HYMOBIOSTRATEGIE PFAHLBAUTEN, WELLEN, SEDIMENTE UND KLIMA IN DER FLACHWASSERZONE DES BODENSEES
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HyMoBioStrategie
Pfahlbauten, Wellen, Sedimente und Klima
in der Flachwasserzone des Bodensees
Seit Jahrzehnten lässt sich eine verstärkte Erosion der Sedimente in der Flach-
wasserzone des Bodensees beobachten. Diese wird wesentlich auf die zuneh-
menden Eingriffe des Menschen in den Bodensee zurückzuführen sein. Hafen-
anlagen, Strandbäder, Straßen, Bahnlinien oder einfach nur Ufermauern verän-
dern nicht nur über dem Wasser das Aussehen der Ufer, sondern haben auch
Auswirkungen auf Strömungsverhältnisse, Wellenhöhe und -frequenz in der
Flachwasserzone. Ebenso ist der Schiffsverkehr ein erheblicher Auslöser von
stärkeren Wellen und veränderten Strömungsverhältnissen, besonders im Som-
merhalbjahr. Diese Faktoren wiederum beeinflussen die Flora und Fauna in der
Flachwasserzone (Makrophyten und Makrozoobenthos), den Sedimenttrans-
port und damit auch die Erhaltung prähistorischer Pfahlbauten im Ufer-
schlamm unter Wasser.
Renate Ebersbach
Das Projekt: Gewässerstrukturen, Im Projekt HyMoBioStrategie wurden die Zusam-
Wasserpflanzen, Bodentiere menhänge zwischen Wellen, Erosion, Verkehr,
Uferstrukturen, Wasserlebewesen und Klima
„HyMoBioStrategie – Auswirkungen hydromor- untersucht und neue Modelle zu deren Bedeutung
phologischer Veränderungen von Seeufern (Bo- und gegenseitiger Beeinflussung entwickelt. Lö-
densee) auf den Feststoffhaushalt, submerse Ma- sungsvorschläge und Strategien zur Verbesserung
1 Winterliche Zustands-
krophyten und Makrozoobenthos-Biozönosen mit des ökologischen Zustands der Ufer und Flach-
kontrolle und Vermes- dem Ziel der Optimierung von Mitigationsstrate- wasserzonen in Seen wurden ebenso erarbeitet
sungsarbeiten in der gien“: so lautete der vollständige Titel des Projekts, wie Empfehlungen zum nachhaltigen Manage-
Flachwasserzone bei das von 2015 bis 2018 vom Bundesministerium für ment ausgesprochen. Das Projekt war unter der Fe-
Hornstaad. Bildung und Forschung (BMBF) gefördert wurde. derführung von Hilmar Hofmann an der Univer-
sität Konstanz angesiedelt. Partner in diesem inter-
disziplinären Verbundprojekt waren die Arbeits-
gruppen für Umweltphysik und Aquatische Öko-
logie des Limnologischen Institutes der Universität
Konstanz, das Analyse- und Planungsbüro
lana•plan Dr. K. v. d. Weyer GbR, das Fraunhofer
Institut für Biomedizinische Technik (IMBT), das In-
stitut für Seenforschung der Landesanstalt für Um-
welt Baden-Württemberg (LUBW) und das Lan-
desamt für Denkmalpflege im Regierungspräsi-
dium Stuttgart (LAD).Das Vorhaben war an der
Schnittstelle zwischen Naturschutz, Wasserschutz
und Denkmalschutz platziert und in die Bundes- damit berechnet werden, dass genau dieser Me- 2 Modellierung von
Fördermaßnahme ReWaM (“Regionales Wasser- chanismus nach der Hafenerweiterung in der zwei- Wellen (links), Strömung
ressourcen-Management für den nachhaltigen Ge- ten Hälfte des 20. Jahrhunderts zu starker Erosion (Mitte) und Sediment-
wässerschutz“) eingebunden. in der UNESCO-Fundstelle Unteruhldingen-Stol- transport (rechts) im
Bereich des Hafens von
Im Rahmen des Projekts wurden nicht nur Fallstu- lenwiesen geführt hat (Abb. 2). Zukünftig wird es
Unteruhldingen in heu-
dien in bekannten Pfahlbaustationen durchge- mit diesem Sedimentmodell möglich sein, bereits
tiger Form (unten) und
führt. Das Landesamt für Denkmalpflege konnte im Vorfeld von Baumaßnahmen darzustellen, wel- ohne Hafenbauten
auch unmittelbar neue Messtechniken implemen- che Auswirkungen diese auf den Sedimenthaus- (oben).
tieren und im laufenden Monitoringplan Ergeb- halt in der Flachwasserzone haben werden. Es
nisse und Techniken aus dem Projekt anwenden kann auch zur Berechnung der optimalen Platzie-
(Abb. 1). Einige Aspekte und Ergebnisse des Pro- rung von denkmalpflegerischen Schutzmaßnah-
jekts werden im Folgenden aus dem Blickwinkel men in gefährdeten Fundstellen zum Einsatz kom-
der Denkmalpflege näher beleuchtet. men.
Wellen, Strömung und Sediment- Makrophyten und Makrozoobenthos
transport
Die Zusammensetzung und Dichte von Unterwas-
Wellenschlag in der Flachwasserzone führt zur Um- servegetation und -fauna sind relevante Quali-
lagerung von Lockersedimenten wie Sanden, tätskriterien zur Beurteilung der Wasserqualität in
Schlick und Seekreide. Der Sedimenttransport in der Flachwasserzone gemäß den Anforderungen
3 Denkmalpflegerische
der Flachwasserzone von Seen ist meist uferparal- der Wasserrahmenrichtlinie (WRRL). Im Rahmen Schutzmaßnahme in
lel. Im Jahresdurchschnitt werden weniger als 5 cm des Projekts konnte gezeigt werden, dass ein kla- Litzelstetten Krähenhorn
durch Abtrag oder Akkumulation verlagert. Jahres- rer Zusammenhang zwischen der Uferstruktur und 2009: Umladen von Kies
zeitlich oder abhängig von Einzelereignissen wie der Arten-Zusammensetzung sowie Abundanz der für Schüttungen auf eine
Stürmen oder anlandenden und ablegenden Schif- Makrophyten besteht, während die Besiedlung mit kleine Kiesschute.
fen kann die Sedimentbilanz aber stark schwan-
ken. In einem einzigen Sturmereignis können in
der Flachwasserzone bis zu 2,5 cm mobile Sedi-
mente aufgetragen bzw. erodiert werden. Messun-
gen und Modellierungen von Schiffswellen haben
aufgezeigt, dass diese während der Sommersaison
eine ganz erhebliche zusätzliche Belastung der
Flachwasserzone darstellen, die lokal bis zu 50 Pro-
zent des gesamten Wellenschlags verursachen
kann. In Uferabschnitten mit massiven strukturellen
Veränderungen durch Hafenanlagen, Schiffsanle-
ger und langgestreckten Ufermauern wird der na-
türliche, uferparallele Sedimenttransport unterbro-
chen. Das zum Beispiel durch Bäche eingebrachte
Sediment wird insbesondere durch Querbauten ins
tiefere Wasser abgeleitet. Auf der anderen Seite
der Einbauten entstehen so Sedimentdefizite, die
zur Erosion führen. Im Projekt wurde ein Sediment-
transportmodell entwickelt, das diese räumliche
und zeitliche Dynamik beschreiben kann. In einer
Fallstudie am Hafen von Unteruhldingen konnte
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sität Konstanz speziell entwickelte farbige Kies-
und Gerölltracer erlauben eine einfache Beurtei-
lung der Stabilität von Schutzeinbauten. Auf den
ersten Blick wird sichtbar, ob, wohin und wie weit
sich die eingebauten Materialien im Wasser ver-
frachten (Abb. 5). Neben den klassischen Erosions-
markern (Abb. 4) lassen sich auch andere, zum Bei-
spiel akustische Verfahren zur flächigen Messung
von Erosion oder Akkumulation einsetzen. Gleich-
zeitig wird die ermittelte Datenmenge und Da-
tendichte wesentlich größer werden, was im Ver-
gleich zu den bisherigen Punktinformationen von
einzelnen Erosionsmarkern eine deutlich bessere,
weil flächige Datenqualität zum Erosions- und Ak-
kumulationsgeschehen ergeben wird. Das Fraun-
4 Klassische Erosions- Makrozoobenthos mehr durch das Substrat, Was- hofer Institut für Biomedizinische Technik entwi-
marker: Eichenpflöcke serspiegelschwankungen und Wellenexposition ckelte mit dem „Hydrocrawler“ ein autonom auf
mit Markierungen, an beeinflusst wird. In renaturierten Uferabschnitten dem Wasser fahrendes Trägerfahrzeug für ver-
denen die Erosion/ Akku- und Bereichen mit denkmalpflegerischen Erosions- schiedenste Messsysteme mit sehr genauer räum-
mulation abgelesen wird.
schutzeinbauten ist die Wiederbesiedlung durch licher Positionierung im Zentimeterbereich (Abb. 6).
Makrozoobenthos sehr schnell, wohingegen Ma- Es kann zur hochauflösenden, flächendeckenden
5 Kontrolle der Streuung
von Tracern (künstliche
krophyten diese aufgrund der fehlenden Feinsedi- Vermessung der Seebodentopograpfie und Sedi-
Steine mit farbiger Mar- mente erst nach einigen Jahren wieder vollständig mentstratigrafie mit verschiedensten Techniken
kierung) in den dynami- besiedeln. Daraus ergeben sich neue Empfehlun- oder zur filmischen, fotografischen und vermes-
schen Flachwasser-Sedi- gen für die möglichst umweltverträgliche Gestal- sungstechnischen Inspektion von Pfahlfeldern
menten vor Litzelstetten. tung von denkmalpflegerischen Schutzeinbauten. oder Schutzeinbauten eingesetzt werden. Die An-
Die gefährdeten Bereiche einer Fundstelle werden wendung solcher Techniken wird in der nahen Zu-
seit den 1990er Jahren mit Geotextil und Kies- kunft dazu führen, dass mit weniger Aufwand
schüttungen gesichert (Abb. 3). Um die Ansied- mehr und höher aufgelöste dreidimensionale Da-
lung von Unterwasservegetation zu beschleunigen ten zu den Denkmalen unter Wasser und den dyna-
und die Einwanderung ortsfremder Arten zu ver- mischen Veränderungen im Umfeld gewonnen
hindern, sollte dabei in Zukunft kein ortsfremdes werden können.
Glossar Material mehr verwendet werden und die Körnung
der Schüttungen stark gemischt sein mit einem Systematische Bestandsaufnahme der
Abundanz
gewissen Anteil der feinen Fraktion von 8 bis prähistorischen Ufersiedlungen
Anzahl der Individuen ei-
16 mm.
ner Art bezogen auf ihren
charakteristischen Aufent- Während des Projekts zeigte sich, dass unser Wis-
haltsort, ihr Habitat. Neue Techniken und autonome sen über den Erhaltungszustand der einzelnen
Messsysteme Unterwasserdenkmale am Bodensee sehr unter-
Akkumulation schiedlich ist. In manchen Stationen wird seit Jah-
Anhäufung, in diesem Fall Im Rahmen des Projekts wurden neue Methoden ren regelmäßig der Zustand kontrolliert und es lie-
von Sediment, zum Bei- und Geräte zur Messung des Feststofftransportes gen umfangreiche Messreihen von den dort in-
spiel Seekreiden oder entwickelt, die auch der Denkmalpflege zugute- stallierten Erosionsmarkern vor; andere wurden
Sande.
kommen. Vom Limnologischen Institut der Univer- seit 30 Jahren nicht mehr überprüft. Die letzte sys-
Biozönose
Lebensgemeinschaft von
Pflanzen und Tieren in ei-
nem bestimmten Biotop.
6 Der Hydrocrawler bei
einer Testfahrt in Unter-
uhldingen.
7 Ablesen von Erosions-
markern mit GPS im Win-
ter bei Niedrigwasser.
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tematische Übersicht entstand 2009 bei der An-
tragstellung der Prähistorischen Pfahlbauten zur
Aufnahme als UNESCO-Welterbe. Das Fachgebiet
Feuchtbodenarchäologie hat zusammen mit dem
Pfahlbauten-Informationszentrum deshalb einen
über fünf Jahre angelegten Monitoringplan ent-
wickelt (2018– 2022). In diesem Zeitraum wird für
alle bekannten Seeufersiedlungen eine systemati-
sche Bestandsaufnahme durchgeführt, die als
Grundlage für die weitere Gefährdungsbeurtei-
lung der Fundstellen dient. Das Ziel dieser Erhebun-
gen sind einheitliche, nach Möglichkeit dreidimen-
sionale Rauminformationen über den geologi-
schen Untergrund und die Höhenverhältnisse des
jeweiligen Uferabschnittes sowie die Lage und Aus-
dehnung der bekannten Kulturschichtreste und intensiver Publikumsverkehr herrscht und immer 8 Drohnenaufnahme der
Pfahlfelder. Beobachtungen zu den die Schichten wieder Baumaßnahmen stattfinden müssen, zum Flachwasserzone vor Lit-
abdeckenden und schützenden Decksedimenten Beispiel die Ausbaggerung von Fahrrinnen oder zelstetten 2020. Man er-
und deren Erosion oder Akkumulation werden Sprungbecken. kennt gut die eingebrach-
durch die Messreihen der Erosionsmarker ergänzt ten Schutzschüttungen
(vgl. Abb. 3).
(Abb. 7). Überprüft und kartiert werden auch Ero- Steigende Temperaturen und
sionskanten und -flächen sowie der Zustand ein- veränderte Seepegel
gebauter Schutzmaßnahmen wie zum Beispiel Ab-
deckungen. Schließlich ist die Dokumentation der Zu berücksichtigen bei der Gefährdungsbeurtei-
Makrophyten und Unterwasserfauna wichtig, lung sind zukünftig auch Auswirkungen von kli-
denn diese ist in den letzten Jahren starken Verän- matischen Veränderungen auf den Bodensee und
derungen unterworfen. So konnte sich die invasive insbesondere die Flachwasserzone. In den letzten
Quagga-Muschel (Dreissena rostriformis) inner- Jahren konnten steigende Wassertemperaturen
halb weniger Jahre flächig über den Bodensee aus- und sich verändernde Seepegel beobachtet wer- 9 Saisonale Entwicklung
breiten und hat inzwischen auch mehrere Pfahl- den. Durch die wärmeren Winter ist der Pegel im des Bodensee-Pegels
bauten flächendeckend besiedelt. ersten Viertel des Jahres durchschnittlich höher als bei Romanshorn wäh-
Zum Programm gehören auch Drohnenaufnah- früher, da weiterhin aus dem alpinen Einzugsge- rend der Hitzejahre
men der entsprechenden Uferabschnitte, die eben- biet viel Wasser in den See kommt. Heiße, trockene 2003, 2015 und 2018.
falls einen Eindruck über die Ausdehnung von Sommer führen dagegen zu niedrigeren Pegeln im 2003
Pfahlfeld, Schilfgürtel oder Unterwasserbewuchs Sommer. Die saisonale Schwankungsbreite des Pe- 2015
vermitteln (Abb. 8). In einigen Stationen sind neue gels wird geringer (Abb. 9). Höhere Winterpegel 2018
Vermessungen notwendig. Auch kleine Sondier- können im Zusammenhang mit der Zunahme von Minimum
unteres Quartil
schnitte werden in Einzelfällen angelegt, um die Stürmen zu Erosion von Sedimenten an bisher Median
Anzahl der Kulturschichten zu überprüfen und im nicht betroffenen Stellen führen. Auch invasive Ar- oberes Quartil
Idealfall datierbare Funde oder Holzproben für die ten wie die Quagga-Muschel oder der Kamber- Maximum
dendrochronologischen Datierungen zu gewinnen.
Die betreffenden Informationen werden auf einer
Datenbank-basierten GIS-Plattform zusammen-
geführt und ausgewertet. Dabei werden auch alle
älteren Informationen zum Zustand der Fundstel-
len integriert wie zum Beispiel von taucharchäolo-
gischen Untersuchungen aus dem 20. Jahrhundert
oder historischen Luftbildern. Auf dieser Grund-
lage können anschließend Uferabschnitte oder ein-
zelne Fundstellen identifiziert werden, die be-
sonders stark von Erosion oder Umweltverände-
rungen betroffen sind und deshalb in Zukunft in
den Fokus unserer Untersuchungen und Schutz-
maßnahmen gerückt werden müssen. Mittel- und
langfristig ist nicht nur die – oft schleichende – Ero-
sion von schützenden Decksedimenten eine Ge-
fahr für die Fundstellen, sondern auch die Lage
zum Beispiel in Strandbädern oder Häfen, in denen
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10a und b Ausbreitung krebs können Auswirkungen auf die Erhaltung der fristig ebenfalls in den Fokus eines planmäßigen
von Helvetischem Laich- jahrtausendealten Kulturschichtreste haben (vgl. denkmalpflegerischen Monitorings rücken müssen.
kraut im Konstanzer Beitrag Goldhammer S. 234 in diesem Heft). De-
Trichter. Links: 2011, ren Ausbreitung und Auswirkungen müssen des- Literatur
rechts: 2018.
halb engmaschig beobachtet werden. Quagga-
Muscheln etwa setzen sich an aus dem Seegrund Renate Ebersbach/ Martin Mainberger/ Julia Gold-
herausragenden Pfählen fest, was zu einer Ver- hammer/Wolfgang Ostendorp: Archäologische Denk-
größerung der Oberfläche und damit zu einer stär- malpflege in der Uferzone des Bodensees, in: Seeu-
Hydrocrawler
keren Gefährdung durch Wellenschlag und Strö- fer: Wellen – Erosion – Schutz – Renaturierung. Hand-
Ein autonom fahrendes mung führt. Andererseits bedecken sie auch die lungsempfehlungen für den Gewässerschutz –
Messfahrzeug, das vom
mobilen Sedimente am Seeboden flächig mit fes- Ergebnisse aus dem ReWaM-Verbundprojekt HyMo-
Fraunhofer Institut für Bio-
medizinische Technik (Saar- ten Krusten, was wiederum die Erosion dieser Se- BioStrategie (2015–2018), hg. v. Hilmar Hofmann und
brücken) unter der Leitung dimente verringert – aber auch die taucharchäo- Wolfgang Ostendorp, Konstanz 2019, S. 119– 126.
von Christian Degel im logischen Untersuchungen erschwert. In den letz- https:// dx.doi.org/10.18148/KOPS/HMBS. 2018.001
Rahmen des Projekts ent- ten Jahren konnte auch eine flächige Ausbreitung (Zugriff am 07. 10. 2021).
wickelt wurde. des helvetischen Laichkrautes (Potamogeton hel-
veticus) im Konstanzer Trichter beobachtet werden Praktischer Hinweis
Hydromorphologie
(Abb. 10). Diese mehrere Meter hohe Unterwas-
Beschreibt die tatsächlich
serpflanze bedeckt den Seeboden in Teppichen, Weitere Informationen zum Projekt unter: www.
vorhandenen Gewässer-
strukturen und das davon
was zu einer starken Reduktion von bodennaher hymobiostrategie.de; Zu den Pfahlbauten generell:
abhängende Abflussver- Strömung und damit auch von Erosion am See- www.palafittes.org (international), www.unesco-
halten in Raum und Zeit. boden führt. pfahlbauten.de (in Deutschland); Zu Klimawandel
und invasiven Arten: www.igkb.org/ aktuelles/
Makrophyten Der Druck auf den See wächst klimbo-klimawandel-am-bodensee/ oder www.
Wasserpflanzen, die auf- neozoen-bodensee.de/ aktuelles.
grund ihrer Größe als ein- Und schließlich wird der Druck auf den See und Museum mit Nachbauten im Freilichtareal am Fe-
zelnes Individuum mit blo- seine Ufer durch die wachsende Bevölkerung und dersee: www.federseemuseum.de
ßem Auge erkennbar sind.
die intensive touristische Nutzung immer größer. In- Freilichtmuseum Unteruhldingen am Bodensee:
Makrozoobenthos tensiver Bootsverkehr, besonders in Ufernähe, führt www.pfahlbauten.de
Alle am Gewässerboden
auch im Sommer zu immer höheren Belastungen Weitere Informationen zu Pfahlbauten (und zu
lebenden Tiere bis zu einer der Ufer mit Wellenschlag. Viele Seegemeinden ver- vielem anderem) im Raum Bodensee-Federsee-
Größe, die mit dem bloßen suchen, neue Baugebiete in unmittelbarer Ufer- Schweiz: www.bodensee.eu/ de/ was-erleben/ kul-
Auge noch erkennbar ist. nähe zu erschließen. Neuentdeckungen prähisto- tur/ unesco-weltkulturerbe
rischer Siedlungsbefunde in unmittelbarer Was-
Mitigationsstrategie sernähe wie zuletzt in Bodman oder bei Hegne
Eine Strategie zur Ab- zeigen an, dass sich direkt hinter der heutigen Ufer-
schwächung/ Milderung
linie weitere Denkmale im Boden befinden. Zudem
von Auswirkungen, in
wissen wir bisher nur von wenigen Seeufersiedlun- Dr. Renate Ebersbach
diesem Fall Auswirkungen
der hydromorphologischen gen genau, wie weit sich diese landwärts erstre- Landesamt für Denkmalpflege
Veränderungen an See- cken. Die Areale oberhalb der Mittelwasserzone im Regierungspräsidium Stuttgart
ufern. und weiter hangaufwärts werden deshalb mittel- Dienstsitz Hemmenhofen
244 Denkmalpflege in Baden-Württemberg 4 | 2021
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