Starkregen und Hochwasser – wie sich das Korngerüst des Bodens verändert

Einleitung 

Grundsätzlich sind heftige Regenfälle und Hochwasser Bestandteile des natürlichen Geschehens. Zur Katastrophe (Flutkatastrophe) werden sie, wenn Menschen und materielle Werte betroffen sind. Allein im Jahr 2018 konnten in Europa mehrere Hochwasser mit unterschiedlich starken Schadensbildern beobachtet werden:

• Nordfrankreich und Westdeutschland (Januar 2018),
• Kroatien (März 2018),
• Mitteldeutschland (Mai 2018),
• Tirol (August 2018),
• Sizilien, Mallorca und Südfrankreich (Oktober 2018).

Da alle natürlichen Systeme zu einem Gleichgewicht streben, werden durch außergewöhnliche äußere Einflüsse auch außergewöhnliche Reaktionen erzeugt.

Der nachstehende Text beschäftigt sich mit möglichen Reaktionen des Bodens als Baugrund auf extreme Wettereinflüsse, wobei die Auswirkungen temporär oder dauerhaft sein können. Da bei jeder Veränderung des Bodens ein Einfluss auf die darauf gegründeten Gebäude zu erwarten ist, werden im Anschluss Möglichkeiten zur Stabilisierung des veränderten Bodens aufgezeigt.

1. Definition und Entstehung von Starkregen bzw. Hochwasser

Wenn große Niederschlagsmengen innerhalb einer bestimmten, meist nur recht kurzen Zeitspanne fallen, wird von Starkregen gesprochen. Aber auch Dauerregen kann mit sehr hoher Intensität auftreten und damit in die Kategorie des Starkregens fallen. Die offiziellen Richtlinien dazu hat der Deutsche Wetterdienst als nationale Behörde festgelegt. Er unterscheidet zwei Stufen des Starkregens.

Ein Starkregen, Stufe 1 (markantes Wetter) ist ein Niederschlagereignis, bei dem mehr als 10 l/m² in einer Stunde oder mehr als 20 l/m² in sechs Stunden fallen. Ein Starkregen der Stufe 2 (Unwetter) ist ein Niederschlagereignis, bei dem mehr als 25 l/m² in einer Stunde oder mehr als 35 l/m² in sechs Stunden fallen. Starkregen tritt bei Gewittern auf. In diesem Fall kann Starkregen auch mit Hagel durchmischt sein und von Fallböen begleitet werden, weil die vielen Regentropfen die Luft mit sich in die Tiefe reißen.

Starkregenereignisse treten lokal auf und treffen selten eine ganze Region. Das ist nur bei sehr kräftigen Tiefs der Fall, wenn der Dauerregen die Starkregenschwelle überschreitet. Starkregen ist ein Phänomen, das hauptsächlich im Sommerhalbjahr auftritt. Für die großen Niederschlagsmengen in recht kurzer Zeit müssen massive Quellwolken mit großen Wassermengen entstehen. Dies ist nur bei ausreichend warmer Luft möglich, da kalte Luft weniger Feuchtigkeit aufnehmen kann. Ausgenommen davon sind die oben angesprochenen Tiefdrucksysteme mit Dauerregen, welche besonders in Staulagen der Gebirge zu ergiebigen Regenfällen führen.

Durch Starkregen können Hochwasserereignisse entstehen, da in kurzer Zeit sehr viel Regen fällt und der Boden kaum Zeit hat, diesen aufzunehmen. Auch die Kanalisation ist bei besonders intensiven Regenfällen überfordert. Somit sind rasch ansteigende Wasserpegel (Hochwässer) und Überschwemmungen, Sturzfluten oder Erdrutsche und Muren die Folge.

Bei Flüssen und kleineren Fließgewässern spricht man von Hochwasser, wenn ihr Abfluss für längere Zeit (mehrere Tage) den normalen Wert (mittlerer Abfluss) deutlich übersteigt. Übersteigt der Abfluss das Fassungsvermögen des Baches (Gerinne), kann es zu Überschwemmungen kommen.

Bei besonders schnell anlaufenden Hochwasserwellen spricht man von Sturzflut. Im Küstenbereich kann die normale Tide durch Wind (Driftstrom) zu einer Sturmflut verstärkt werden, die über Flüsse kilometerweit ins Landesinnere vordringen kann. Hochwasserereignisse, die durch Tsunamis ausgelöst werden, treten in Europa für gewöhnlich nicht auf.

2. Prozesse im Baugrund

Während der Starkregenereignisse erfolgt der größte Teil des Abflusses oberflächlich, eine Infiltration in den Boden passiert kaum. Durch Überflutung oder Hochwasser finden dennoch besondere Prozesse im Boden statt, da diese Ereignisse in der Regel einen direkten Einfluss auf die Grundwasserstände haben: Bodenschichten, die ansonsten nicht durch Grundwasser beeinflusst sind, werden durchströmt, bei Böden im Grundwasserbereich ändert sich ggf. die Fließgeschwindigkeit oder es kommt zu einer Umkehr der Fließrichtung.

Besonders stark sind die Auswirkungen von Starkregen- bzw. Hochwasserereignissen bei erosionsempfindlichen Böden wie Schluffen und Feinsanden, da diese Böden eine Kornstruktur aufweisen, die die nachfolgend aufgezeigten Schadensbilder begünstigen.

Durch die Wirkung über das Grundwasser können auch Gebiete betroffen sein, die vom eigentlichen Starkregen oder einer oberflächlichen Überschwemmung verschont geblieben sind, was das Herleiten des direkten kausalen Zusammenhangs für den Laien erschwert.

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