Überschwemmungen und Bodenerosion an der A 14 bei Plötzkau () am 11. September 2011

Henrik Helbig (LAGB Sachsen-Anhalt)

Einführung Bedingt durch die extrem hohe Menge in kurzer Zeit konnte ein Großteil der Nieder- „Am 11. September erlebten viele Menschen schläge nicht versickern, sondern floss auf der in Deutschland den Höhepunkt der für Sep- Bodenoberfläche ab und riss dabei Bodenteil- tember ungewöhnlich heftigen Gewitter: Eine chen mit. Dabei kam es teilweise zu einer Gewitterlinie zog mit Blitzeinschlägen, Stark- Konzentration des Abflusses in Hangrinnen regen, Sturm und Hagel vom Saarland, über (Abb. 2, Fotos 7, 8 & 11). Auf den großen die nördlichen Teile von Rheinland-Pfalz, Ackerschlägen südwestlich von Bründel (Foto Hessen und Thüringen bis nach Sachsen- 1) floss der Niederschlag dagegen überwie- Anhalt. Es gab vielerorts beträchtliche Schä- gend flächenhaft ab, da hier Hangrinnen im den. Auch ein Tornado wurde beobachtet.“ [1] eigentlichen Sinne fehlen. „Schwere Gewitter gab es am Abend des 11. September, besonders im Raum an der . Hagel zerschlug Dächer und Fenster und verletzte sogar Menschen. Die A 14 stand bei Plötzkau bis zu zwei Meter unter Wasser. Autofahrer mussten mit Schlauchbooten von den Dächern ihrer PKW gerettet werden. Etwa 20 km weiter östlich zog ein Tornado von Os- ternienburg über Elsnigk nach Rosefeld und hinterließ Schäden an vielen Gebäuden.“ [1] Der von den Überschwemmungen betroffene Abschnitt der A 14 zwischen Alsleben und Bründel liegt in einer morphologischen Senke. Das zeigt Abb. 1: Relativ tief liegende Areale sind grün, relativ hoch liegende Areale sind Autobah n- lila gefärbt. Westlich der Autobahn befinden meisterei sich sehr große Ackerschläge, die höher lie- gen, als die Autobahn und deren Abflussbah- nen in Richtung A 14 verlaufen.

Abb. 2: Abflussbahnen (grün), Sedimentationsstel- len (blau) und Übertrittstellen auf die A 14 (num- merierte Dreiecke) In Abbildung 2 sind die am 16. und 19.09.11 fotografisch dokumentierten größeren Ab- Abb. 1: Reliefsituation in der Umgebung der über- flussbahnen eingetragen. Die Abflussbahnen schwemmten A 14 bei Plötzkau. sind anhand von Geländebegehungen, Fotos und kartographischen Reliefinformationen

1 rekonstruiert worden. Die Darstellung ist die örtlich Hagel und Sturmböen beinhalteten. schematisiert. Die atmosphärische Konstellation erlaubte Schmale Durchlässe unter Straßen und We- sogar im Bereich Elbe-Saale die Entstehung gen führten an verschiedenen Stellen zu Ab- von Tornados (bspw. Osternienburg und süd- flussbehinderung. Das abfließende Wasser lich von Bernburg). suchte sich dort neue Wege. Die Folge waren Schäden an der Infrastruktur (Fotos 4 & 12 bis 15). Bei nachlassender Transportenergie sammel- ten sich Wasser und Bodenteilchen in natürli- chen Senken bzw. an Stellen, wo der weitere Abfluss durch Straßendämme behindert war (Fotos 10 & 17 bis 20). Diese Bereiche sind in Abb. 2 als Sedimentationsstellen gekennzeich- net. Die Sedimentationsbereiche konnten al- lerdings nicht das gesamte zufließende Wasser aufnehmen und liefen im Verlaufe des Unwet- ters über. Am Ende durchbrach das abfließende Was- ser an 5 Stellen (Abb. 2, Fotos 19 & 21) die Abb. 3: Mittels Radar gemessene Niederschlags- Randbegrünung der A 14 und sammelte sich summen [mm] der 2. Tageshälfte des 11.09.2011. im Bereich der Abfahrt Plötzkau auf der Fahr- Rote Farben = hohe Niederschläge. Quelle: bahn. Das Einzugsgebiet der Zuflüsse zu den www.wetter24.de [4]. Übertrittstellen hat eine Größe von ca. 3 x 3 Laut Wetterradaraufzeichnungen (vgl. Abb. km (ca. 900 ha). 3) kam es bei diesen Erscheinungen in den späten Nachmittags- und frühen Abendstunden Ursachen der Überschwemmung des 11.09.2011 zu örtlichen Niederschlags- mengen, die stündliche Werte zwischen 50 und und Bodenerosion 80 l/m² zeigten. Diese Mengen wurden am Ort Niederschlag des Erosionsereignisses in Plötzkau zwischen 17 und 18 Uhr MESZ aufgezeichnet. Im DWD- Die private Wetterstation Köthen (Olaf Pe- Bodenmessnetz wurden als absolutes Maxi- ters) berichtete: „Am späten Nachmittag zog mum Stundenwerte von etwas mehr als 45 l/m² eine Gewitterfront von Südwest her über die in der Region registriert. Station. Aus dieser fielen taubeneiergroße Ha- gelkörner und richteten Verwüstungen an. Von Dies sind bei derartigen Wetterlagen Nie- 17:45 bis 18:20 fielen 37 mm Niederschlag derschlagsmengen, die in den Registrierungen [2].“ der letzten Jahrzehnte in der Region schon aufgetreten waren. Aufgrund der örtlichen Herr Falk Böttcher (Deutscher Wetterdienst, Begrenztheit solcher Niederschlagsereignisse Abteilung Agrarmeteorologie, Außenstelle sind solche Ereignisse für den einzelnen Leipzig) hat zu dem Unwetter folgende Ein- Ort als sehr selten einzustufen. Mit anderen schätzung gegeben: Worten: Es ist statistisch kaum zu erwarten, „Der 11.09.2011 war gekennzeichnet durch dass ein solches Ereignis den selben Ort im den massiven Zustrom subtropischer Warm- Laufe der nächsten 10 bis 20 Jahre wieder luft, die in einen Höhenrücken einströmte. Von trifft, aber bei ähnlicher Wetterlage sind ver- Nordwesten her schwenkte im Tagesverlauf gleichbare Niederschläge im näheren Umfeld eine Kaltfront heran, in deren Gefolge sich ein um den aktuellen Schadensort auch in den Höhentrog mit hoch reichend deutlich kälterer nächsten Jahren möglich. Luft befand. Aus diesen beiden Umständen Aussagen zu tendenziellen Veränderungen folgte eine starke Labilisierung des Auftretens solcher seltenen Extremereig- der atmosphärischen Schichtung und es konn- nissen sind schwierig und für die Region nicht ten sich massive Schauer und Gewitter bilden, 2 nachgewiesen. Die physikalischen Grundlagen Erosionsbarrieren, doch wie deutlich zu sehen (höhere Temperaturen, damit mehr Wasser- war, wurden die Feldwege bei diesem Starkre- dampf in der Atmosphäre u. ä.) deuten aber gen an zahlreichen Stellen überflossen und darauf hin, dass es eine tendenzielle Zunahme ihre Barrierewirkung war so zum Teil außer geben könnte. Kraft gesetzt. Durch das Fehlen wirksamer Erosionsbarrieren entstehen enorme erosive Bodenbedeckung Hanglängen. Die Fließwege zwischen den In dem ca. 900 ha großen Einzugsgebiet der Topbereichen im Westen und der A 14 betra- Zuflüsse zu den Übertrittstellen westlich der A gen bis zu 3 km. 14 überwiegt die ackerbauliche Nutzung ande- re Nutzungen bei weitem. Ein Großteil der Bodenarten und Rückhaltevermögen Ackerschläge war zur Zeit des Unwetters mit Der betreffende Schlag wird fast ausschließ- Getreide oder Raps bestellt. Auf einigen lich von erosionsempfindlichen Bodenarten Schlägen war die Saat noch nicht aufgegangen mit hohem Schluffanteil eingenommen (Abb. und der Boden demzufolge unbedeckt, auf 4). anderen Schlägen war die Bodenbedeckung Laut Vorläufiger Bodenkarte 1:50.000 [5] durch die noch sehr jungen Pflanzen äußerst sind überwiegend Schwarzerde und gering. Der Mulch war in den Boden eingear- Pararendzina aus (carbonathaltigem) Löss ver- beitet worden. Auf diesen nicht bis kaum be- breitet. Das Rückhaltevermögen dieser Böden deckten Bodenoberflächen hatte das oberflä- ist auf einer fünfstufigen Skala als „sehr hoch“ chig abfließende Wasser deutliche Spuren hin- einzuschätzen [6]. terlassen (Foto 2, 4, 7, 8, 9). Die für Bodenero- sion sonst typischen Erosionsrillen von weni- gen Zentimeter Breite und Tiefe waren aller- dings kaum zu sehen. Auf den mit erntereifem Mais und Zuckerrü- ben bestandenen Schlägen war ebenfalls Was- ser oberflächig abgeflossen. Das zeigt Foto 6. Die Bodenbedeckung durch ausgewachsene Mais- und Zuckerrübenpflanzen ist nicht sehr hoch. Begünstigend trat hinzu, dass die Pflan- zen parallel zum Hanggefälle standen. Unmittelbar südwestlich von Bründel wurde ein Schlag beobachtet, auf dem durch ca. 10 cm hohe Getreidepflanzen sowie Mulch auf der Bodenoberfläche eine im Vergleich gute Bodenbedeckung vorhanden war. Auch auf diesem Schlag hatte Oberflächenabfluss statt- gefunden (verspülter Mulch), Anzeichen von Bodenerosion waren hingegen nicht festzustel- len (Foto 3).

Flurgestaltung Abb. 4: Oberbodenarten; Quelle: Bodenschätzung. Die Angaben der Bodenschätzung wurden über- Zwischen den Ortschaften Bründel, setzt in den Sprachgebrauch der bodenkundlichen Schackstedt und Alsleben liegen große Acker- Kartieranleitung schläge mit nur wenigen Flurelementen (Foto 1, 8 & 9). Es handelt sich um eine weitgehend Relief ausgeräumte Ackerlandschaft, die auch ent- Das Gelände steigt von Ost nach West von lang der Wege kaum Bäume oder Hecken ca. 80 bis auf ca. 145 m NN an. Die am stärks- aufweist. Am ehesten fungieren noch die quer ten geneigten Hangbereiche sind von Hangrin- zur Hangneigung verlaufenden Feldwege als nen zerschnitten (Abb. 1, 2 & 5), während der

3 Tiefenbereich im Osten und der Bereich der niederschlag und fehlender Bodenbedeckung Hochfläche im Westen keine ausgeprägten wird daraus reale Bodenerosion. Hangrinnen aufweisen. Die Hangneigungen erreichen selbst in den am stärksten geneigten Arealen kaum mehr als 3 Grad (Abb. 6).

Abb. 7: Potenzielle Wassererosionsgefährdung nach Allgemeiner Bodenabtragsgleichung (ABAG) unter Berücksichtigung von Regenerosivität (R- Abb. 5: Höhe über NN Faktor), Bodenerosivität (K-Faktor) und Hangnei- gung (S-Faktor)

Zusammenfassende Bewertung der Erosi- onsfaktoren Der Auslöser der Bodenerosion und Über- schwemmungen war ein extremer Starkregen. Trotz des sehr guten Rückhaltevermögens konnten die Böden einen Großteil der Nieder- schläge nicht aufnehmen. Die geringe Boden- bedeckung auf vielen Schlägen bewirkte eine Verschlämmung der Bodenoberfläche (Foto 8) Dies behinderte das Einsickern des Regenwas- sers in den Boden. Infolge fehlender bzw. unwirksamer Erosi- onsbarrieren gelangte eine große Menge ober- flächig abfließenden Wassers zu den Hangrin- nen, die unterhalb der Hochflächenbereiche ansetzen und in denen sich der Abfluss kon- zentrierte. So konnte das fließende Wasser viel Energie entwickeln und Bodenteilchen mitrei- Abb. 6: Hangneigung [Grad] ßen. Die Faktoren Boden und Relief bewirken im Mögliche Gegenmaßnahmen Osten und Westen geringe, auf den Hangbe- Infolge der Klimaerwärmung kann nicht reichen dazwischen aber hohe potenzielle Ero- ausgeschlossen werden, dass Unwetter ähnli- sionsgefährdungen (Abb. 7). Bei Starkregen- cher Dimension in Zukunft häufiger auftreten

4 (vgl. Abschnitt Niederschlag). Aber auch klei- den Retentionsbereich geleitet werden. Für die nere Unwetter führten und führen zu Boden- Anlage einer zweiten Reihe von Retentionsbe- erosion und damit zum Verlust von Boden- reichen bieten sich die ebenen Geländeab- fruchtbarkeit auf den Ackerflächen. schnitte entlang der L 74 (Alsleben – Bründel) und westlich der A 14 an. Hierfür können auch Wasser (und Boden) auf der Fläche halten die in Abb. 2 eingetragenen Sedimentations- Die Bodenbedeckung auf den Ackerflächen stellen genutzt werden. Diese Retentionsberei- muss insgesamt erhöht werden. Im Ackerbau che müssen Anschluss an einen Vorfluter er- existiert hierfür eine Reihe von Handlungsop- halten. tionen, wie bspw. ein verändertes Fruchtarten- Dauerhaft begrünte Erosionsbarrieren und spektrum, Anpassung der Fruchtfolge, Erhö- Retentionsflächen lassen sich zu Biotopen hung des Mulchanteils, Belassen der Stoppel- vernetzen. Sie entfalten damit eine Reihe posi- reste der Vorfrucht auf dem Feld oder gar Um- tiver Wirkungen auf die Landschaftsökologie. stellung auf Direktsaat. Inwieweit solche Die genannten Maßnahmen sind geeignet, Maßnahmen auf dem betreffenden Standort eine weitere Überflutung der A 14 in diesem praktikabel und ökonomisch umsetzbar sind, Bereich weitgehend auszuschließen. muss der Bewertung durch die Landwirt- schaftsexperten vorbehalten bleiben. Künstliche Abflusshindernisse in Gräben Anzustreben ist weiterhin eine heterogene und Talquerschnitten beseitigen Bewirtschaftung von Schlägen und die Unter- Der Abfluss in den Gräben darf nicht durch gliederung von Schlägen in Teilschläge. zu schmale Durchlässe behindert sein. Müll, Schlaggrenzen und Wege, die quer zum Hang Zäune, Betonteile usw. sind aus Abflussberei- verlaufen, sollten als wirksame Erosionsbarrie- chen zu entfernen. ren umgestaltet werden (Hecken, Wälle, Grä- ben). Zur Reduzierung der Erosionswirkung des fließenden Wassers und zum Auffangen von Bodenteilchen kann die dauerhafte Begrünung von Hangrinnen beitragen. Die beste Schutz- wirkung wird durch die Etablierung von Ge- hölzen erreicht.

Extremabflüsse zwischenspeichern Retentionsflächen und naturnah ausgebaute Regenrückhaltebecken können dafür sorgen, dass Extremabflüsse und Bodenmaterial aufge- fangen und zwischengespeichert werden. Se- dimentiertes Bodenmaterial sollte den Acker- flächen wieder zugeführt werden. Bei der Anlage von Retentionsräumen sind die natürlichen Reliefverhältnisse und Ab- flusswege zu beachten. Die ersten Retentions- bereiche sollten unterhalb der oberen Hang- versteilung im Bereich des Weges von Bründel zur B6 angelegt werden. Ihre Funktion bestün- de vor allem darin, den Abfluss bereits relativ weit oben aufzufangen und die erosive Energie des fließenden Wassers erheblich zu reduzie- ren. Das Wasser könnte von dort zeitverzögert an begrünte Hangrinnen abgegeben und evtl. durch einen zweiten, weiter unterhalb liegen-

5 Fotoanhang Die Fotoserie beginnt im Westen auf den am höchsten gelegenen großen Ackerschlägen zwischen Bründel und Schackstedt, zeigt die Hangbereiche mit den großen Rinnen und Se- dimentationsbereichen zwischen Bründel und Alsleben und endet an den Sedimentations- und Übertrittstellen zur A 14.

Foto 3: Ackerschlag südwestlich von Bründel mit vergleichsweise guter Bodenbedeckung, die den Boden vor Abtrag geschützt hat. Auch die Hang- neigung von weniger als 2 Grad trug dazu bei.

Foto 1: Im Vordergrund: Wegkreuzung südlich von Bründel, Blickrichtung Südwest. Zwischen den Ortschaften Bründel und Schackstedt liegen große Ackerschläge mit nur wenigen Flurelementen. Hangneigung < 3 Grad. Boden weitgehend unbe- deckt (sehr junger Raps, Mulch eingearbeitet)

Foto 4: Durch Erosion teilweise ausgespülter Durchlass unter der Landesstraße L 74 (Alsleben- Bründel), südlich der Ortschaft Bründel. Davor Ablagerung von erodiertem Boden und Steinen. Blickrichtung Ost, im Hintergrund die A 14.

Foto 2: Durch abfließendes Wasser verspülter Mulch südlich von Bründel.

Foto 5: Von Hagelschlag in Mitleidenschaft gezo- gene Rübenpflanzen südlich der Ortschaft Bründel. Blickrichtung West.

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Foto 8: Hangrinne (im Mittelgrund)) und Sedimen- tationsbereiche an der Autobahnmeisterei (im Hin- tergrund). Blickrichtung Ost / A 14. Der Boden war hier praktisch unbedeckt. Der Mulch war im Zuge der Feldbestellung vor dem Unwetter eingearbeitet worden. Die Bodenoberfläche ist durch den Stark- regen verschlämmt. Dies behinderte das Einsi- ckern des Regenwassers in den Boden.

Foto 6: Spuren des Starkregenabflusses zwischen Zuckerrüben südlich der Ortschaft Bründel. Blick- richtung West.

Foto 9: Verschlämmter, unbedeckte Ackerböden oberhalb der Sedimentationsbereiche an der Auto- bahnmeisterei. Blickrichtung Süd.

Foto 7: Hangrinne zwischen Bründel und Alsleben. In diesen Rinnen konzentriert sich der Abfluss. Blickrichtung West.

Foto 10: Sedimentationsbereich nahe Autobahn- meisterei an der L74. Blick Richtung Norden. Im Hintergrund die Ortschaft Bründel.

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Foto 11: Im Hintergrund erodierte unbedeckte Foto 14: Zerstörung eines Durchlasses durch Ackerflächen (hell) und Hangrinnen (dunkel) zwi- Starkregenabfluss westlich des Bründelschen schen Bründel und Alsleben, im Mittelgrund die A Dorfteiches. Ursache: Starkregen und Abflussbe- 14. Blickrichtung west. hinderung (siehe Bilder oberhalb).

Foto 12: Abflussbehinderung durch „vergessene“ Foto 15: Der sonst ruhige Münzbach bei Bründel Betonelemente im Talquerschnitt westlich des hatte sich am 11.09.11 zu einem Sturzbach entwi- Bründelschen Dorfteiches. ckelt, staute sich vor diesem Rohrdurchlass an der Straße von Bründel nach Plötzkau, brach aus sei- nem Bett aus und floss auf der anderen Straßen- seite weiter Richtung A 14 zur Übertrittstelle Nr. 4.

Foto 13: Abflussbehinderung an einem betonge- fasstem Schluckloch westlich des Bründelschen Dorfteiches, das als Durchlass unter einer Straße fungiert. Im Normalfall ausreichend, bei Starkregen Foto 16: Durch Bodenerosion umgelagertes Bo- viel zu schmal. denmaterial an der Straße von Bründel nach Plötzkau. Rechts Rippelmarken, die von schnell fließenden Wasser erzeugt werden.

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Foto 17: Opfer der Abflusswelle aus dem Foto 20: Sedimentiertes Bodenmaterial unmittelbar Bründelschen Dorfteich. Straße von Bründel nach vor Übertrittstelle Nr. 3. Plötzkau.

Foto 18: Sedimentiertes Bodenmaterial im Bereich der Übertrittstelle Nr. 4.

Foto 21: Ausgespülte Drainageleitung an Über- trittstelle Nr. 3. Diese Drainageleitung entwässerte unmittelbar in den Straßengraben der A 14.

Quellen

Foto 19: Übertrittstelle Nr. 4 und unmittelbar vorge- [1] Pressemitteilung vom 29.09.11 Deutscher lagerte Sedimentationsstelle. Ein Übertritt auf die A Wetterdienst 14 war gegeben, aber ein Teil des Wassers ist http://www.dwd.de/sid_MmCvTMcNXYxlQtQn9p auch unter der Autobahnbrücke Richtung Norden DpfZdZ78mB07tGP6yY2S6229QXtxKrnGq1!1840 in den Münzbach geflossen. 1122!- 534578246!1317854285241/bvbw/appmanager/bvb w/dwdwwwDesktop?_nfpb=true&_pageLabel=dwd www_menu2_presse&T98029gsbDocumentPath=C ontent%2FPresse%2FPressemitteilungen%2F2011 %2F20110929__DeutschlandwetterimSeptember20 11__news.html

9 abgerufen am 14.10.11 um 16:27 Uhr news/news/ch/a46431cac696d4d891ec421 [2] Wetterstation Köthen, Olaf Peters db8dc89fa/article/hagel_tornados_schlam 11.09.2011, 21.33 Uhr ; m.html abgerufen am 14.10.11 um 16:33 Uhr http://www.koethen-wetter.de/ abgerufen am 14.10.11 um 16:18 Uhr [5] Vorläufige Bodenkarte 1:50.000 von Sach- sen-Anhalt. Landesamt für Geologie und [3] http://www.sachsen- an- Bergwesen Sachsen-Anhalt. halt.de/fileadmin/Elementbibliothek/Bibliothek_Pol http://www.sachsen- itik_und_Verwaltung/Bibliothek_LAGB/boden/pdf/ anhalt.de/index.php?id=23368 Fallbeispiel_Bodenerosion_Riestedt_2011.pdf [6] Bodenfunktionsbewertung 1:50.000. Lan- [4] www.wetter24.de ; desamt für Geologie und Bergwesen Sach- http://www.wetter24.de/wetter- sen-Anhalt.

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