Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt

 
Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
Heft 18 / 2020

Auenmagazin
   Magazin des Auenzentrums Neuburg a. d. Donau
   In Zusammenarbeit mit dem Bayerischen Landesamt für Umwelt
Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
INHALT

                                                                           INHALT

Perspektiven
     Retentionspotenzialanalyse von Renaturierungsmassnahmen an bayerischen Gewässern4���������������������������� 4
     Michael Neumayer, Sonja Teschemacher, Fabian Merk, Markus Disse
     Der River Ecosystem Service Index in der Modellregion
     „Donauauen zwischen Neu-Ulm und Donauwörth“...............................................................................................10
     Marion Gelhaus, Kai Deutschmann, Barbara Stammel
     Ergebnisse aus dem Projekt AQUACROSS...................................................................................................................17
     Andrea Funk, Florian Borgwardt, Daniel Trauner, Javier Martínez-López, Kenneth J. Bagstad, Stefano Balbi,
     Ainhoa Magrach, Ferdinando Villa, Thomas Hein

Berichte und Projekte
     Nebenrinnen am Niederrhein – Raum für europäische Flussnatur an der Wasserstrasse2��������������������������21
     Klaus Markgraf-Maué, Dr. Thomas Chrobock

Auenbewohner
     Erfassung von Mollusken in den Donauauen zwischen Lech- und Usselmündung........................................27
     Julia Sattler, Manfred Colling, Siegfried Geißler, Maria Nißl & Francis Foeckler
     Laufkäfer – Ufer- und Auenbewohner......................................................................................................................36
     Kathrin Januschke & Karsten Hannig

Aus der Forschung
     Indikatoren zur Beurteilung von Eingriffen an Umlagerungsflüssen am Beispiel Obere Isar.....................46
     Alisa Zittel, Johannes Kollmann, Gregory Egger

     Beiträge, die nicht ausdrücklich als Stellungnahme des Herausgebers gekennzeichnet sind, stellen die
     persönliche Meinung der Verfasser / innen dar. Der Herausgeber übernimmt keine Gewähr für die Rich-
     tigkeit, die Genauigkeit und Vollständigkeit der Angaben sowie für die Beachtung privater Rechte Drit-
     ter. Namentlich gekennzeichnete Beiträge geben nicht in jedem Fall die Meinung der Redaktion wieder;
     aus der Veröffentlichung ist keinerlei Bewertung durch die Redaktion ableitbar!

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Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
VORWORT

Liebe Leserinnen und Leser,

mit etwas Verspätung liegt Ihnen nun das erste (und hoffentlich letzte) „Corona“-Heft vor.
Klimatisch hat das Jahr trocken begonnen, aber gerade die letzten Wochen haben sich
feucht gezeigt. Diese Extreme beuteln zwar die Landwirtschaft, tun aber den Auen gut,
denn gerade sie leben von dieser Dynamik. Die Bedeutung der Dynamik als das wesentliche
Kennzeichen intakter Auen zeigt sich direkt oder indirekt in allen Beiträgen dieses Heftes.
Neumayer et al. quantifizieren in ihrem Beitrag aus der Wissenschaft die hydrologische
Wirksamkeit von Renaturierungsmaßnahmen und Auen für den natürlichen und dezen-
tralen Rückhalt. Methodisches Rüstzeug sind Modellansätze in Szenarienrechnungen an
Modellgebieten bayerischer Gewässer. Scheitelabminderungen und –verzögerungen sind
vor allem bei häufigen Ereignissen geringer Jährlichkeiten in den Modellgebieten nach-
weisbar, werden indes vielfach durch lokale Effekte überlagert.

Gelhaus et al. nehmen im Praxistest die geplanten Hochwasserrückhalteräume an der
Donau zwischen Neu-Ulm und Donauwörth ins Visier und vergleichen verschiedene Sze-
narien mit Hilfe des River Ecosystem Services Index RESI, der im Auenmagazin 16 in der
Übersicht bereits vorgestellt wurde. Fazit: Die Verrechnung verschiedener Ökosystemleis-
tungen mit RESI ist ein wertvolles und taugliches Werkzeug zur Darstellung und Vermitt-
lung der Auswirkungen von Maßnahmen und kann eine Entscheidungshilfe bei Maßnah-
menplanungen sein.

Im Mittelpunkt des Beitrags von Funk et al. steht im Projekt AQUACROSS die Wiederher-
stellung und Erhaltung der Multifunktionalität von Fluss-Auen-Systemen, bei dem ein ein-
heitlicher Kriterienansatz länderübergreifend entlang der gesamten Donau von Regensburg
bis zur Mündung eingesetzt wird. Allerdings hat dieser integrative Managementansatz,
der die Multifunktionalität der Auen berücksichtigt, auch seine Grenzen: Regionale Prio-
risierungen oder die Planung von Maßnahmen kann er nicht ersetzen.

In der letzten Ausgabe wurde bereits ein kurzer Rückblick zur Abschlussveranstaltung
zweier EU-LIFE-Projekte am Niederrhein gegeben. In diesem Heft folgt nun der ausführli-
che Bericht, in dem Markgraf-Maué und Dr. Chrobock über die zwei erfolgreichen Maß-
nahmen zur Schaffung einer durchströmten Nebenrinne und eines angebundenen Seiten-
arms am Unteren Niederrhein informieren.

Gleich zwei Artikel im vorliegenden Heft widmen sich ausführlich den „Auenbewohnern“:
Sattler et al. haben am Beispiel der Mollusken das Potenzial geplanter Dynamisierungs-
maßnahmen im Bereich der Auenwälder zwischen Lech- und Usselmündung westlich von
Neuburg an der Donau untersucht, eines der Schlüsselprojekte des Masterplans Bayeri-
sche Donau. Die darin geplanten Dynamisierungs-maßnahmen werden sich positiv auf die
Molluskenfauna auswirken. Wie Januschke und Hannig eindrucksvoll zeigen, gilt dies auch
für Laufkäfer, die sich als Ufer- und Auenbewohner sehr gut an die Dynamik terrestrischer
Auenlebensräume angepasst haben und wertvolle Bioindikatoren sind.

Nun wünschen wir Ihnen viel Freude beim Lesen dieses neuen Auenmagazins und wei-
terhin beste Gesundheit.

                                                         Auenmagazin 18 / 2020                3
Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
PERSPEKTIVEN

M. Neumayer et al.                Retentionspotenzialanalyse von Renaturierungsmaßnahmen an bayerischen Gewässern                                      4-9

RETENTIONSPOTENZIALANALYSE VON RENATURIERUNGSMASSNAHMEN
AN BAYERISCHEN GEWÄSSERN

Michael Neumayer, Sonja Teschemacher, Fabian Merk, Markus Disse

Das ProNaHo-Projekt des Lehrstuhls für Hydrologie und Flussgebietsmanagement der TU München hat das Ziel, bay-
ernweit gültige Aussagen über die Wirksamkeit von natürlichen und dezentralen Hochwasserschutzmaßnahmen zu
erlangen (Rieger et al. 2017). Neben der Untersuchung von dezentralen Kleinrückhaltebecken, Landnutzungsänderun-
gen in der Fläche und dem hydraulischen Einfluss von Biberdämmen möchten die Forscher die Wirksamkeit von Rena-
turierungsmaßnahmen am Gewässer und in der Aue quantifizieren. Das Szenario des potenziell natürlichen Zustands
der Gewässer und der Auenlandschaft wird anhand eines gebietsspezifischen und gewässermorphologischen Leitbilds
erstellt. Das Ziel der beschriebenen Untersuchung ist die Abschätzung des maximal möglichen Retentionspotenzials
und soll nicht als Planung für die praktische Umsetzung der Maßnahmen dienen.

Abb. 1: Anthropogen beeinflusster (oben) und weitestgehend natürlicher (unten) Fließgewässerabschnitt des Otterbachs. (Foto oben: Johanna Springer, Foto un-
ten: René Heinrich)

4                                                               Auenmagazin 18 / 2020
Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
PERSPEKTIVEN

M. Neumayer et al.                 Retentionspotenzialanalyse von Renaturierungsmaßnahmen an bayerischen Gewässern                                                           4-9

Hintergrund                                              duziert und teilweise durch wassersensible                        lungsbereiche identifiziert und im Modell
                                                         Strukturen ( z. B. Siedlungs- und Industrie-                      belassen werden.
Unter Renaturierung versteht man die na-                 flächen) ersetzt worden (vgl. Abbildung 1).
turnahe Wiederherstellung anthropogen be-                                                                                  Basierend auf den Ist-Ohne-Modellen er-
einflusster Ökosysteme bzw. die Erhaltung                Der folgende Beitrag soll Aufschluss über                         stellten die Autoren potenziell natürliche
und Förderung von natürlichen Ökosystemen                das Retentionspotenzial natürlicher Fließ-                        Modellszenarien (Renat-Szenarien). Dabei
(STMUV 2014). Bezogen auf Fließgewässer-                 gewässer- und Auenstrukturen im Vergleich                         streben sie als Szenarienziel der Modellre-
und Auenökosysteme liegt der Schwerpunkt                 zum heutigen Zustand der Flächen geben.                           naturierungen ein natürlich funktionieren-
dieser Studie auf der Untersuchung von Re-               Hierfür selektierten die Autoren jeweils ei-                      des Gewässer in einer unbewirtschafteten,
naturierungs- und Auengestaltungsmaßnah-                 nen Untersuchungsabschnitt an den bayeri-                         d. h. waldbestandenen, Auenlandschaft an.
men, mit Fokus auf deren möglichen Beitrag               schen Gewässern Weißer Main, Roter Main,                          Im Laufe des Projektes hat sich dabei die
zur Stärkung des natürlichen Rückhalts und               Mangfall, Glonn und Otterbach und ana-                            Methodik zur zweidimensionalen hydro-
damit zum Hochwasserschutz.                              lysierten diesen mit Hilfe des zweidimen-                         dynamischen Modellierung von Renaturie-
                                                         sionalen hydraulischen Modells HYDRO-                             rungs- und Auengestaltungsmaßnahmen
Die vorherrschenden Standortbedingungen                  AS-2D.                                                            immer weiterentwickelt. Die unterschiedli-
- Klima, Geologie, Tektonik, Boden und Ve-                                                                                 chen Ansätze lassen sich in insgesamt vier
getation und der davon abhängige Oberflä-                                                                                  verschiedene Methoden unterteilen (siehe
chenabfluss und Landflächenabtrag - prä-                 Erstellung der potenziell                                         Abbildung 2). Hierbei stellt die Nummerie-
gen natürliche Fließgewässer individuell.                natürlichen Modellszenarien                                       rung der Methoden gleichzeitig die chrono-
(Jürging 2001). Dabei bilden sich stand-                                                                                   logische Reihenfolge der Entwicklung dar.
ortspezifische Charakteristika in den dyna-              Um den hydraulischen Einfluss von anthro-
mischen Ökosystembausteinen Abflussge-                   pogenen und gebietsabhängigen Bauwer-                             Nach Methode 1 werden die unterschied-
schehen, Feststoffhaushalt, Morphologie,                 ken (wie z. B. den Talraum querenden Stra-                        lichen Renaturierungsmaßnahmen aus ei-
Wasserqualität und Lebensgemeinschaften                  ßendämmen oder Bahntrassen) zu redu-                              ner eher konzeptionellen Laufverlängerung,
(Jürging 2001). Unsere Vorfahren haben                   zieren, erstellten die Wissenschaftler einen                      Querprofiländerung und Auwaldentwicklung
in den letzten Jahrhunderten die meisten                 bauwerksreduzierten Ist-Zustand (Ist-Ohne)                        getrennt und in Kombination modelliert so-
Fließgewässer in Bayern ausgebaut, um in-                als Ausgangs- und Vergleichszustand für                           wie analysiert. Da Methode 1 aber mit ihren
tensivere Landnutzung und Besiedelung zu                 die Renaturierung. Die Umsetzung dieses                           vereinfachten Einzelmaßnahmen das ange-
ermöglichen. Im Zuge von Begradigungen                   Szenarios berücksichtigt die für das bay-                         strebte Renaturierungsziel einer potenziell
und Laufverkürzungen sind eine Vielzahl in-              erische Auenprogramm erstellte Restrikti-                         natürlichen Gewässermorphologie und Au-
dividueller Charakteristika verloren gegan-              onsanalyse von Pan (2016), auf deren Basis                        enlandschaft nur ungenügend widerspiegelt,
gen, sowie natürliche Retentionsräume re-                wichtige Infrastrukturelemente oder Sied-                         wurde die Methode 1 nicht weiter verfolgt.

                                 Gewässer- und Auenanalyse

              Konzeptionelle Renaturierungs-                                     Intensive Landschafts- und gewässertypspezifische
             und Auengestaltungsmaßnahmen                                               morphologische Leitbildentwicklung

        Unspezifische
                                         Unspezifische                                        Morphologische Parameter
      Laufverlängerung                                                                                                                                       Restriktionen
                           Methode 1       Auwald-
        Unspezifische                    entwicklung
     Gewässeraufweitung
                                                                    Anzahl und                        Variation
                                                                 Detaillierungsgrad               Gewässerstruktur                Modellierung der           Ja       Nein
                  Maßnahmenkombination                              Querprofile                     (Breite/Tiefe)                 Auenstruktur

                                                             niedrig    mittel      hoch      niedrig     mittel    hoch      niedrig   mittel     hoch

                                                           Methode 2                                    Methode 3                                Methode 4

Abb. 2: Unterschiedliche Methoden zur Modellierung von Renaturierungs- und Auengestaltungsmaßnahmen. (Grafik: Neumayer et al. 2018, verändert)

                                                                       Auenmagazin 18 / 2020                                                                                  5
Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
PERSPEKTIVEN

M. Neumayer et al.                Retentionspotenzialanalyse von Renaturierungsmaßnahmen an bayerischen Gewässern                                           4-9

Die Methoden 2 bis 4 basieren demge-                           Untersuchungsgebiete                            Dabei hat die absolut und relativ größte
genüber auf einem ganzheitlichen, ge-                                                                          Fließwegverlängerung im Gebiet der
wässerspezifischen Renaturierungsansatz                        Abbildung 3 stellt die Lage sowie die wich-     Glonn mit einer Zunahme um ca. 11,8 Ki-
im Modellaufbau. Die Methoden erlauben,                        tigsten Kenngrößen der fünf hydraulischen       lometer (dies entspricht 87 Prozent) statt-
das spezifische hydromorphologische Leit-                      Untersuchungsabschnitte dar. Die Gebiets-       gefunden. Dahingegen ergibt sich für das
bild einer potenziell natürlichen Auenland-                    eigenschaften wie das induzierte Einzugs-       Renat-Modell des Otterbachs, der zum
schaft anhand von gewässer- und vorland-                       gebiet am Modellauslass, die Talmittellinie     Großteil in sehr engen Kerb- und Kerb-
morphologischen Untersuchungen sowie                           sowie das durchschnittliche Geländege-          sohlentälern verläuft, mit 1,4 Kilometern
auf Grundlage von Literatur zur Gewäs-                         fälle sind für das Ist-Modell und das je-       (ca. neun Prozent) die geringste Fließweg-
sertypologie (Pottgiesser & Sommerhäu-                         weilige Renaturierungsszenario identisch.       verlängerung.
ser 2008, Dahm et al. 2014, Koenzen 2005,
Briem 2002) abzuleiten und in Modellpa-                        Die untersuchten Einzugsgebietsgrößen am        Zudem bedingt die Fließwegverlängerung
rameter umzusetzen.                                            Auslass der Modellabschnitte liegen zwi-        in allen Renat-Modellen einen höheren
                                                               schen 570 Quadratkilometer (Weißer Main)        Windungsgrad und ein flacheres Sohlge-
Insgesamt betrachtet, erhöhen sich mit an-                     und 91 Quadratkilometer (Otterbach). In         fälle im Vergleich zum Ist-Zustand. Im po-
steigender Methodennummer der Detail-                          allen Untersuchungsabschnitten führen           tenziell natürlichen Szenario an der Glonn
lierungsgrad der modellierten Auenent-                         die Renaturierungsmaßnahmen zu einer            wird der Einfluss der großen Fließwegver-
wicklung, der Datenbedarf, der Aufwand                         Verlängerung des Fließweges, da die Ge-         längerung auf den Windungsgrad deut-
der Modellerstellung sowie die Parame-                         wässer durch anthropogene Verbauungen,          lich. Dieser hat sich mit einer Zunahme von
trisierungsmöglichkeiten und die Simula-                       meist aufgrund der Erhöhung der agrar-          1,0 auf 1,9 fast verdoppelt. In den beiden
tionsdauer.                                                    wirtschaftlichen Nutzung im Auenbereich,        Maingebieten hat sich im Renat-Modell
                                                               begradigt wurden. Der Umfang der Fließ-         der Windungsgrad jeweils um 0,3 erhöht,
Detaillierte Untersuchungen haben gezeigt,                     wegverlängerung ist dabei in jedem Unter-       wobei der Rote Main aufgrund der engen
dass Methode 3 unter den genannten As-                         suchungsgebiet von dem heutigen Ausbau-         Talprofile im oberen Modellierungsab-
pekten und der Güte der Modellergebnisse                       zustand sowie dem jeweils zu erwartenden        schnitt insgesamt einen niedrigeren Win-
die wirtschaftlichste Variante darstellt.                      natürlichen Windungsgrad abhängig.              dungsgrad aufweist.

                         Weißer Main                                                                    Roter Main
                         Einzugsgebietsgröße:      570 km2                                              Einzugsgebietsgröße:   335 km2
                         Talmittellinie:           17,6 km                                              Talmittellinie:        21,5 km
                         Flusslänge:               24,2 | 30,8 km                                       Flusslänge:            26,1 | 31,8 km
                         Ø Vorlandgefälle:         4,1 ‰                                                Ø Vorlandgefälle:      3,5 ‰
                                                                                         Deutschland    Ø Sohlgefälle:         2,89 | 2,41 ‰
                         Ø Sohlgefälle:            3,04 | 2,33 ‰
                         Windungsgrad:             1,37 | 1,75                           Bayern         Windungsgrad:          1,22 | 1,48

           Otterbach                                                                                                 Mangfall
           Einzugsgebietsgröße:   91 km2                                                                             Einzugsgebietsgröße:   343 km2
           Talmittellinie:        13.5 km                                                                            Talmittellinie:        8,6 km
           Flusslänge:            15,6 | 17,0 km                                                                     Flusslänge:            9,1 | 10,9 km
           Ø Vorlandgefälle:      10,1 ‰                                                                             Ø Vorlandgefälle:      7,4 ‰
           Ø Sohlgefälle:         8,87 | 8,15 ‰                                                                      Ø Sohlgefälle:         7,05 | 5,83 ‰
           Windungsgrad:          1,15 | 1,25                                                                        Windungsgrad:          1,06 | 1,27

                         Glonn                                                                          Parameter
                         Einzugsgebietsgröße:      104 km2                                                   grün:Renaturiertes Modellszenario
                         Talmittellinie:           13,1 km                                                   blau: Ist-Zustand
                         Flusslänge:               13,6 | 25,4 km                                       Einzugsgebietsgrößen
                         Ø Vorlandgefälle:         1,5 ‰                                                          > 500 km2
                         Ø Sohlgefälle:            1,46 | 0,78 ‰                                                  151 – 500 km2
                         Windungsgrad:             1,04 | 1,94                                                    0 - 150 km2

Abbildung 3: Übersicht der wichtigsten Gebiets- und Modellcharakteristika aller fünf Untersuchungsabschnitte der Renat-Szenarien im Vergleich zu denen des
Ist-Zustands. (Grafik: Neumayer 2019 et al., verändert)

6                                                                       Auenmagazin 18 / 2020
Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
PERSPEKTIVEN

M. Neumayer et al.                                                       Retentionspotenzialanalyse von Renaturierungsmaßnahmen an bayerischen Gewässern                              4-9

                                                      30
  Scheitelabminderung (%) / Scheitelverzögerung (h)

                                                                                                                                                       konv-HQ5     Scheitelabminderung
                                                      25                                                                                               konv-HQ20    Scheitelabminderung
                                                                                                                                                       adv-HQ5      Scheitelabminderung
                                                                                                                                                       adv-HQ20     Scheitelabminderung
                                                      20                                                                                               adv-HQ100    Scheitelabminderung
                                                                                                                                                       adv-HQ300    Scheitelabminderung
                                                                                                                                                       konv-HQ5     Scheitelverzögerung
                                                      15                                                                                               konv-HQ20    Scheitelverzögerung
                                                                                                                                                       adv-HQ5      Scheitelverzögerung
                                                                                                                                                       adv-HQ20     Scheitelverzögerung
                                                      10                                                                                               adv-HQ100    Scheitelverzögerung
                                                                                                                                                       adv-HQ300    Scheitelverzögerung

                                                       5

                                                       0

                                                      -5
                                                           Weißer Main          Roter Main                Mangfall                Glonn                 Otterbach

Abb. 4: Gebietsübergreifende Darstellung der Retentions- und Translationseffekte zwischen den Hochwasserscheiteln der Modellszenarien Ist-Ohne und Renat
am Gebietsauslass. (Grafik: Michael Neumayer)

An der Mangfall und am Otterbach erhöht                                                      jeweiligen Gebietsauslass für jedes unter-    abminderungen und -verzögerungen von
sich der ursprüngliche Windungsgrad von                                                      suchte Hochwasserereignis dar. Eine posi-     bis zu 28,1 Prozent und 7,75 h konnten die
1,1 auf 1,3. Auch hier sind die vorherr-                                                     tive Scheitelabminderung bedeutet einen       Autoren beim konvektiven HQ5 im Unter-
schenden engen Talformen sowie die Cha-                                                      niedrigeren Scheitelabfluss im Renat-Sze-     suchungsgebiet der Glonn, das durch breite
rakteristika der Fließgewässer für die ge-                                                   nario. Des Weiteren bedeutet eine posi-       und relativ flache Vorländer charakterisiert
ringe Laufverlängerung und den daraus                                                        tive Scheitelverzögerung eine zeitlich ver-   ist, feststellen. Damit sind die erreichten
resultierenden niedrigen Windungsgrad                                                        zögerte Hochwasserspitze im renaturierten     Scheitelabminderungen über fünf Mal so
ausschlaggebend.                                                                             Modell. Sind die Werte dahingegen nega-       groß wie die des Weißen Mains (570 Qua-
                                                                                             tiv, dreht sich der beschriebene Effekt um.   dratkilometer), welcher am Gebietsauslass
                                                                                             Gebiets- und ereignisunabhängig stellen       im Mittel die zweithöchsten Abminderun-
Skalenübergreifender Vergleich                                                               sich im renaturierten Szenario vergrößerte    gen aufweist. Mit knapp über 100 Quadrat-
der resultierenden Scheitelab-                                                               Überflutungsbereiche durch erhöhte Was-       kilometern zählt das Untersuchungsgebiet
minderungen und -verzögerungen                                                               serstände im Vorland sowie aufgrund von       der Glonn zusammen mit dem Otterbach
                                                                                             günstigeren Ausuferungsbedingungen ein.       (91 Quadratkilometer) zu den kleinsten Un-
Insgesamt wurden fünf Hochwasserereig-                                                                                                     tersuchungsgebieten dieser Studie. Trotz
nisse unterschiedlicher Jährlichkeit und zu-                                                 In allen Gebieten, mit Ausnahme des Ot-       der zur Glonn ähnlichen Gebietsgröße des
grundeliegender Niederschlagscharakteris-                                                    terbachs, zeigen die Renaturierungsmaß-       Otterbachs resultieren hier die Maßnah-
tik in jedem Untersuchungsgebiet simuliert.                                                  nahmen bei den kleinvolumigeren kon-          men nicht in ähnlich hohen Wirksamkei-
Hierfür unterschieden die Autoren die Nie-                                                   vektiven Hochwasserereignissen größere        ten, sondern führen zum Großteil sogar
derschlagsereignisse nach konvektiven                                                        Scheitelabminderungen als bei den kor-        zu Scheitelerhöhungen am Gebietsauslass.
(hohe Niederschlagsintensität, kurz: „Som-                                                   respondierenden advektiven Ereignissen.       Detaillierte Analysen haben gezeigt, dass
mergewitter“) und advektiven (mittlere In-                                                   Ebenso nimmt die Wirksamkeit der umge-        der gegen Modellende einmündende ab-
tensität, lange: „Dauerregen“) Ereignissen.                                                  setzten Maßnahmen gebietsübergreifend,        flussstarke Sulzbach die durch die Rena-
Im Gebiet der Glonn wurde zusätzlich ein                                                     unabhängig von der dem Hochwasser zu-         turierungsmaßnahmen erreichten Schei-
300-jährliches advektives Extremereignis                                                     grundeliegenden Niederschlagscharakte-        telabminderungen und -verzögerungen am
berechnet. Abbildung 4 stellt die sich er-                                                   ristik, mit zunehmender Jährlichkeit ab.      Gebietsauslass des Otterbachs maßgeblich
gebenden Abminderungen und Verzöge-                                                          Die Scheitelverzögerungen zeigen ähnli-       verringert. Vor dem Zusammenfluss ha-
rungen des Hochwasserscheitels zwischen                                                      che Tendenzen wie die Scheitelabminde-        ben sich hier Scheitelabminderungen bis zu
dem Ist-Ohne und dem Renat-Szenario am                                                       rungen. Die insgesamt größten Scheitel-       8,2 Prozent ergeben.

                                                                                                      Auenmagazin 18 / 2020                                                               7
Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
PERSPEKTIVEN

M. Neumayer et al.               Retentionspotenzialanalyse von Renaturierungsmaßnahmen an bayerischen Gewässern                                     4-9

                                                                                                             Tabelle 1 stellt den Verlauf der Scheitel-
                                                                                                             abminderung und -verzögerung entlang
                                                                                                             des Otterbachs dar. Hierbei wird der starke
                                                                                                             Einfluss des Sulzbachs, welcher zwischen
                                                                                                             Kontrollquerschnitt fünf („Vor Unterlich-
                                                                                                             tenwald“) und sechs („Auslass“) in den Ot-
                                                                                                             terbach einmündet, ersichtlich.

                                                                                                             Im Untersuchungsgebiet der Mangfall hin-
                                                                                                             gegen haben die Renaturierungsmaßnah-
                                                                                                             men basierend auf den Ergebnissen entlang
                                                                                                             des Fließgewässerverlaufs und am Gebiets-
                                                                                                             auslass mit maximal 0,6 Prozent Schei-
                                                                                                             telabminderung und 2 h Verzögerung den
                                                                                                             geringsten Einfluss auf den Hochwasser-
                                                                                                             scheitel gezeigt. Die Mangfall gehört da-
                                                                                                             bei mit 343 Quadratkilometern zusammen
Lage der Kontrollquerschnitte in den Untersuchungsabschnitten. (Lageplan Kontrollpunkte: Michael Neumayer,   mit dem Roten Main (335 Quadratkilome-
Geobasisdaten: ATKIS Basis-DLM25 © Bayerische Vermessungsverwaltung, 2014)                                   ter) zu den mittelgroßen hydraulischen Un-
                                                                                                             tersuchungsgebieten. Die Maßnahmen am
Tab. 1: Maximale Scheitelabflüsse sowie zugehörige Retentionen und Translationen an charakteris-             Roten Main zeigen ähnlich große Wirk-
tischen Abschnitten des Otterbachs.                                                                          samkeiten wie am Weißen Main, werden
                                                                                                             jedoch stärker durch Überlagerungseffekte
Ereignis    ID Kontroll-              EZG- Scheitel-            Scheitel-            Scheitel-               mit seitlichen Zuflüssen beeinflusst. Dies
               querschnitt            Größe abfluss [m3/s]      abminderung [%]      verzögerung [h]
                                      [km2] IstOhne Renat       Renat/IstOhne        Renat/IstOhne
                                                                                                             führt im Falle des advektiven 20-jährli-
                                                                                                             chen Ereignisses sogar zu einer leichten
adv HQ5      1 Steinsölden             24       5,71    5,68                   0,6                  0,75     Scheitelerhöhung.
             2 Vor Himmelmühlbach      26       6,12    6,06                   0,9                  0,75
             3 Vor Steinseige          41      10,30    9,94                   3,4                  0,75
             4 Vor Diebsgraben         45      11,47   11,04                   3,8                  0,50
                                                                                                             Fazit
             5 Vor Unterlichtenwald    50      13,20   12,60                   4,5                  1,00
             6 Auslass                 91      18,30   18,04                   1,4                  2,25
                                                                                                             Insgesamt konnten die Autoren in allen
adv HQ20     1 Steinsölden             24       8,36    8,32                   0,4                  1,00     Gebieten nachweisen, dass lokale Wellen-
             2 Vor Himmelmühlbach      26       8,92    8,87                   0,5                  0,25     überlagerungseffekte die Auswirkungen
             3 Vor Steinseige          41      14,01   13,86                   1,1                  0,25     der Renaturierungs- und Auengestaltungs-
             4 Vor Diebsgraben         45      15,32   15,23                   0,6                 -0,25
                                                                                                             maßnahmen auf den Hochwasserverlauf
             5 Vor Unterlichtenwald    50      17,36   17,12                   1,4                  1,00
                                                                                                             beeinflussen. Dies ist besonders gut am
             6 Auslass                 91      26,41   26,50                  -0,4                  0,25
                                                                                                             Beispiel des Otterbachs an der Einmün-
adv HQ100    1 Steinsölden             24      12,18   12,10                   0,6                  0,00     dung des Sulzbachs zu erkennen. Basierend
             2 Vor Himmelmühlbach      26      12,94   12,90                   0,3                  0,25     auf den vorhandenen Analysen ist anzu-
             3 Vor Steinseige          41      19,55   19,47                   0,4                  0,25     nehmen, dass sowohl die Lage der Mün-
             4 Vor Diebsgraben         45      21,24   21,11                   0,6                 -0,25
                                                                                                             dung eines Zuflusses im Modellierungs-
             5 Vor Unterlichtenwald    50      23,34   23,26                   0,4                  0,25
                                                                                                             abschnitt als auch dessen relativer Anteil
             6 Auslass                 91      37,60   37,71                  -0,3                  0,25
                                                                                                             am Gesamtabfluss eine entscheidende
konv HQ5     1 Steinsölden             24       8,89    8,80                   1,0                  0,25     Rolle für den Grad der Auswirkungen der
             2 Vor Himmelmühlbach      26       8,98    8,94                   0,5                  0,25     Überlagerungseffekte spielt. Diese Über-
             3 Vor Steinseige          41      12,30   11,69                   4,9                  1,50
                                                                                                             lagerungseffekte variieren zwischen den
             4 Vor Diebsgraben         45      12,63   11,86                   6,0                  1,50
                                                                                                             Gebieten und Ereignissen in Folge unter-
             5 Vor Unterlichtenwald    50      13,08   12,01                   8,2                  1,75
                                                                                                             schiedlicher Gewässerstrukturen und Nie-
             6 Auslass                 91      16,87   17,05                  -1,0                  0,50
                                                                                                             derschlagsverteilungen teilweise sehr stark
konv HQ20    1 Steinsölden             24      13,06   12,90                   1,3                  0,25     und können sowohl positive als auch ne-
             2 Vor Himmelmühlbach      26      13,28   13,12                   1,2                  0,00     gative Einflüsse auf die Scheitelabminde-
             3 Vor Steinseige          41      18,03   17,57                   2,5                  0,25
                                                                                                             rungen und -verzögerungen haben. Dies
             4 Vor Diebsgraben         45      18,27   17,88                   2,1                  0,25
                                                                                                             zeigt, dass ein Zusammenspiel vieler ge-
             5 Vor Unterlichtenwald    50      18,83   18,20                   3,4                  0,50
                                                                                                             biets- und ereignisspezifischer Faktoren die
             6 Auslass                 91      24,91   25,09                  -0,7                  0,25
                                                                                                             Wirksamkeit der Maßnahmen beeinflusst.

8                                                                 Auenmagazin 18 / 2020
Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
PERSPEKTIVEN

M. Neumayer et al.          Retentionspotenzialanalyse von Renaturierungsmaßnahmen an bayerischen Gewässern                         4-9

Da diese nur bedingt vorhergesagt werden      Literatur                                           wirkenden Restriktionen (Restriktions-
können, erfordert dies die entsprechende                                                          analyse). Hg. v. Bayerisches Landesamt
Modellierung eines zu untersuchenden Ge-      Briem, E. & Mangelsdorf, J. (2002): Fließ-          für Umwelt, Referat 64. München.
biets. Insgesamt resultieren die modellier-        gewässerlandschaften in Bayern. Hg.       Pottgiesser, T. & Sommerhäuser, M. (2008):
ten Renaturierungs- und Auengestaltungs-           v. Bayerisches Landesamt für Was-              Beschreibung und Bewertung der
maßnahmen, mit Ausnahme der Glonn, in              serwirtschaft. Wasserwirtschaftsamt            deutschen  Fließgewässertypen - Steck-
vergleichsweise niedrigen Wirksamkeiten            Deggendorf.                                    briefe und Anhang. Hg. v. Umwelt-
in Bezug auf die Abminderung von Hoch-        Dahm, V., Kupilas, B., Rolauffs, P., Hering,        bundesamt, Bund / Länder-Arbeits-
wasserereignissen, was auf die geringen            D., Haase, P., Kappes, H., Leps, M.,           gemeinschaft Wasser (LAWA).
zusätzlich aktivierten Retentionsvolumina          Sundermann, A., Döbbelt-Grüne, S.,        Rieger, W., Teschemacher, S., Haas, S.,
zurückzuführen ist. Die für kleine Hoch-           Hartmann, C., Koenzen, U., Reuvers,            Springer, J. & Disse M. (2017): Mul-
wasserereignisse verhältnismäßig große             C., Zellmer, U., Zins, C. & Wagner, F.         tikriterielle Wirksamkeitsanalysen
Retentionswirkung des modellierten Re-             (2014): Hydromorphologische Steck-             zum dezentralen Hochwasserschutz.
nat-Szenarios an der Glonn ist auf meh-            briefe der deutschen Fließgewässer-            In: Heimerl S. (eds) Vorsorgender und
rere Faktoren zurückzuführen. Zum einen            typen. Anhang 1 von „Strategien zur            nachsorgender Hochwasserschutz.
begünstigt die stark anthropogen geprägte          Optimierung von Fließgewässer-Re-              Springer Vieweg, Wiesbaden.
Gewässer- und Auenlandschaft in Kombi-             naturierungsmaßnahmen und ihrer           StMUV (2014): Hochwasserschutz: Akti-
nation mit breiten und flachen Vorländern          Erfolgskontrolle“. Hg. v. Umweltbun-           onsprogramm 2020plus. München:
eine Aktivierung zusätzlicher Retentions-          desamt. Dessau-Roßlau.                         StMUV.
volumina im Renat-Szenario. Zum anderen       Jürging, P. (2001): Wasserbauliche Aspekte
wirken sich die während der untersuchten           bei der Renaturierung von Fließge-
Ereignisse auftretenden Überlagerungs-             wässern, Fließgewässerdynamik und
effekte positiv auf die Scheitelabminde-           Offenlandschaften. In: Bayerisches         Kontakt:
rung aus.                                          Landesamt für Umwelt (Hrsg.). Fach-
                                                   tagung, 7–18.                              Technische Universität München
Des Weiteren haben natürliche Fließge-        Koenzen, U. (2005): Fluss- und Stromauen in     Lehrstuhl für Hydrologie
wässer und Auenlandschaften unabhän-               Deutschland - Typologie und Leitbil-       und Flussgebietsmanagement
gig von der Retentionswirkung im Hoch-             der -. Ergebnisse des F+E-Vorhabens        Arcisstraße 21
wasserfall positive Synergieeffekte auf die        „Typologie und Leitbildentwicklung         80333 München
angrenzenden Ökosysteme. So können bei-            für Flussauen in der Bundesre-
spielsweise durch die verbesserte Fluss-           publik Deutschland“ des Bundesam-          M. Sc. Michael Neumayer
Aue-Vernetzung neue Feuchtbiotope ge-              tes für Naturschutz; FKZ: 803 82 100.      Tel.: +49 (89) 289 - 23226
schaffen werden.                                   Zugl.: Köln, Univ., Diss., 2005. Bonn-     E-Mail: michael.neumayer@tum.de
                                                   Bad Godesberg: Bundesamt für Na-
                                                   turschutz (Angewandte Landschafts-         M. Sc. Sonja Teschemacher
Danksagung                                         ökologie, 65).                             Tel.: +49 (89) 289 - 23218
                                              Neumayer, M., Heinrich, R., Rieger, W. &        E-Mail: sonja.teschemacher@tum.de
Wir bedanken uns beim Bayerischen Lan-             Disse, M. (2018): Vergleich unter-
desamt für Umwelt und dem Bayerischen              schiedlicher Methoden zur Model-           M. Sc. Fabian Merk
Staatsministerium für Umwelt und Ver-              lierung von Renaturierungs- und            Tel.: +49 (89) 289 - 23227
braucherschutz für die Betreuung und Fi-           Auengestaltungsmaßnahmen           mit     E-Mail: fabian.merk@tum.de
nanzierung des Projektes ProNaHo. Des              zweidimensionalen hydrodynamisch-
Weiteren danken wir auch der Hydrotec              numerischen Modellen. – Forum für          Prof. Dr.-Ing. Markus Disse
Ingenieurgesellschaft für Wasser und Um-           Hydrologie und Wasserbewirtschaf-          Tel.: +49 (89) 289 - 23916
welt mbH und dem Leibniz Rechenzentrum             tung 39.                                   E-Mail: markus.disse@tum.de
für die freundliche Unterstützung bei der     Neumayer, M., Teschemacher, S. & Disse, M.
Realisierung der im Rahmen des Projektes           (2019): Modelling river restoration
durchzuführenden Simulationen.                     and floodplain measures in Bavaria
                                                   on different scales. Poster. European
                                                   Geosciences Union, Vienna.
Weitere Informationen:                        PAN (2016): Planungsbüro für angewand-
Dieser Beitrag enthält Auszüge aus dem             ten Naturschutz GmbH. Entwicklung
Tagungsbeitrag von Neumayer et al.                 und Anwendung einer Methodik zur
(2018).                                            Analyse der innerhalb der Auenkulisse

                                                        Auenmagazin 18 / 2020                                                         9
Heft 18 / 2020 - Auenzentrum Neuburg-Ingolstadt
PERSPEKTIVEN

M. Gelhaus et al.      Der River Ecosystem Service Index in der Modellregion „Donauauen zwischen Neu-Ulm und Donauwörth“                        10-16

Berücksichtigung vielfältiger Ökosystemleistungen bei der Planung von Hochwasserschutzmaßnahmen

DER RIVER ECOSYSTEM SERVICE INDEX IN DER MODELLREGION
„DONAUAUEN ZWISCHEN NEU-ULM UND DONAUWÖRTH“

Marion Gelhaus, Kai Deutschmann, Barbara Stammel

Geplante Hochwasserrückhalteräume an der Donau in Bayern bilden das Grundgerüst für Szenarien, in denen Öko-
systemleistungen für einen Alternativenvergleich herangezogen wurden. Der Vergleich wurde mit Hilfe des River Eco-
system Services Index RESI erstellt, der im Auenmagazin 16 vorgestellt wurde. Der RESI ergänzt die klassischen mo-
netären Bewertungsverfahren wie etwa die Kosten-Nutzen-Analyse durch eine fünfstufig skalierte Bewertung von
27 Ökosystemleistungen, basierend auf einer quantitativen und räumlich expliziten Erfassung (Pusch et al. 2019). Für
das Fallbeispiel Donau zeigt er klar die Vor- und Nachteile verschiedener Planungszustände für unterschiedliche Sek-
toren auf und ermöglicht so eine integrative Entscheidungsfindung.

Ökosystemleistungen an der Donau                    nutzen die Bewohner der Donaugegend die               Mensch und mittlere bis geringe Risiken für
                                                    Ökosystemleistungen noch, wenn auch in                die Schutzgüter Umwelt, Kulturerbe (abge-
Die Donau als seit Jahrtausenden genutz-            anderer Art und Weise oder mit anderer                sehen von Regensburg als UNESCO-Welt-
ter Transportweg war früh auch Sied-                Bedeutung (z. B. Hochwasserretention, Re-             kulturerbe) und Wirtschaft. Für ein Extrem-
lungs- und befestigter Grenzraum. In Bay-           tention von Nährstoffen, Bereitstellung von           hochwasser ist das Risiko für die Schutz-
ern zeugen hiervon nicht nur keltische und          Trinkwasser).                                         güter Mensch und Wirtschaft mittel bis
römische Gründungen wie Manching oder                                                                     hoch, für Umwelt hoch bis gering, für Kul-
Regensburg, sondern eine Reihe von Or-                                                                    tur überwiegend gering (LfU 2015). Risiko-
ten mit teilweise im Mittelalter entstande-         Hochwasserschutz an der Donau                         schwerpunkte insbesondere für das Schutz-
nen historischen Stadtkernen. Für die Be-                                                                 gut Wirtschaft sind entlang der Donau u.a.
wohner all dieser Orte waren seit jeher die         Hochwasserrisiken an der Donau in Bayern              die Planungseinheiten von Neu-Ulm bis vor
Ökosystemleistungen der Donau und ih-               Die gesamte Donau in Bayern ist als Ge-               Regensburg (StMUV 2015). Im Bereich ei-
rer Auen essentiell, beispielsweise für den         wässer mit besonderem Hochwasserrisiko                nes extremen Hochwassers liegen in Bayern
Fischfang, den Transport auf dem Wasser-            eingestuft (LfU 2010). Dabei besteht für ein          163 Ortslagen, 15 Industrie- und Gewerbe-
weg, den Einschlag von Bau- und Nutzholz            hundertjährliches Hochwasser ein über-                gebiete (Abb. 1) sowie 23 Staue mit Was-
und die Beweidung der Aue. Auch heute               wiegend mittleres Risiko für das Schutzgut            serkraftanlagen überregionaler Bedeutung.

                                   Gewässer                                    Siedlungsbebiet                      Flutpolder
                                          Donau                                       Gewerbe/Industrie                im Bau
                                          Donau (Untersuchungsgebiet)                 Wohngebiete u.a.                 in Planfeststellung
                                          Donau (Bundeswasserstraße)                                                   ROV abgeschlossen
                                          Main-Donau-Kanal                                                             Vorplanung

Abb. 1: In Bayern liegende Strecke der Donau mit Siedlungsgebieten, Wasserstraßenfunktion, Rückhalteräumen und untersuchtem Abschnitt (gelb).
(Hintergrundkarte: © Bayerische Vermessungsverwaltung, 2019)

10                                                              Auenmagazin 18 / 2020
PERSPEKTIVEN

M. Gelhaus et al.     Der River Ecosystem Service Index in der Modellregion „Donauauen zwischen Neu-Ulm und Donauwörth“                     10-16

Hinzu kommen 37 Anlagen, welche die              sind die Ziele des Naturschutzes allerdings         im Jahr möglich. Im Gegensatz dazu sind im
entsprechenden Stellen in das Europäische        hochrangig. Bei den forstwirtschaftlichen           Planungszustand 2 (PZ 2) die Retentionsflä-
Schadstoff-Freisetzungs- und Verbringungs-       Zielsetzungen ist zu beachten, dass erhebli-        chen um landwirtschaftliche Flächen erwei-
register (E-PRTR) aufgenommen haben              che Flächenanteile zum Staatswald und zum           tert und ökologische Flutungen deswegen
(Stand 2017, www.thru.de), was bedeutet,         Körperschaftswald gehören (StMELF 2019).            nicht vorgesehen.
dass Hochwasser an diesen Orten schwer-
wiegende Auswirkungen haben können. Die          Maßnahmenplanung an der
Notwendigkeit des Schutzes vor Hochwas-          schwäbischen Donau                                  Praxisbeispiel für die Entwicklung
ser und des Hochwasserrückhalts in diesem        In einem Hochwasserdialog definierten Inte-         und Erprobung des River Ecosystem
Raum wird dadurch offensichtlich.                ressensvertreter zentrale Anliegen, darunter        Service Index (RESI)
                                                 die Verbesserung des Grundschutzes gegen
                                                 ein hundertjährliches Hochwasser auch durch         Ökosystemleistungen im RESI
Situation an der „schwäbischen Donau“            Deichrückverlegungen und den vorrangigen            Die vielfältigen Auswirkungen der verschie-
Um den Hochwasserrückhalt an der Donau zu        Rückhalt in den Auwäldern. Hieraus folgte           denen Planungszustände nicht nur auf den
verbessern, führt der Freistaat Bayern derzeit   die Suche nach geeigneten Rückhalteräu-             Hochwasserschutz, sondern auch auf den
an sieben Standorten Planungsvorhaben für        men mit einem erzielbaren Speichervolumen           Menschen und seine Nutzung von Ökosys-
den gesteuerten Rückhalt von Extremabflüs-       von mindestens fünf Millionen Kubikmetern,          temleistungen werden durch den River Eco-
sen durch. Ein Schwerpunktgebiet liegt dabei     vorzugsweise auf Wald- und Wasserflächen.           system Service Index (RESI) bewertet. Der
an der schwäbischen Donau. Diese Planun-         Es ergaben sich zwölf mögliche Standorte,           RESI ist ein Werkzeug, welches Anwen-
gen sind eingebettet in das Aktionsprogramm      die sich nach weiterer Untersuchung auf zu-         dern erlaubt Maßnahmen in Flussauen in-
Hochwasserschutz 2020plus (StMUV 2014).          nächst acht, dann auf die drei möglichen            tegrativ, also nicht sektoral, in ihrer Wir-
                                                 Standorte Neugeschüttwörth, Leipheim und            kung auf den Menschen zu untersuchen.
Das für den Abschnitt von der Iller- bis         Helmeringen reduzierten, und die als Entlas-        Nähere Erläuterungen dazu finden sich im
unterhalb der Lechmündung zuständige             tung für den Extremhochwasserfall gedacht           Auenmagazin 16 (Pusch et al 2019) oder im
Wasserwirtschaftsamt Donauwörth hat              sind und nur dann zum Einsatz kommen sol-           RESI-Handbuch (Podschun et al. 2018), die
das Hochwasserschutz-Aktionsprogramm             len. Hinzu kommen sechs ungesteuerte Re-            online frei verfügbar sind. Hier sind auch die
„Schwäbische Donau“ aufgestellt. Teil die-       tentionsräume, die bereits bei einem kleine-        einzelnen Berechnungsmethoden in Daten-
ses Aktionsprogramms ist das erweiterte          ren Hochwasser anspringen sollen. Für diese         blättern zusammengefasst. Aus der Liste von
Rückhalte-Projekt, das die Verbesserung          insgesamt neun Rückhalteräume bereitet das          27 Ökosystemleistungen (ÖSL) (Podschun et
des Hochwasserrückhalts durch zusätzli-          Wasserwirtschaftsamt Donauwörth derzeit             al. 2018) wurden an der „Schwäbischen Do-
che Rückhaltemaßnahmen an der Donau              ein gemeinsames Raumordnungsverfahren               nau“ 13 ÖSL (siehe Tabelle 2) zunächst ein-
bewirken soll (WWA Donauwörth 2019).             vor. (WWA Donauwörth 2019).                         zeln in einer 5 stufigen Skala bewertet und
                                                                                                     anschließend zu einem Indexwert zusam-
Die monetären Schadenspotenziale liegen          In zwei unterschiedlichen Planungszuständen         mengefasst. Die Bewertung erfolgte anhand
dort bei fast drei Milliarden Euro Schaden       wurden neben der Abhängigkeit von der Art           von ein Kilometer langen Fluss-Auen-Seg-
im Fall eines extremen Hochwassers, wäh-         des Hochwassers und der Steuerung dieser            menten (Brunotte et al. 2009), die sich wie-
rend bei einem HQ100 (ohne Deichversagen)        Flächen auch Flächen, Landnutzungen und             derum in die Kompartimente Fluss, rezente
rund 120 Millionen Euro Schaden zu erwar-        ökologische Flutungen betrachtet. Im Pla-           Aue und Altaue einteilen lassen. Je nachdem,
ten sind. Betroffen wären ca. 19.000 Men-        nungszustand 1 (PZ 1) sind landwirtschaft-          ob der Fluss oder mehrere Kompartimente
schen bei einem extremen Hochwasser bzw.         liche Flächen aus dem Retentionsraum aus-           die ÖSL bereitstellen, ziehen Nutzer entwe-
ca. 4.000 bei einem hundertjährlichen Hoch-      geschlossen und somit ökologische Flutungen         der das Gesamtsegment oder Kompartimente
wasser (Franz Fischer Ingenieurbüro 2017).       der Wald- und Wasserflächen bis zu dreimal          zur Berechnung der ÖSL heran (Tabelle 2).

Der Anteil der rezenten Aue ist im Amtsbe-
reich des Wasserwirtschaftsamtes Donau-          Tab. 1: Unterschiede der Planungszustände 1 und 2 der gesteuerten Rückhalteräume.
wörth deutlich größer als an der gesam-
ten Donau in Bayern, gleiches gilt für den        Planungszustand 1                                   Planungszustand 2
Waldanteil. Dagegen sind die Anteile von          Einsatz bei HQextrem                                Einsatz bei HQextrem
Acker- und Siedlungsflächen geringer. Mit
dem Ziel im Hintergrund, in möglichst ge-         Keine landwirtschaftlichen Flächen                  Landwirtschaftliche Flächen betroffen
ringem Maß in privatwirtschaftlich genutzte       Ökologische Flutungen bis zu 3 mal im Jahr          Keine ökologischen Flutungen
Flächen einzugreifen und die Betroffenheit
von Siedlungen bestmöglich zu vermeiden,          Anzahl betrachteter Polder: 2                       Anzahl betrachteter Polder: 3
ist die Aue der „Schwäbischen Donau“ so-          Gesamtfläche aller Polder: 874,1 ha                 Gesamtfläche aller Polder: 2831,0 ha
mit vergleichsweise gut für den Hochwas-
                                                  Fläche Leipheim: 505,8 ha                           Fläche Leipheim: 620,5 ha
serrückhalt geeignet. In den rezenten Auen

                                                            Auenmagazin 18 / 2020                                                                11
PERSPEKTIVEN

M. Gelhaus et al.      Der River Ecosystem Service Index in der Modellregion „Donauauen zwischen Neu-Ulm und Donauwörth“                           10-16

Tab. 2: Alle an der „Schwäbischen Donau“ bewerteten ÖSL und ihr jeweiliger Bewertungsraum.

 ÖSL Klasse             Bewertete ÖSL                                                        Bewertungsraum

 Versorgende
                        Landwirtschaftliches Ertragspotenzial                                Kompartiment (rezente Aue, Altaue)
 Leistungen
 Regulative             Phosphor-Retention                                                   Kompartiment (Fluss, rezente Aue)
 Leistungen             Stickstoff-Retention                                                 Kompartiment (Fluss, rezente Aue)
                        Hochwasserregulation                                                 Segment
                        Niedrigwasserregulation                                              Kompartiment (Fluss)
                        Sedimentregulation                                                   Kompartiment (Fluss)
                        Bodenbildung                                                         Kompartiment (rezente Aue, Altaue)
                        Kühlwirkung                                                          Segment
                        Habitatbereitstellung                                                Kompartiment (rezente Aue, Altaue)
 Kulturelle             Landschaftsbild                                                      Kompartiment (Fluss, rezente Aue, Altaue)
 Leistungen*            Natur- und Kulturerbe                                                Kompartiment (Fluss, rezente Aue, Altaue)
                        Unspezifische Interaktion mit der Flusslandschaft                    Kompartiment (Fluss, rezente Aue, Altaue)
                        Wasserbezogene Aktivitäten                                           Kompartiment (Fluss, rezente Aue, Altaue)
*Die kulturellen ÖSL wurden für den Bezugszustand berechnet. Für die Planungszustände erfolgte eine textliche Stellungnahme, aber keine Berechnungen.

Bewertung der einzelnen ÖSL am Beispiel             Abbildung 2 veranschaulicht exemplarisch             ein bzw. zwei Wertestufen in drei Segmen-
des gesteuerten Rückhalteraums Leipheim             die ÖSL landwirtschaftliches Ertragspoten-           ten, die insgesamt aber eine größere Fläche
Der RESI wurde für alle neun geplanten              zial, Hochwasserregulation und Habitatbe-            als die im PZ 1 einnehmen. Die ÖSL Habi-
Retentionsräume im Bereich des WWA Do-              reitstellung in den drei Zuständen (BZ, PZ           tatbereitstellung wird im BZ unterschiedlich
nauwörth für den Bezugszustand und für              1, PZ 2) für den gesteuerten Rückhalteraum           mit den Werten 2 bis 4 bewertet. Durch die
die beiden Planungszustände berechnet.              Leipheim. Die ÖSL landwirtschaftliches Er-           ökologischen Flutungen im PZ 1 kommt es
Die ÖSL wurden anhand ihrer Intensität              tragspotenzial weist im BZ Werte von 1 und           im gesamten Rückhalteraum zu einer Stei-
der Bereitstellung auf einer Skala von 1 bis        2 auf. Im PZ 1 sind keine Veränderungen in           gerung der Habitatbereitstellung, da sich
5 bewertet. Dabei ist 5 die höchst mög-             der Bereitstellung dieser ÖSL zu erwarten,           auentypischere Lebensräume entwickeln
liche Ausprägung, wohingegen ein Wert               da keine landwirtschaftlichen Flächen in der         können. Dahingegen kommt es bei einer
von 1 eine fehlende bis sehr geringe Be-            Raumabgrenzung des Rückhalteraums vor-               Flutung des Rückhalteraums nur im Ext-
reitstellung angibt.                                handen sind. Im PZ 2 kommt es dagegen in             remhochwasserfall (PZ 2) zu einer Schädi-
                                                    den Segmenten, in denen Landwirtschaft               gung der Lebensräume (Ausnahme west-
Für die Visualisierung der bereitgestell-           betrieben wird, zu einer Verschlechterung            lichstes Segment, da schon im BZ geringe
ten ÖSL im Bezugszustand (BZ) sind die              der Bereitstellung um einen Wert von 1 für           Ausprägung) und zu einer Verschlechterung
im Retentionsraum liegenden Segmente                das Jahr der Flutung. Der sehr geringe Wert          um eine Wertstufe.
bzw. Kompartimente farblich markiert (Ab-           (1) der ÖSL Hochwasserregulation im der-
bildung 2). Für einen Vergleich der Ver-            zeitigen Zustand verbessert sich durch die
änderungen zwischen Bezugs- und Pla-                Steuerung im Hochwasserfall HQextrem und             Zusammenführung
nungszustand wird dagegen die jeweilige             bei ökologischen Flutungen (PZ 1) in drei            zu einem RESI-Indexwert
Differenz in ganzzahligen Wertestufen               Segmenten um zwei Wertestufen. In einem              Die einzelnen ÖSL können Nutzer auf ver-
dargestellt (Abbildung 2). Die Differenz-           Segment kommt es zu einer Aufwertung um              schiedene Weisen zusammenführen. Die
darstellung ermöglicht eine schnellere              eine Stufe. Im westlichsten Segment, wel-            Summe aller ÖSL kann Auskunft über die
Erfassung der Segmente bzw. Kompar-                 ches im Bezugszustand eine geringe Reten-            Ausprägung aller im Segment bereitgestell-
timente, in denen es durch die geplan-              tionsfähigkeit (2) aufweist, verändert sich          ten ÖSL geben (Tabelle 3). Dadurch lassen
ten Maßnahmen zu Veränderungen in der               die ÖSL-Bereitstellung durch die Maßnah-             sich auch Segmente mit besonders hohem
ÖSL-Bereitstellung kommt.                           men nicht. Auch im PZ 2 kommt es zu ei-              ÖSL-Angebot (sogenannte Hotspots) leicht
                                                    nem Anstieg der Hochwasserregulation um              identifizieren.

12                                                              Auenmagazin 18 / 2020
PERSPEKTIVEN

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     Bezugszustand                                       Planungszustand 1                                   Planungszustand 2
     Intensität der ÖSL-Bereitstellung                   Differenz zum Bezugszustand                         Differenz zum Bezugszustand

           fehlend bis sehr gering                         +2      +1        0      -1                          +2      +1       0       -1
           gering         mittel

           hoch           sehr hoch

     Landwirtschaftliches Ertragspotenzial

     Geringe Werte (1-2), da sehr                        Keine Veränderung, da keine                         Verschlechterung in zwei Segmen-
     wenige landwirtschaftliche                          Landwirtschaft im Rückhalteraum                     ten um eine Stufe, da durch Flutung
     Ertragsflächen vorhanden sind.                      von den Flutungen betroffen ist.                    mit Ertragsausfall zu rechnen ist.

     Hochwasserregulation

     Sehr geringe Werte, da der Deich                    Verbesserung um bis zu zwei Stufen.                 Verbesserung um bis zu zwei Stufen.
     derzeit nah am Fluss ist.

     Habitatbereitstellung

     Räumliche Unterschiede                              Verbesserung im                                     Verschlechterung um eine Stufe für
     mit Werten von 2 bis 4.                             gesamten Rückhalteraum (RH)                         fast den gesamten RH durch den ne-
                                                         um ein bis zwei Stufen aufgrund                     gativen Effekt bei Flutung im Extrem-
                                                         der ökologischen Flutungen.                         hochwasserfall ohne vorherige Anpas-
                                                                                                             sung durch ökologische Flutungen.

Abb. 2: Flächenspezifische Auswertung von drei ÖSL für die untersuchten Zustände (Bezugszustand, Planungszustand 1 und 2) für den gesteuerten
Rückhalteraum Leipheim. Die Farbkodierung für den Bezugszustand bezieht sich auf die RESI-Skala und gibt die Intensität der ÖSL-Bereitstellung an.
In den Planungszuständen wird nur die Differenz zum Bezugszustand farblich dargestellt.

                                                                 Auenmagazin 18 / 2020                                                                  13
PERSPEKTIVEN

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Im Rückhalteraum Leipheim erreicht ein               Tab. 3: Summen der neun berechneten ÖSL für die einzelnen Segmente des Rückhalteraums Leipheim für
Segment im PZ 1 mit 35 die höchste Summe             die drei Zustände. BZ: Bezugszustand, PZ: Planungszustand. Die maximale Summe kann einen Wert von
                                                     45 (neun ÖSL x 5) erreichen. Die Fluss-Auen-Kilometer entsprechen den Segmenten (DON-327000 = öst-
aller ÖSL, während im BZ und im PZ 2 der             lichstes Segment; DON-331000 = westlichstes Segment).
höchste Wert jeweils unter 30 liegt. Den-
noch kann in diesem Fall (PZ 1: Summe 35)             Fluss-Auen-Kilometer              Summe BZ               Summe PZ 1             Summe PZ 2
nicht von einem ÖSL-Hotspot gesprochen
                                                      DON-327000                        18                     26                     25
werden, da die maximale Summe von 45
weit unterschritten wird.                             DON-328000                        24                     35                     27
                                                      DON-329000                        28                     34                     26
Aufzeigen von Wechselwirkungen
Der River Ecosystem Service Index kann                DON-330000                        26                     27                     23
auch Synergien oder negative Wechsel-                 DON-331000                        22                     24                     24
wirkungen (Trade-offs) zwischen einzel-
nen ÖSL identifizieren. So kann die ÖSL
landwirtschaftliches Ertragspotenzial nur
dann hoch sein, wenn die ÖSL Hochwas-                Die Nährstoffretentionsleistungen für Stick-         Multifunktionalität im RESI
serregulation im selben Raum gering ist.             stoff und Phosphor verändern sich gegen-             Eine weitere Möglichkeit ist die multifunk-
Abbildung 3 stellt die Veränderung der               über dem Bezugszustand nicht. Allerdings             tionale Bewertung durch den Multifunkti-
ÖSL-Bereitstellung im gesamten Rückhal-              beeinträchtigt die Flutung die Ausprägun-            onalitätsindex (RESI-MuFu, Formel 1). Der
teraum Leipheim durch die Planungszu-                gen der ÖSL Habitatbereitstellung und                RESI-MuFu ermöglicht einen schnellen Über-
stände dar.                                          landwirtschaftliches Ertragspotenzial nur            blick darüber, inwieweit sich das Verhältnis
                                                     im Extremhochwasserfall negativ. Die bei-            der Anzahl von ÖSL mit hoher oder sehr ho-
Im PZ 1 profitieren die ÖSL Stickstoff(N)-           den Planungszustände beeinflussen die ÖSL            her Bereitstellung zu der Anzahl von ÖSL mit
und Phosphor(P)-Retention, Hochwas-                  Niedrigwasserregulation, Sedimentregula-             fehlender bis mittlerer Bereitstellung durch
serregulation, Bodenbildung sowie Ha-                tion und Kühlwirkung in ihrer Leistungsfä-           verschiedene Planungsvarianten oder Sze-
bitatbereitstellung durch die geplanten              higkeit weder positiv noch negativ.                  narien verändert. Eine Lokalisation von ÖSL-
Maßnahmen. Im PZ 2 erreicht die ÖSL                                                                       Hotspots, also Segmenten mit vielen ÖSL mit
Hochwasserregulation für den Gesamtraum                                                                   hoher Bereitstellung, ist damit genauso mög-
Leipheim die gleiche Regulationsleistung                                                                  lich, wie Veränderungen durch Maßnahmen
wie im PZ 1.                                                                                              in der ÖSL-Bereitstellung zu identifizieren.

Abb. 3: Dargestellt sind die Veränderungen der ÖSL-Bereitstellung in den beiden Planungszuständen im Vergleich zum Bezugszustand. Die ausgefüllten Säulen
geben die Differenz zwischen Bezugszustand und Planungszustand 1 für alle ÖSL des Rückhalteraums Leipheim an. Die schraffierten Säulen zeigen die Differenz
zwischen Bezugszustand und Planungszustand 2. ÖSL, bei denen sich keine Veränderungen durch die Planungszustände ergeben, haben keine Säulen.

14                                                              Auenmagazin 18 / 2020
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                                                Der RESI ist zudem an die jeweiligen Ziele                lisierung ein wertvolles Werkzeug bei der
                                                einer Maßnahmenumsetzung anpassbar.                       leichtverständlichen Vermittlung der Aus-
                                                So können Planer den Fokus auf alle ÖSL                   wirkungen von Maßnahmen bei den ein-
                                                oder nur bestimmte ÖSL, z.B. nur in Auen                  zelnen Interessensgruppen und in der Öf-
Formel 1: Berechnung des                        vorkommende, legen. Darüber hinaus kann                   fentlichkeit sein.
RESI-Multifunktionalitätsindex (RESI-MuFu)      der RESI Korrelationen zwischen einzelnen
                                                ÖSL identifizieren, also wie sich einzelne
Für alle fünf Fluss-Auen-Segmente im Rück-      ÖSL gegenseitig positiv oder negativ be-                  Danksagung
halteraum Leipheim hat der RESI-MuFu des        einflussen. Durch die Summen- oder Mul-
Bezugszustands Werte zwischen 0,5 und 2,3       tifunktionalitätsdarstellung des RESI las-                Dieser Artikel beruht auf Ergebnissen, die
(Abbildung 4). Die höchsten Werte (2,1 und      sen sich räumliche ÖSL-Hotspots abbilden.                 während der RESI-Projektlaufzeit entstan-
2,3) erreichen die beiden mittleren Seg-        Somit können Räume mit einem besonders                    den sind. Weitere Informationen zu den RESI-
mente im Stauhaltungsbereich. Die ÖSL           hohen Angebot an verschiedenen ÖSL bei                    Bewertungen im Projektgebiet „Schwäbische
Stickstoff-Retention, Kühlwirkung, Niedrig-     Planungsvorhaben berücksichtigt werden,                   Donau“ können im RESI – Anwendungshand-
wasserregulation erreichen hier hohe bis        so dass sich diese durch die Maßnahmen-                   buch (Podschun et al. 2018) nachgelesen wer-
sehr hohe Bereitstellungswerte. Der nied-       umsetzung nicht verschlechtern. Diese                     den. Wir bedanken uns bei den Projektpart-
rige MuFu-Wert im zweiten Segment (von          ganzheitliche Betrachtung eines Maßnah-                   nern, dem Bayerischen Landesamt für Umwelt
links) beruht auf der geringen Bereitstellung   menraums durch den RESI-Ansatz kann in                    (Referat 14: Bibliotheken, Internet und Da-
der meisten Ökosystemleistungen, nur Phos-      Zukunft ein erster Schritt für die Entschei-              tenstelle) sowie dem Wasserwirtschaftsamt
phorretention und Kühlwirkung zeigen eine       dungsfindung bei Maßnahmenplanungen                       Donauwörth für die gute Zusammenarbeit
hohe Bereitstellung.                            sein und darüber hinaus kann die Visua-                   und Bereitstellung der benötigten Daten.

Durch die Maßnahmen im PZ 1 erhöht sich
die Anzahl der ÖSL mit hoher bis sehr hoher                                                                 Bezugszustand: in einem Segment
Bereitstellung in drei Segmenten, besonders                                                                 sind ÖSL mit geringer bis mittlerer
im mittleren Bereich des Rückhalteraums.                                                                    Bereitstellung stärker vertreten als
Keines der Segmente hat einen RESI-MuFu-                                                                    ÖSL mit hoher Bereitstellung (0,5).
Wert kleiner 1. Im PZ 2 kommt es in den bei-                                                                In vier Segmenten dominieren ÖSL
den mittleren Segmenten zu einer Verrin-                                                                    mit hoher Bereitstellung, in zwei da-
gerung der Anzahl von ÖSL mit hoher oder                                                                    von nur leicht; Höchstwert 2,3.
sehr hoher Bereitstellung. In den verblei-
benden drei Segmenten kommt es zu keiner
Änderung der Bereitstellungsleistung. Der                                                                   PZ 1: Erhöhung der Anzahl an ÖSL
Höchstwert liegt bei 2,0. Der RESI-MuFu                                                                     mit hoher bzw. sehr hoher Bereit-
verdeutlicht, wie die Bereitstellung vieler                                                                 stellung in drei Segmenten;
ÖSL durch die mögliche Anpassung der Aue                                                                    (Werte von 1,1 bis 4,7).
durch die ökologischen Flutungen im PZ 1
zunimmt, wohingegen der RESI-MuFu im
PZ 2 unter den Werten des BZ und des PZ 1
bleibt, bzw. es zu keiner Änderung kommt.

                                                                                                            PZ 2: Veränderung des ÖSL-Dargebots
Der RESI als zukunftsträchtiges                                                                             in zwei Segmenten durch Abwertung.
Werkzeug im Planungsalltag                                                                                  Keine Veränderung in den
Der RESI ist durch seinen integrativen An-                                                                  restlichen drei Segmenten;
satz gut geeignet, Maßnahmen in Fluss-                                                                      (Werte von 0,5 bis 2,0).
Auen-Lebensräumen zu bewerten und die
Auswirkungen dieser auf das ÖSL-Angebot
abzubilden. Vor allem der Vergleich ver-
schiedener Planungszustände oder Szena-
rien lässt sich durch die Differenzdarstel-            0–0,5           1,1–1,5           1,6–2,0           2,1-2,5           3,6–4,0          4,5–5,0
lung gut illustrieren. Somit können Planer
diverse Interessen bei Planungsvorhaben
                                                Abb. 4: Der RESI Multifunktionalitätsindex (RESI-MuFu) gibt an, wie das Verhältnis von ÖSL mit hoher oder
berücksichtigen oder sogar einzelne ÖSL         sehr hoher Bereitstellung zu den ÖSL mit sehr geringer bis mittlerer Bereitstellung ist; hier dargestellt für die
von besonderem Interesse in den Vorder-         neun ÖSL Landwirtschaftliches Ertragspotenzial, Stickstoff-Retention, Phosphor-Retention, Hochwasserregu-
grund ihrer Planung stellen.                    lation, Niedrigwasserregulation, Sedimentregulation, Bodenbildung, Kühlwirkung und Habitatbereitstellung.

                                                            Auenmagazin 18 / 2020                                                                             15
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