die Überregnungssituation, die Abflussbildung und das räumliche Zusammenspiel der Hochwässer der verschiedenen Flüsse unterschiedlich war, ergaben sich ähnliche Größtabflüsse. Damit war an dieser Stelle der Hochwasserdurchfluss 2013 deutlich größer als bei den Katastrophenhochwässern der Jahre 1954 und 1899 (Abb. 6 links). Sowohl 2013 als auch 2002 ist an dieser Stelle eine Jährlichkeit von etwa 100 Jahren zuzuordnen. Wenn ein Hochwasser flussabwärts wandert, geht normalerweise der maximale Durchfluss stetig zurück, sofern in der Fließstrecke keine großen seitlichen Zuflüsse auftreten. In der Tat waren die maximalen Hochwasserdurchflüsse bei Korneuburg oberhalb von Wien kleiner als in der Wachau (Abb. 6 rechts). Allerdings war dieser Rückgang 2013 weniger stark ausgeprägt als 2002. Dadurch war in Korneuburg der Hochwasserdurchfluss 2013 etwas größer als 2002. Diese mäßige Abnahme der Maximaldurchflüsse auf dem Weg donauabwärts hat verschiedene Gründe. Zwar waren sowohl 2013 als auch 2002 Doppelereignisse, nur folgten 2013 die beiden Niederschlagsmaxima viel knapper aufeinander.

Abb. 6: Links: Statistische Auswertung der Jahreshöchstwerte des Durchflusses der Donau am Pegel Kienstock, Wachau (Fläche 95 970 km²). Rechts: Statistische Auswertung der Jahreshöchstwerte des Durchflusses der Donau am Pegel Korneuburg (Fläche 1015

Das führte dazu, dass an der Donau nur eine einzige Welle auftrat, die allerdings ein sehr großes Volumen besaß. Abb. 7 zeigt die Hochwasserwellen 2013 und 2002 im Vergleich. Es ist zu erkennen, dass die zwei Niederschlagsblöcke beim Hochwasser 2013 an der Saalach zu einer einzigen Welle an der Donau verschmolzen sind. Die Welle weist aber ein größeres Volumen auf als die zweite Welle 2002. Durch das größere Volumen reduzieren Überschwemmungsgebiete den Maximalabfluss weniger stark als bei einer schlankeren Welle. Außerdem dürfte es 2013 in geringerem Maß zu Ausuferungen gekommen sein, was wohl ebenfalls zu einer kleinern Reduktion der Abflüsse flussabwärts beigetragen hat.

Abb. 7: Vergleich des Hochwassers 2013 (dunkle Farben) mit dem Hochwasser 2002 (helle Farben) an den Pegeln Kienstock, Wachau und Korneuburg. Es ist zu erkennen, dass beim Hochwasser 2013 die zwei Niederschlagsblöcke an der Saalach zu einer einzigen Well

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3. Konsequenzen für das Hochwassermanagement

Das Hochwasser 2013 richtete in Österreich erheblichen Schaden an. Hauptverantwortlich für die außergewöhnlich großen Abflüsse waren die hohen Niederschläge und die Überlagerung der Abflussspitzen. Zufolge niedriger Schneefallgrenze fiel im Alpenraum ein Teil des Niederschlags als Schnee, wodurch noch größere Überflutungen verhindert wurden. Durch das große Volumen der Welle, nahm der Hochwasserdurchfluss auf seinem Weg weniger stark ab als beim Hochwasser 2002.

Extreme Hochwässer wie das im Juni 2013 gehen auf extreme Niederschläge verknüpft mit ungünstigen hydrologischen Vorbedingungen im Einzugsgebiet zurück. Modernes Hochwassermanagement sieht eine Kombination von verschiedenen Maßnahmen für den Umgang mit Hochwässern vor. Der wirksamste Hochwasserschutz ist die Bereitstellung einer großen Gebietsfläche, auf der das Wasser mehrere Meter ansteigen kann, also  Retentionsflächen, die das Wasser aufnehmen können. Diese Maßnahmen sind grundsätzlich immer zu begrüßen. Allerdings ist bei Hochwassern der Art des Hochwassers 2013 der Flächenbedarf groß, um eine wirksame Reduktion der Hochwasserstände zu erzielen. Das Ausmaß der Reduktion ist direkt proportional zum zur Verfügung stehenden Retentionsvolumen. Um das Hochwasser 2013 vollständig unterzubringen wäre ein Volumen von ca. 10 Mrd m³ erforderlich. Auf einer Fläche von 100 km² würde dieses Wasservolumen einem Wasserstand von 100 m entsprechen! Kleinere Flächen können und sollen auch wirksam zur Scheitelreduktion beitragen, allerdings nimmt ihr Einfluss mit abnehmender Größe des Retentionsvolumens ab.

In besiedelten Gebieten ist es schwierig ausreichend Flächen für ein wirksame Schutz gegen Hochwässer von Flüssen wie der Donau zur Verfügung zustellen. Deswegen werden Schutzdämme errichtet. Falls hohe Dämme, etwa aus touristischen Gründen ungünstig sind, kommen mobile Hochwasserschutzsysteme zum Einsatz. Zudem kommt dem Objektschutz eine große Bedeutung zu. Dabei geht es um die Eigenverantwortung betroffener Bürger und deren Bereitschaft zur eigenen Risikowahrnehmung und zur Mitwirkung zur Verringerung der Schäden. Für derartige Maßnahmen sind funktionierende Hochwasserfrühwarnsysteme essentiell, um durch rechtzeitige Evakuierung oder Objektschutz den Ausmaß der Schäden zu vermindern. Zentral beim modernen Hochwassermanagement ist das funktionierende Zusammenwirken aller dieser Maßnahmen.

Günter Blöschl, Thomas Nester, Jürgen Komma, Juraj Parajka, 18.6.2013

Anmerkung: Allen Institutionen, die Daten für diese Auswertung zur Verfügung stellten wird ausdrücklich gedankt, insbesondere den Hydrographischen Diensten und der Zentralanstalt für Meteorologie und Geodynamik. Alle hier gezeigten Daten sind vorläufig und unverbindlich.

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Rückfragehinweis

Univ.Prof. Günter Blöschl
Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie
Technische Universität Wien
Karlsplatz 13, 1040 Wien
T: +43-1-58801-22315
bloeschl@hydro.tuwien.ac.at 


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