Leitbilder für Flussauen aus morphologischer Sicht

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1 Leitbilder für Flussauen aus morphologischer Sicht

2 Gliederung Definitionen und Sprachgebrauch Vorgehensweise Typologischer Ansatz Leitbilder Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Typologischer Ansatz Liste der Auetypen (Arbeitsstand ) Gefälleermittlung (Methodik und Ergebnisse) Substratermittlung (Methodik und vorläufige Ergebnisse) Leitbildermittlung (Methodik und vorläufige Ergebnisse) Leitbildvisualisierung Detailuntersuchungsgebiete Ausblick

3 Definitionen und Sprachgebrauch Auen sind die von Überflutungen und wechselnden Wasserständen geprägten Talböden und Niederungen an Bächen und Flüssen (im Rahmen des F+E-Vorhabens betrachtete Flussauen weisen eine oberirdische Einzugsgebietsgröße von mindestens 1000 km² auf) Auen eines Gebietes mit ähnlichen Eigenschaften in Hinblick auf Formenschatz, hydrologischen Bedingungen und Lebensgemeinschaft werden als Auentyp zusammengefasst. Die Ausweisung von Auentypen stellt immer eine Vereinfachung und Schematisierung dar, da ein Typus ein idealisierter Zustand ist, der in der Natur in individueller Ausprägung auftritt.

4 Definitionen und Sprachgebrauch Das Leitbild definiert den Zustand einer Aue anhand des heutigen Naturpotenzials des Gewässerökosystems auf der Grundlage des Kenntnisstandes über dessen natürliche Funktionen. Das Leitbild schließt insofern nur irreversibel anthropogene Einflüsse auf das Gewässerökosystem ein. Das Leitbild beschreibt kein konkretes Sanierungsziel (Entwicklungsziel), sondern dient in erster Linie als Grundlage für die Bewertung des Gewässerökosystems. Es kann lediglich als das aus rein fachlicher Sicht maximal mögliche Sanierungsziel verstanden werden, wenn es keine sozioökonomischen Beschränkungen gäbe. Kosten-Nutzen- Betrachtungen fließen daher in die Ableitung des Leitbildes nicht ein.

5 Definitionen und Sprachgebrauch Irreversible Veränderungen sind anthropogene Überprägungen von Relief, Auesubstraten und Grundwasserverhältnissen. Diese Überprägungen zeichnen sich dadurch als irreversibel aus, dass die natürlichen Standortverhältnisse nicht durch natürliche Prozesse und eigendynamische Entwicklungen der Gewässer, ihrer Auen und der Einzugsgebiete in einen leitbildkonformen Zustand geführt werden können. Sie umfassen: - Auenlehmsedimentation - großflächige Veränderungen des Reliefs, des Grundwassers und des Untergrundes (Substrate), z.b. durch Bergbau - extreme Mineralisation organischer Böden - Sohlerosion der Ströme bei Erreichen leicht erodierbarer Substrate (z.b. Niederrhein => tertiäre e)

6 Vorgehensweise Stand der Flussauentypisierung Typologischer Ansatz

7 Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Auengefälle Auesubstrat Flussabschnittstyp Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend stark mäandrierend Morphologische Parameter < 0,2 Deckschicht Lauftyp unverzweigt pluvial Dauer nivopluvial 0,2-0,5 0, > 2,0 nebengerinnereich anastomosierend Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch lang Parameter verflochten zur morphologischen und hydrologischen Charakterisierung von Flussauen kurz Häufigkeit häufig selten nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Hydrologische Parameter Auentyp Auenabschnittstyp Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

8 Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Auengefälle Auesubstrat Flussabschnittstyp Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend stark mäandrierend < 0,2 0,2-0,5 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial Dauer nivopluvial 0, > 2,0 Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch lang kurz Häufigkeit häufig selten nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

9 Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Auengefälle Auesubstrat Flussabschnittstyp Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend < 0,2 0,2-0,5 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial nivopluvial nival Das Einzugsgebiet des Gewässers, das den Auenabschnitt maßgeblich prägt: 0, > 2,0 Flach-/Hügelland = großräumig glazial oder fluvial geprägte Landschaften: Nordd. Tiefland, Oberrheingraben, ebenen/hügelländer Abflussdynamik nördlich der Alpen Grundgebirge ausgeglichen = aus älteren dynamisch Magmatitenextrem oderdynamisch Metamorphiten bestehendes Gebirge mit gestörten Gesteinsschichtkomplexen Deckgebirge = Gebirge aus Sedimentgesteinen mit meist ungestörten Gesteinsschichtkomplexen; Dauer Häufigkeit über Grundgebirge Alpen/Voralpen = Region unbar nördlich der Alpen lang kurz häufig selten Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp stark mäandrierend Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

10 Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Auengefälle Auesubstrat Flussabschnittstyp Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend stark mäandrierend < 0,2 0,2-0,5 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial Das durchschnittliche Talbodengefälle der Aue < 0,2 = extrem gefällearm Abflussdynamik 0,2 0,5 = sehr gefällearm 0,5-1 ausgeglichen = gefällerarmdynamisch extrem dynamisch 1 2 = mäßig gefällereich 2 3 = gefällereich Dauer lang kurz nivopluvial 0, > 2,0 Häufigkeit häufig selten nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

11 Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Auengefälle Auesubstrat Flussabschnittstyp Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend stark mäandrierend < 0,2 0,2-0,5 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial nivopluvial 0, > 2,0 Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch nival Das maßgebliche Größtkorn in der Aue (85 % in der Sieblinie): Dauer Häufigkeit = abgestorbene, mehr oder weniger umgewandelte pflanzliche Stoffe lang häufig Ton/Lehm = kohäsives Substrat, das aus Partikeln < 0,002 mm (Ton) bzw. aus einem feinkörnigen Gemisch verschiedener Korngrößen besteht. kurz selten Überflutung und oberflächennahes Grundwasser / = nicht kohäsives Material in den Korngrößen 0,06-2 mm () bzw mm (); weist durch Umlagerung des Gewässers gerundete Kanten auf = vom Gewässer abgelagertes Material mit gerundeten Kanten mit einer Korngröße von mm Blöcke = Steine > 200 mm Auentyp Auenabschnittstyp Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

12 Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Auengefälle Auesubstrat Flussabschnittstyp Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend stark mäandrierend < 0,2 0,2-0,5 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial Dauer nivopluvial 0, > 2,0 Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch lang kurz Häufigkeit häufig selten Schnittstelle Flusstypologie nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

13 Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Auengefälle Auesubstrat Flussabschnittstyp Basissubstrat Blöcke gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend stark mäandrierend Morphologische Parameter Hydromorphodynamik < 0,2 0,2-0,5 Deckschicht unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial Dauer nivopluvial 0, > 2,0 Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch Häufigkeit Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Windungsgrad Lauftyp Verlagerungsrate des Gewässers und vorherrschende Prozesse in der Aue: dynamisch = starke laterale Laufverlagerung, deutliche Erosions- und Akkumulationsprozesse in der Aue Hydrologische Parameter extrem dynamisch = sehr starke laterale Laufverlagerung, stagnierend wenig dynamisch Umlagerung dynamisch extrem des Niedrig-/Mittelwasserbettes dynamisch im Hochflutbett, Aue mit ausgeprägten Erosions- und Akkumulationsformen lang kurz häufig selten nival stagnierend = kaum laterale Laufverlagerung, vorherrschend biogen bestimmte Substratentwicklung wenig dynamisch = geringe laterale Laufverlagerung, wenig Erosion und Akkumulation in der Aue Auentyp Auenabschnittstyp

14 Gefällereiche Flussaue der Alpen/Voralpen mit Sommerhochwassern Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Flussabschnittstyp Auengefälle Auesubstrat Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend < 0,2 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial 0,2-0,5 0, Dauer nivopluvial Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch lang kurz > 2,0 Häufigkeit häufig selten nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp stark mäandrierend Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

15 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Liste der Auentypen (Arbeitsstand 10/04) Gefälle Großlandschaft Regime Beispiele Ausnahmen extrem gefällearme Flussaue des Flach- /Hügellandes mit Winterhochwassern Peene, Havel, Spree Durchbruchstäler sehr gefällearme Flussaue des Flach- /Hügellandes mit Winterhochwassern schwarze Elster, Lippe, Ems gefällearme Flussaue des Flach- /Hügellandes mit Winterhochwassern Ilmenau, Erft, Mulde (ML) mäßig gefällereiche Flussaue des Flach- /Hügellandes mit Winterhochwassern Rur, Pleiße, Kinzig sehr gefällearme Flussaue des Deckgebirges mit Winterhochwassern Weser, Main, Altmühl gefällearme Flussaue des Deckgebirges mit Winterhochwassern Fulda, Werra, Neckar (UL) mäßig gefällereiche Flussaue des Deckgebirges mit Winterhochwassern Kocker, Jagst, Regnitz, Donau (OL) sehr gefällearme Flussaue des Grundgebirges mit Winterhochwassern Einzelfall! Mosel gefällearme Flussaue des Grundgebirges mit Winterhochwassern Lahn mäßig gefällereiche Flussaue des Grundgebirges mit Winterhochwassern Ruhr, Eder, Nahe gefällereiche Flussaue des Grundgebirges mit Winterhochwassern Zschopau, Saale (OL), Lenne gefällearme Flussaue der Voralpen/Alpen mit Sommerhochwassern Inn, Salzach (UL), Isar (UL) mäßig gefällereiche Flussaue der Voralpen/Alpen mit Sommerhochwassern Amper, Iller gefällereiche Flussaue der Voralpen/Alpen mit Sommerhochwassern Isar (ML), Lech, Salach, Alz extrem gefällearme Stromaue mit Frühjahrshochwassern Elbe (UST) sehr gefällearme Stromaue mit Frühjahrshochwassern Elbe (oberhalb Havel) sehr gefällearme Stromaue mit Winter- bis Sommerhochwassern Rhein (unterhalb Karlsruhe) gefällearme Stromaue mit Sommerhochwassern Rhein (oberhalb Karlsruhe) gefällearme Stromaue mit Winter- bis Sommerhochwassern Donau (unterhalb Regen)

16 Gefällereiche Flussaue der Alpen/Voralpen mit Sommerhochwassern Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Flussabschnittstyp Auengefälle Auesubstrat Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend < 0,2 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial 0,2-0,5 0, Dauer nivopluvial Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch lang kurz > 2,0 Häufigkeit häufig selten nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp stark mäandrierend Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

17 Mäßig gefällereiche Flussaue des Grundgebirges mit Winterhochwassern Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Flussabschnittstyp Auengefälle Auesubstrat Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend < 0,2 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial Dauer nivopluvial 0,2-0,5 0, > 2,0 Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch lang kurz Häufigkeit häufig selten nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp stark mäandrierend Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

18 Gefällearme Flussaue des Deckgebirges mit Winterhochwassern Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Flussabschnittstyp Auengefälle Auesubstrat Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend < 0,2 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial Dauer nivopluvial 0,2-0,5 0, > 2,0 Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch lang kurz Häufigkeit häufig selten nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp stark mäandrierend Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

19 Sehr gefällearme Flussaue des Flach- und Hügellandes mit Winterhochwassern Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Flussabschnittstyp Auengefälle Auesubstrat Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend stark mäandrierend < 0,2 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten 0,2-0,5 pluvial Dauer nivopluvial 0, > 2,0 Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch lang kurz Häufigkeit häufig selten nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

20 Extrem gefällearme Flussaue des Flach- und Hügellandes mit Winterhochwassern Großlandschaft Abflussregime Flach-/Hügelland Grundgebirge Deckgebirge Voralpen/Alpen Flussabschnittstyp Auengefälle Auesubstrat Basissubstrat Blöcke Windungsgrad gestreckt schwach gewunden gewunden mäandrierend < 0,2 Deckschicht Lauftyp unverzweigt nebengerinnereich anastomosierend verflochten pluvial Dauer nivopluvial 0,2-0,5 0, > 2,0 Abflussdynamik ausgeglichen dynamisch extrem dynamisch lang kurz Häufigkeit häufig selten nival Überflutung und oberflächennahes Grundwasser Auentyp Auenabschnittstyp stark mäandrierend Morphologische Parameter Hydrologische Parameter Hydromorphodynamik stagnierend wenig dynamisch dynamisch extrem dynamisch

21 Gefälleermittlung - Methodik Eingangsdaten: - SRTM-DGM (Rasterweite 90 m) - Gewässergeometrie (DLM 1000 W) + generalisierter Verlauf + Ausbauzustand Talbodenlinie Methodik: - Stationierung der Gewässergeometrie - Höhenabfrage in 1000m-Schritten - Abfrage der niedrigsten aufeinander folgenden Höhen Gefälle per Trendlinien-Analyse

22 Erte Höhen in der Aue im Längsverlauf Elde 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 y = 0,3732x + 14,574 R 2 = 0,9857 y = 0,1106x + 34,411 R 2 = 0,9559 y = 0,8832x - 36,485 R 2 = 0,9674 Reihe1 UK1 UK2 UK3 Linear (UK1) Linear (UK2) Linear (UK3) 10,0 0,0 0,000 20,000 40,000 60,000 80, , , ,000 Trendlinien-Analyse auf Basis der Minimumwerte

23 Gefälleermittlung - Methodik y = -0,0028x + 431,91 R 2 = 0,9633 gb_saale db_saale fl_saale Linear (gb_saale) Linear (db_saale) Linear (fl_saale) Höhe y = -0,0009x + 260,68 R 2 = 0,9708 y = -0,0003x + 148,31 R 2 = 0, km Grundgebirge Deckgebirge Flach-/Hügelland

24 Gefälleermittlung - Ergebnisse Leitbilder für Flussauen aus morphologischer Sicht

25 Substratermittlung - Methodik Quelle: Geologische Übersichtskarte 1: Quelle: Briem, 2003

26 Substratermittlung - Methodik Quelle: Gewässerlandschaften, Briem 2003 Quelle: Land Brandenburg, BUEK 300

27 Substratermittlung vorläufige Ergebnisse Leitbilder für Flussauen aus morphologischer Sicht

28 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes Analyse ehemaliger Aueformen mit Digitalen Geländemodellen Historischen Karten

29 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes Begehungen und Befliegungen vor Ort

30 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes Begehungen und Befliegungen vor Ort

31 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes ige, sehr gefällearme Flussaue des Flach-/Hügellandes mit Winterhochwassern (Mündungssituation) Ist-Zustand

32 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes ige, sehr gefällearme Flussaue des Flach-/Hügellandes mit Winterhochwassern (Mündungssituation) Potenziell natürlicher Ist-Zustand

33 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes Potenziell natürlicher Zustand Potenziell mit Überflutungsszenario natürlicher Ist-Zustand ige, sehr gefällearme Flussaue des Flach-/Hügellandes mit Winterhochwassern (Mündungssituation)

34 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes ige, gefällearme Flussaue des Grundgebirges mit Winterhochwassern (breites Tal) Überflutungsbereiche in der Aue bei unterschiedlichen Wasserständen

35 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes Blockig/schotterige, gefällereiche Flussaue der Alpen/Voralpen mit Sommerhochwassern

36 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes ige, sehr gefällearme Flussaue des Flach-/Hügellandes mit Winterhochwassern

37 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes Organisch-teilmineralische, extrem gefällearme Aue des Flach-/Hügellandes mit Winterhochwassern

38 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Ermittlung des Leitbildes ige, mäßig gefällereiche Aue des Deckgebirges mit Winterhochwassern

39 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Visualisierung des Leitbildes ige, sehr gefällearme Flussaue des Flach- /Hügellandes mit Winterhochwassern

40 Ergebnisse zum Stand der Flussauentypisierung Detailuntersuchungsgebiete

41 Auenabschnittstypen vorläufige Zuweisung Leitbilder für Flussauen aus morphologischer Sicht

42 Resumee und Ausblick - Auentypen von Flüssen lassen sich auf der Grundlage von Gefälleklassifizierungen und der Analyse der Einzugsgebiete typisieren - Für die Beschreibung von Abschnittstypen werden Substrataspekte und Gerinnebettmuster hinzugezogen - Die Verifizierung und ggf. Anpassung der Typen erfolgt im Rahmen der Leitbilderarbeitung