Hydrologie - dezentraler Hochwasserschutz

Im Fall historisch unterschiedlich genutzter Einzugsgebiete – z. B.
Grünland/Landwirtschaft bzw. Wald – entfällt zwar die Eichphase, der Einfluss
weiterer Merkmale kann hier aber nicht ausgeschlossen werden.
Beim Vorher-Nachher-Experiment eines einzelnen Einzugsgebietes (Einzel-
Einzugsgebietsverfahren, single watershed experiment) ist eine vorausgehende
regressionsanalytische Witterungseichung erforderlich.
Inzwischen wurden weltweit mehr als 100 Vergleichsexperimente durchgeführt.
Besondere Aufmerksamkeit erfuhren die amerikanischen Experimenten in Colorado
(Wagon Wheel Gap, BATES & HENRY 1928) und in Nord Carolina (Coweeta, z. B.
SWANK et al. 1988). HIBBERT (1967), BOSCH & HEWLETT (1982), HEWLETT
(1982a), MEGAHAN (1987), ANDREASSIAN (2004) und JONES & POST (2004)
haben die Ergebnisse dieser und weiterer Experimente zusammengefasst.
Kommentare hierzu enthalten die Schriften von FÜHRER (1990), BURCH et al.
(1996) und MOESCHKE (1998). Hieraus lässt sich entnehmen:
- Wald verbraucht Wasser, er senkt den Gebietsabfluss. Ab einem bestimmten
Einschlag-Flächenanteil, der zwischen 15 % und 20 % liegt, steigt das jährlich
nutzbare Wasserdargebot etwa linear an, abhängig besonders von der
Bestandesart, der örtlichen Verteilung des Waldes (LIU 1987) und den
Klimaverhältnissen. Das durch Kahlschlag gewonnene Dargebot kann kurzzeitig
350 mm/a erreichen (HORNBECK et al. 1993) und in niederschlagsreichen
Regionen 600 mm/a übersteigen (BOSCH & HEWLETT 1982).
- Wald mindert Hochwasser. Der Hochwasserscheitel des Experimentalgebietes
(Kahlschlag/Einschlag) übersteigt fast immer denjenigen des bewaldeten
Kontrollgebietes. Beispielsweise stieg der Wellenscheitel in einem kleinen
kanadischen Einzugsgebiet um über 50 %, nachdem die Einschlagfläche von 45 %
auf 85 % ausgedehnt wurde (GUILLEMETTE et al. 2005). Nach einer Faustregel
der Verfasser dieser Arbeit bewirken 50 % Einschlagfläche 50 %
Scheitelanhebung, und über dieser Grenze ist mit signifikanter Bacherosion zu
rechnen. – In den eingesehenen Arbeiten streuen die relativen
Scheitelaufhöhungen erheblich, die Spannweite erstreckt sich von – 5 % bis + 104
%; einzelne Autoren melden noch höhere Werte.
- Wald ist einer von mehreren Faktoren mit Wirkung auf den Niedrigwasserabfluss.
Einige wenige Autoren interpretieren ihre Messungen dahingehend, dass Wald eine
vorwiegend positive Wirkung auf den Niedrigwasserabfluss ausübt. Dies schloss
BURGER (1943,1954) aus der Analyse der Trockenwetterauslauflinien zweier
unterschiedlich bewaldeter Einzugsgebiete in der Schweiz, 3 bis 13 Tage nach
Niederschlagsende lag die Abflusspende des bewaldeten Gebietes stets über der
des nur teilbewaldeten. In Hessen lag die Niedrigwasserabflusspende eines zu 71 %
bewaldeten Einzugsgebietes (Bieber, 83 km 2 ) über derjenigen des etwa 10 km
entfernten und nur zu 30 % bewaldeten Gebietes (Salz, 88 km 2 ) (SCHWARZ 1974).
12,0 l/(s*km 2 ) und 4,3 - 9,3 l/(s*km 2 ) lauten die Vergleichszahlen zweier zu 97 % bzw.
29 % bewaldeter Teilgebiete des Burrishoole in NW-Irland (MÜLLER &
MOLDENHAUER 2005). COSANDEY et al. (2005) konnten in 14 südfranzösischen
Einzugsgebieten hinsichtlich der Merkmale Wald, Kahlschlag und Waldbrand keinen
systematisch unterschiedlichen Niedrigwasserabfluss feststellen.
Den meisten Untersuchungen zufolge spiegelt sich im Niedrigwasserabfluss eher die
Hydrogeologie des Einzugsgebietes (Hydrogeologischer Index; DEMUTH &
HAGEMANN 1993) bzw. die wasserzehrende Eigenschaft des Waldes, nachzulesen
7