Modell warnt vor Schadstoffschwemme bei Hochwasser

Hochwasser bringt nicht nur Zerstörungen mit sich, es kann auch Schadstoffe in die betroffenen Gebiete schwemmen. Jetzt entwickeln Wissenschaftler im Elbeeinzugsgebiet ein Vorhersagesystem, das zeigt, welche Gefahren bei einem Hochwasser durch Schadstoffe aus überschwemmten Gebieten drohen und das den Behörden hilft, Entscheidungen zu treffen.

Wissenschaftler des Umweltforschungszentrums Leipzig-Halle (UFZ), des Leibniz-Instituts für ökologische Raumentwicklung Dresden (IÖR), der Martin-Luther- Universität Halle-Wittenberg und der Universität Osnabrück werden dazu in den nächsten drei Jahren die potentiellen Schadstoffe in möglichen Überflutungsgebieten der Region Bitterfeld erfassen und Ausbreitungsprognosen erstellen.

Gift aus belasteten Gebieten ausgeschwemmt

Schlagzeilen wie „Krebsgefahr durch Elbfische“, „Schadstoff kam aus DDR-Industriepark“ oder „Rückstände gelangten in die Mulde“ hatten Anfang August für Verunsicherung bei Anglern und Anwohnern gesorgt. Hintergrund waren Messungen des Umweltbundesamtes. Dabei wurden in Elbe und Mulde Konzentrationen des krebserregenden Schadstoffes Hexachlorcyclohexan (HCH) festgestellt, die die zulässigen Grenzwerte um ein Vielfaches überschritten. HCH wurde bis in die 80er Jahre als Insektenvernichtungsmittel eingesetzt und unter dem Namen Lindan in Bitterfeld in großen Mengen produziert.

Untersuchungen von Böden und Pflanzen ergaben, dass in der Region Bitterfeld immer noch große Gebiete der Muldeaue belastet sind, da sich HCHs kaum zersetzen. Bei Hochwasser werden die Uferzonen überflutet und der Stoff aus dem Boden ausgewaschen. Auf diese Weise gelangen die krebserregenden HCHs ins Flusswasser und reichern sich im Fett der Fische an.

HCHs sind jedoch nur eine von vielen Stoffgruppen, die eine Gefahr darstellen. Gerade in Bitterfeld wurde eine Vielzahl verschiedenster Chemikalien hergestellt, die ihre Spuren im Boden hinterlassen haben. Was das bedeutet, mussten die Bitterfelder beim Hochwasser 2002 erleben.

Verküpfung von Teilmodellen

In den kommenden drei Jahren werden die Wissenschaftler die Ausbreitung von Schwermetallen, Arsen und organischen Schadstoffen bei Extremhochwässern modellieren. Das Innovative und Praxisnahe dieses Forschungsprojektes besteht dabei in der Verknüpfung von verschiedenen Teilmodellen zu einem integrierten System. Dazu gehört ein sehr präzises digitales Geländemodell, das durch eine Laserscannerbefliegung gewonnen wurde und die Höhe mit einer Genauigkeit von zehn Zentimetern anzeigt. Diese Genauigkeit ist wichtig, denn schon eine Bordsteinkante kann das Wasser am Weiterfließen hindern.

Ein weiteres Modell umfasst ein Gefahrstoffkataster – also eine Datenbank, die alle potentiell gefährlichen Stoffe von der Altlast im Boden bis hin zum privaten Öltank umfasst. Wichtig sind auch die Eigenschaften der Stoffe: Sinken sie schnell zu Boden oder kann das Wasser sie über große Entfernungen transportieren? Entscheidend für die Ausbreitung von Schadstoffen ist die Strömung in den Überschwemmungsgebieten. Deshalb werden die Wissenschafter ein zweidimensionales hydraulisches Modell erstellen.

Durch die Verknüpfung dieser einzelnen Modelle zu einem Entscheidungshilfesystem lassen sich dann verschiedene Szenarien durchrechnen. Was passiert bei einem so genannten hundertjährigen Hochwasser? Welche Gefahren drohen, wenn sich die Flut von 2002 wiederholen würde? Wie würde sich ein Deichbruch auswirken?

Schnelle Entscheidungen im Katastrophenfall

Mögliche Schadstoffausbreitungen in den untersuchten Bereichen lassen sich dann sowohl im Vorfeld als auch aktuell bei einem Hochwasserfall besser einschätzen und Gegenmaßnahmen besser planen. Landkreis und Stadt Bitterfeld werden am Ende ein komplexes Computerprogramm erhalten, das helfen wird, wichtige Entscheidungen für die Sicherheit der Bevölkerung schnell zu treffen.

Die Behörden müssen dann nur noch die Höhe des Hochwassers und eventuelle Dammbrüche eingeben. Die Software errechnet dann, welche Gebiete überschwemmt werden und zeigt an, wo Gefahren durch Schadstoffe zu erwarten sind. Damit leistet das Verbundsystem zusammen mit den Behörden in Bitterfeld einen Beitrag zum Schutz der Umwelt, das Gefährdungspotential durch den Austrag von Schadstoffen aus belasteten Gebieten in die Gewässer zu verringern.

(Umweltforschungszentrum Leipzig-Halle, 16.08.2005 – NPO)