Ökologischer Hochwasserschutz, also Maßnahmen zur Wiederherstellung von Auen, ist wirksam, technisch möglich und wirtschaftlich effizient. Dieser Ansatz wird jedoch aufgrund der hohen administrativen und rechtlichen Hürden weltweit nicht konsequent umgesetzt. Das zeigt eine Studie von Wissenschaftlern des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB), die zusammen mit anderen Forschungseinrichtungen vier Projekte zur Renaturierung von Flussauen in Deutschland und den USA analysiert haben, bei denen große Synergieeffekte zwischen Hochwasser auftreten Schutz und Regeneration von Ökosystemen wurden erreicht. Auf Basis der Ergebnisse wird Politik und Behörden empfohlen, künftig stärker auf den ökologischen Hochwasserschutz zu setzen und effiziente Lösungen zur Bereitstellung der notwendigen Flächen zu entwickeln. Auch nationale und europäische Umweltziele könnten so besser erreicht werden.
„Herkömmlicher technischer Hochwasserschutz greift stark in die Gewässerstruktur ein, ist teuer, meist starr und lässt sich nicht ohne Weiteres an erhöhte Hochwasserregime infolge von Umweltveränderungen anpassen. Die Maßnahmen schränken auch die natürlichen Funktionen von Auen ein, zu denen die Wasserspeicherung und -verbesserung gehören der Wasserqualität. Zudem gehen Lebensräume für viele Tier- und Pflanzenarten im und am Wasser verloren und damit eine Vielzahl von Vorteilen für uns Menschen. Deshalb brauchen wir weltweit deutlich mehr Hochwasserschutzkonzepte mit mehrfachem Nutzen für die Bevölkerung und die Umwelt Umwelt“, sagt IGB-Forscherin Sonja Jähnig, Autorin der in veröffentlichten Studie Grenzen in der Umweltwissenschaft.
Herkömmlicher Hochwasserschutz kann ein falsches Sicherheitsgefühl vermitteln
Bauliche Maßnahmen wie Deiche, Dämme und künstliche Kanäle fördern die urbane und landwirtschaftliche Entwicklung in Gebieten, die eigentlich dem Zweck der Überschwemmung dienen – den Auen. Durch diese baulichen Maßnahmen wird die so gewonnene Fläche weniger anfällig für kleine bis mittlere Hochwasser. Dadurch entsteht oft der Eindruck, dass die Hochwassergefahr gebannt ist. Als Folge dieses falschen Sicherheitsgefühls unterschätzt die lokale Bevölkerung das Risiko seltener grossflächiger Überschwemmungen und ist umso anfälliger für deren Folgen. Dieser sogenannte „Deicheffekt“ verdeutlicht exemplarisch, dass einige kurzfristig wirksame Anpassungen des Menschen die langfristige Verwundbarkeit des Gesamtsystems tatsächlich erhöhen.
Hochwasserschutz mit wissenschaftlich untersuchtem Mehrfachnutzen
Heute entstehen neue Projekte zur Renaturierung von Flüssen und Auen. Allerdings sind nur wenige von ihnen so geplant, dass sie gleichzeitig mehrere Verbesserungen erzielen, also beispielsweise das Hochwasserrisiko reduzieren, Lebensräume wiederherstellen und die Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel erhöhen. Das Forschungsteam hat daher vier dieser „Multi-Benefit-Projekte“ in Deutschland und in Kalifornien (USA) untersucht und ihre Treiber, Chronologie sowie die umgesetzten Maßnahmen und Hindernisse charakterisiert. Die Forscher analysierten auch die politischen Rahmenbedingungen, die solche Projekte fördern, ermöglichen und manchmal auch behindern.
Beispiele aus Deutschland: Deichrückverlegung an der Elbe und große Schotterbänke für die Isar
Als Beispiel für Deutschland untersuchte das Team zum einen die Deichrückverlegung an der Mittelelbe bei Lenzen. „Die wissenschaftliche Bestätigung, dass der Hochwasserscheitel lokal um fast 50 Zentimeter reduziert wurde und die weitreichende räumliche Schutzwirkung gegen Hochwasser hat dazu beigetragen, die Akzeptanz von Deichrückverlegungen zu erhöhen. Dies wurde bisher nicht so eindeutig gemessen und hat die Position von Deichrückverlegungen widerlegt nichts für den Hochwasserschutz tun. Seitdem wurden ähnliche Projekte an anderen Flüssen in Deutschland umgesetzt“, sagt Dr. Christian Damm vom Karlsruher Institut für Technologie, Autor der Studie. Der ökologische Erfolg des Projekts zeigte sich in der raschen Rückkehr zahlreicher Wasser- und anderer Vogelarten sowie einer Vielzahl wiederhergestellter Lebensraumtypen.
Als zweites Projekt untersuchten die Forscher eine acht Kilometer lange Flussrenaturierung der Isar, die sich von der südlichen Stadtgrenze Münchens bis in die Innenstadt erstreckt – den sogenannten Isarplan. Das Projekt zeigt, dass die Renaturierung von Flüssen und Auen auch in dicht besiedelten städtischen Gebieten möglich ist. Der Isarplan hatte drei Hauptziele: Minimierung des Hochwasserrisikos, Wiederherstellung von Lebensräumen im Fluss und Verbesserung der Erholungsnutzung. „Der Isarplan steht beispielhaft für den Mehrfachnutzen-Ansatz und zeichnet sich durch einen sehr kooperativen Planungsprozess aus“, sagt Jürgen Geist, Forscher an der TU München und Autor der Studie. Das Hochwasserrisiko wurde vor allem dadurch reduziert, dass dem Fluss mit mindestens 90 statt 50 Metern mehr Raum gegeben wurde. Damit erhöhte sich auch die Kapazität im Stadtgebiet, größere Wassermengen zu puffern. Felswände und Betonböschungen, die die Ufer stabilisierten, wurden abgetragen und durch Kies ersetzt, sodass sich Kiesbänke bilden konnten – Laichplätze und Lebensräume für den Huchen (Donaulachs) und andere gefährdete Fischarten wurden geschaffen.
US-Beispiele: Wiederherstellung von Ökosystemen waren eigentlich Nebeneffekte
In den USA analysierten Forscher Hochwasserumgehungen im Einzugsgebiet des Sacramento River. Die Yolo-Umgehung ist eine „Auenumfahrung“, eine Art Hochwasserumleitung mit großer Fläche, langer Verweildauer und hohem ökologischem Potenzial. Der größte Teil der 240 Quadratkilometer großen Fläche ist in Privatbesitz und wird in der Trockenzeit, wenn die Aue weitgehend entwässert ist, landwirtschaftlich genutzt, etwa für den Anbau von Mais, Sonnenblumen und Reis, als Weide oder Brachland. Die restlichen 65 Quadratkilometer sind Schutzgebiet, insbesondere für Vögel und Fische. „Der Yolo Bypass gilt als Modell für ein gut geführtes sozial-ökologisches System: Die öffentlich-private Partnerschaft funktioniert gut. Artenschutz, Hochwasserschutz und Landwirtschaft lassen sich vereinbaren – und das alles in unmittelbarer Nähe einer Großstadt.“ Sonja Jähnig erklärt. Auch die Deichsanierung und Auensanierung am Bear und Feather River wurden erfolgreich umgesetzt, um den lokalen Hochwasserschutz zu erhöhen. Ein zusätzliches niedriges Feuchtgebiet – eine Überschwemmungsmulde – schuf zusätzlichen überfluteten Lebensraum für einheimische Fische.
In den beiden amerikanischen Fällen war die Reduzierung des Hochwasserrisikos der Hauptantrieb für das Projekt – und die Wiederherstellung natürlicher Ökosysteme folgte unbeabsichtigt in einem Fall und als Bedingung für den Erhalt öffentlicher Mittel im anderen Fall.
Erkenntnisse aus dem Projektvergleich: Sieben Faktoren, auf die es ankommt
Anhand der vier Fallstudien identifizierten die Forscher sieben Faktoren, die je nach Ausprägung Mehrfachnutzen-Projekte fördern oder hemmen können. Dazu gehören naheliegende Faktoren wie die Verfügbarkeit von (unbebauten) Flächen, die Einbindung von Forschungserkenntnissen in Planungs- und Entscheidungsprozesse, geeignete politische und regulatorische Rahmenbedingungen oder eine ausreichende Finanzierung. Aber auch soziale Faktoren sind entscheidend – die Wahrnehmung von Hochwasser nicht nur als Bedrohung, sondern als positives Element und wesentliches Merkmal natürlicher Gewässer. Auch das zielorientierte Projektmanagement und die konstruktive Zusammenarbeit aller Beteiligten erwiesen sich als unverzichtbar für den Projekterfolg. Auch wenn diese Projekte heute sehr gute Beispiele zu sein scheinen, waren sie doch nur das Ergebnis eines Zusammenspiels mehrerer günstiger Faktoren und aller nötigen Ausdauer, um schließlich realisiert zu werden, urteilen die Forscher. „Das hängt auch damit zusammen, dass es noch vergleichsweise wenige praktische Erfahrungen aus solchen Mehrfachnutzen-Projekten gibt, man aber mit relativ großen Hürden institutioneller und rechtlicher Art konfrontiert ist Erfolgs- und Risikofaktoren für andere Akteure aufzubereiten, die solche Projekte realisieren wollen“, erklärte Jürgen Geist.
Empfehlungen für Politik und Behörden
Insgesamt kommen die Wissenschaftler zu dem Schluss, dass der ökologische Hochwasserschutz kosteneffizienter ist als bisherige Ansätze, ein großes Synergiepotenzial hat und solche Ansätze mit Mehrfachnutzen daher verstärkt von Politik und Verwaltung berücksichtigt werden sollten. „Gerade in Deutschland werden Hochwasser schnell negativ oder als Risiko gesehen – aber ihr Wert für Natur und Bevölkerung wird übersehen. In diesem Zusammenhang ist das Fehlen von Überschwemmungsgebieten oft ein Diskussionspunkt Verwaltungsebenen von Bund, Ländern und Kommunen würden effiziente Ansätze zur Bereitstellung der benötigten Flächen entwickeln“, sagte Sonja Jähnig.
Diese Bemühungen würden auch zu europäischen und nationalen Umweltzielen wie der europäischen Hochwasserrisikomanagementrichtlinie, der Wasserrahmenrichtlinie, der FFH-Richtlinie sowie der EU-Biodiversitätsstrategie beitragen – letztere sieht unter anderem die Wiederherstellung von 25.000 Kilometern vor der Flüsse in Europa. Das kürzlich vom Umweltministerium und vom Verbraucherschutzministerium vorgestellte Rahmenprogramm „Aktionsprogramm Natürlicher Klimaschutz“ weist mit den ersten beiden Handlungsfeldern „Schutz intakter Moore und Wiedervernässung“ und „Naturnaher Wasserhaushalt“ in die richtige Richtung mit lebendigen Flüssen, Seen und Auen.“ Entscheidend sei nun, so Sonja Jähnig, das Programm so zu gestalten, dass möglichst viele Synergieeffekte erzielt werden können.
Anna Serra-Llobet et al., Wiederherstellung von Flüssen und Überschwemmungsgebieten zur Reduzierung von Lebensräumen und Überschwemmungsrisiken: Erfahrungen mit dem Multi-Benefit-Überschwemmungsmanagement aus Kalifornien und Deutschland, Grenzen in der Umweltwissenschaft (2022). DOI: 10.3389/fenvs.2021.778568