Elbe: Zu hoch und zu niedrig

Allein die letzten 25 Jahre waren Jahre der Superlative: 2002 fand das höchste je gemessene Hochwasser an der Elbe statt. Andererseits floss von 2014 bis 2020 enorm wenig Wasser die Elbe hinab. In Summe zählen diese Jahre zu den abflussärmsten seit Beobachtungsbeginn (1). In dem Zeitraum gab es an der Elbe zwischen Dresden (obere Elbe) und Neu Darchau (untere Elbe) acht extreme Hoch- und Niedrigwasserereignisse (2), sechs davon betrafen Dresden (vgl. Tab. 1), andere entwickelten ihre Wucht erst im weiteren Verlauf.

Die Elbe führt mal viel und auch mal wenig Wasser. Das ist normal. Auch jahreszeitliche Schwankungen mit erhöhten Abflüssen im Winter und langgestreckten Niedrigwasserphasen im Sommer sind typisch für die Elbe. Doch die Extreme nehmen aufgrund der Klimakrise zu.

Tabelle 1: Hoch- und Niedrigwasser der Elbe am Pegel Dresden (2000 - 2023)

Quelle: Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV), bereitgestellt durch die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG)

Extrem hohe und niedrige Wasserstände sind nicht nur mengenmäßig ein Problem. Sie verändern auch die Wasserqualität (3). Berichte der Flussgebietsgemeinschaft Elbe (FGG Elbe) bieten zu einzelnen Hoch- und Niedrigwasserereignissen eine Übersicht über konkrete Belastungen (4).

Hochwasser an der Elbe finden vor allem im Winter und Frühjahr statt. Zwischen 1890 und 2013 waren am Pegel Dresden rund 71 Prozent aller Hochwasserereignisse Winterhochwasser.(5) Dies hat mit verstärkten Niederschlägen im Winter und Frühjahr als Regen oder Schnee zu tun. Ein typisches Frühjahrshochwasser der Elbe gab es 2006, ein typisches Winterhochwasser im Januar 2011.

Extreme Starkregenereignisse mit großräumigen Niederschlägen führen ebenfalls immer wieder zu extremen Hochwassern an der Elbe. Eine sogenannte Vb-Wetterlage, die viel feuchte Luft aus dem Mittelmeerraum bringt (6), führte etwa im Jahr 2002 innerhalb von drei Tagen zu Niederschlagssummen im Einzugsgebiet der Elbe, die dem Zwei- bis Dreifachen des August-Monatsmittels entsprechen (7). Der Boden konnte diese Niederschläge nicht mehr aufnehmen, da er bereits durch vorhergehende Niederschläge voller Wasser war. Das Wasser suchte sich seinen Weg über Bäche und Flüsse: Es kam zu einem verheerenden Hochwasser. Auch in den Jahren 1954 und 2024 verursachten Vb-Wetterlagen Hochwasser an der Elbe. Im Jahr 2024 waren jedoch vor allem Tschechien und Polen von den teils extremen Niederschlägen betroffen.

Neben besonderen Wetterlagen spielt die Klimakrise bei der Entstehung von Hochwasser eine wichtige Rolle: Mit jedem weiteren Grad der globalen Erwärmung nimmt die Luft 7 % mehr Wasser auf - Wasser, das als Niederschlag wieder auf die Erde zurückkommt. Starkregenereignisse nehmen damit zu - in Intensität und an Häufigkeit. Lokale Unwetter treten öfter auf. Auch die Niederschlagsverteilung über das Jahr hat sich bereits geändert: Im Winter haben die Niederschläge bereits um 25 Prozent zugenommen.(8) Wie sich Hochwasser in einer fortschreitenden Klimakrise weiter entwickeln werden, ist schwer vorhersagbar. Ungewissheiten aufgrund mangelnder Kenntnisse über die zukünftige Entwicklung von Großwetterlagen und Zugbahnen von Tiefdruckgebieten sowie Unsicherheiten hydrologischer Modelle, aber auch starke regionale Unterschiede erschweren Prognosen erheblich (ebd.).

Trifft Starkregen auf versiegelte Böden, z.B. in einer Stadt wie Dresden, kann Wasser kaum versickern. Das Wasser sucht sich oberflächlich einen Weg und verursacht dabei je nach Intensität größere Schäden oder lokale Überschwemmungen (Risikogebiete für Dresden). Oder es fließt in die Kanalisation. Ist diese überlastet, wird Wasser ohne die vollumfängliche Klärung der Elbe mitgegeben, um (noch) größere Schäden zu vermeiden. Bei stärkeren Niederschlägen kann Dresden aktuell rund 95.000 Kubikmeter Wasser in fünf Regenüberlaufbecken und im Kanalnetz zurückhalten. Ab 2032 ist die Erweiterung um weitere neun Regenüberlaufbecken mit einem Speichervolumen von bis zu 40.000 Kubikmetern Wasser geplant (9). Das einbehaltene Wasser kann anschließend geklärt werden.

Extreme Hochwasser verursachen enorme Schäden. Die Schadenssumme allein des Hochwassers 2002 belief sich in Deutschland auf 11,4 Milliarden Euro (10). Verletzte und Tote waren in den letzten Jahrzehnten selten zu beklagen. 2002 gab es dennoch in Sachsen 21 Todesopfer und mehr als 100 Verletzte (11). Erhebliche Schäden an Wohnhäusern und in Industrie- und Gewerbegebieten gibt es immer, ebenso enorme Schäden an der Infrastruktur (Wege und Straßen, Gleise, Brücken). Landwirtschaftliche Nutzflächen werden geschädigt; teils kommt es zu Ernteausfällen. Immer wieder treten Schäden an Deichen und Hochwasserschutzmauern auf, die rasch beseitigt werden müssen. Überflutete Kläranlagen vermischen nicht nur Abwasser mit Flusswasser, sondern müssen aufwendig saniert werden. In Unternehmen führen Produktions- und Lieferausfälle zu enormen wirtschaftlichen Schäden.
Hochwasser gehen oft mit höheren Schad- und Schwebstoffkonzentrationen im Wasser einher. Durch Überschwemmungen gelangen Schadstoffe auch auf Flächen entlang der Elbe und lagern sich ab. Eine erneute Überschwemmung kann diese wieder aufnehmen und weiter transportieren (remobilisieren).

Der Hochwasserschutz ist neben Vermeidung, Vorsorge und Wiederaufbau ein Teilaspekt im Umgang mit Hochwassern.

Die Vermeidung setzt darauf, Hochwassergefahren zu minimieren. Klimaschutz ist dabei ein wichtiger Punkt. Aber auch das Ausweisen von Vorrang- und Vorbehaltsgebieten für den Hochwasserschutz in Raumordnungs- und Regionalplänen und hochwasserangepasstes Bauen zählen dazu. Damit keine Schadstoffe im Hochwasserfall ins Wasser gelangen, sind Vorkehrungen - etwa bei der Lagerung wassergefährdender Stoffe - zu treffen.

In die Vorsorge fallen vor allem Aspekte der öffentlichen Information, Kommunikation und Organisation. Abläufe und Kommunikationsketten sind für den Notfall zu klären. Wer spricht mit wem, wer macht was. Bedroht Hochwasser Siedlungen, sind die Bewohner*innen umgehend zu warnen und rechtzeitig zu evakuieren. Auf Hochwasserrisikokarten  können sich Menschen informieren, ob und wie sie von Hochwasser betroffenen sein werden und sich entsprechend selbst auf den Ernstfall vorbereiten (etwa mit dem Vorhalten einer Pumpe oder Sandsäcken).

Beim Wiederaufbau geht es um die Beseitigung von Hochwasserschäden (z.B. an Deichen). Die Analyse von extremen Hochwasserereignissen und deren Folgen lässt Schlüsse auf mögliche Verbesserungen im Umgang mit künftigen Hochwassern zu.

Beim Hochwasserschutz wird grob unterschieden in technischen und ökologischen Hochwasserschutz.
In der Vergangenheit wurde lange vor allem auf technischen Hochwasserschutz gesetzt. Immer höhere Deiche und Flutschutzmauern wurden errichtet, um das Wasser möglichst rasch weiterzuleiten. Entlang der 727 Flusskilometer zwischen tschechischer Grenze und Mündung in die Nordsee stehen Deiche in einer Gesamtlänge von 1.040 Kilometern (12). Das Problem: Das Wasser erreicht oft mit noch größerer Wucht die Unterlieger - also alle, die danach kommen. Technischer Hochwasserschutz ist zum Schutz von Städten und Gemeinden wichtig. Hier geht es oft nicht ohne Dämme und Mauern. Vor allem im engen Elbtal der Sächsischen Schweiz müssen sich Siedlungen technisch aufrüsten. Hier gibt es rechts und links der Elbe kaum natürliche Flächen zum Überschwemmen, da das Tal schnell von steilen Hängen begrenzt wird. Mit Übergang der Elbe ins Norddeutsche Tiefland (nördlich von Meißen) stehen der Elbe potentiell mehr Überschwemmungsflächen zur Verfügung.

Talsperren in Tschechien konnten immer wieder Wasser zurückhalten und damit die Höhe der Hochwasser in Sachsen reduzieren (13).

In den letzten 20 Jahren gewann der ökologische Hochwasserschutz immer mehr an Bedeutung (14).
Wasser soll künftig verstärkt in der Fläche gehalten werden, zum Beispiel auf Wiesen und in Mooren. Das hilft bei Hochwasserschutz und -vorsorge, stabilisiert die Grundwasserneubildung und den natürlichen Wasserhaushalt. Aber auch für den Erhalt der biologischen Vielfalt ist der Wasserrückhalt wichtig, denn viele Pflanzen und Tiere sind auf Wasser angewiesen.

Außerdem soll Flüssen und Bächen künftig wieder mehr Raum gegeben werden. Eine besondere Rolle spielen hierbei Auen als "Schwammlandschaft".

Naturnahe Auen bieten Platz für Hochwasser. Das Wasser kann sich in den Auen verteilen und dadurch an Zerstörungskraft verlieren. Es versickert und wird für trockene Zeiten gespeichert - die Landschaft wirkt wie ein Schwamm: eine Schwammlandschaft.

Doch viele Elbauen sind nicht mehr an das Wasser angeschlossen. Die Flächen wurden etwa mit Deichen abgeschnitten. Auen wurden bebaut oder für die Landwirtschaft nutzbar gemacht. Von der tschechischen Grenze bis Meißen wurde der Elbe vor allem Fläche für Siedlungen und Verkehr abgerungen. Ab Meißen bis zur Grenze nach Sachsen-Anhalt entstanden auf den einstigen Auen zahlreiche Landwirtschaftsflächen, rings um größere Städte aber auch Siedlungen.(15) Die Rückgewinnung von Überflutungsflächen in den Auen geht nur langsam voran. 16 Jahre nach der großen Flut 2002 waren von 50 Maßnahmen für die Retentionsraumgewinnung an der Elbe und weiteren Fließgewässern, für die der Freistaat zuständig ist (Gewässer I. Ordnung), gerade einmal 12 fertiggestellt. Darin sind sechs Deichrückverlegungen mit einer gewonnenen Fläche von nur 188 Hektar enthalten.(ebd.)

Im Sächsischen Auenprogramm (2018) wird das Ziel verfolgt, Flüsse - u.a. auch die Elbe - an geeigneten Stellen wieder mit ihren natürlichen Überschwemmungsflächen zu verbinden.(16) Neben den positiven Aspekten der Hochwasservorsorge und des Hochwasserschutzes wird auch der Gewinn von naturnahen Auen zum Erhalt der biologischen Vielfalt betont. Naturnahe Auen sind wichtige Kohlenstoffspeicher und wirken damit als Klimaschützer. Sie filtern aber auch Schad- und Nährstoffe aus dem Wasser. Andererseits stehen Nutzungsanforderungen von Landwirtschaft, Tourismus und Infrastruktur im Raum, die bei der Renaturierung integriert werden sollen. Anhand der Landwirtschaft haben wir uns den Aspekt genauer angeschaut (17).

An die fortschreitende Klimakrise und damit einhergehende Hoch- und Niedrigwasserereignisse sowie zunehmende Hitzebelastungen müssen sich auch Städte anpassen. Das Konzept der Schwammstadt sieht bei der Planung urbaner Räume folgende Ansatzpunkte vor:

• Mehr Grün: Sowohl Gründächer, Grünflächen, Fassadenbegrünung und mehr Bäume können Wasser speichern und allmählich verdunsten. Das schafft ein angenehmeres Klima. Mehr Grün sichert Lebensräume und Nahrungsquellen für kleinere Tiere in der Stadt.
• Mehr Blau: Versickerungsflächen und unterirdische Wasserbecken (Zisternen) helfen, das Wasser in der Stadt zu halten. Gewässer in der Stadt sorgen für mehr Abkühlung.
• Weniger Grau: In der Stadt der Zukunft werden keine neuen Flächen versiegelt. Im Gegenteil: Straßen werden rückgebaut und zu Erholungsoasen. Vorhandener Baubestand wird effizient genutzt. Innenstädte erleben eine (Wieder)-Belebung.

Das Projekt "Schwammstadt Dresden" des BUND Dresden macht deutlich, wie der städtische Wasserhaushalt konkret an den Klimawandel angepasst werden kann (18).

Niedrigwasser an der Elbe tritt vor allem in den Sommermonaten auf. Charakteristisch sind dabei stabile Hochdruckgebiete mit viel Sonne und wenig Niederschlag. Trockenheit und hohe Temperaturen zogen sich in den vergangenen Jahren teils über Monate hinweg - wie etwa 2019, als bereits das Frühjahr warm und mit unterdurchschnittlichem Niederschlag begann, viel Hitze und wenig Niederschlag im Sommer folgten, bis sich Ende September Entspannung einstellte (19). Als bis dahin wärmstes Jahr seit Beobachtungsbeginn (1881) ging das Jahr 2018 ein. Auch in diesem Jahr führte die Elbe extremes Niedrigwasser.

Niedrige Grundwasserstände und eine hohe Verdunstung begünstigen extreme Niedrigwasser der Elbe. Dem Niedrigwasser 2018 gingen bereits viele trockene Jahre voraus (2014-2017). Grundwasserstände im Elbeeinzugsgebiet waren bereits auf einem niedrigen Niveau. Der Abfluss aus dem Grundwasser, der in niederschlagsfreien Zeiten die Elbe und ihre Nebenflüsse speist, verringerte sich.
Zugleich steigt in den heißen Sommermonaten die Verdunstung - sowohl aus dem Boden als auch aus Wasserflächen der Elbe und ihrer Nebenflüsse. Allein die sächsische Elbe kommt auf eine durchschnittliche Wasserfläche von etwa 2.500 Hektar (20), aus der Wasser verdunstet.

Längere und häufigere Trockenperioden sowie Hitze werden aufgrund der fortschreitenden Klimakrise vor allem in den Sommermonaten weiter zunehmen (21). Mit weiteren extremen Niedrigwassern ist also zu rechnen.

Auch Niedrigwasser führen zu erheblichen Schäden: Die Schifffahrt kommt bei Niedrigwasser zum Erliegen bzw. wird erheblich eingeschränkt (22). Ernten fallen deutlich kleiner als erwartet aus. Nach langer Hitze und Trockenheit zeigen Auen, Wiesen und Wälder (23) erhebliche Schäden. Wenn die (Grund-)Wasserstände erheblich sinken, kommt es zu Problemen bei der Wasserversorgung.
Für unsere Augen oft unsichtbar sind die Auswirkungen langer Hitze und Niedrigwasser in der Elbe und ihrer Nebenflüsse.
Die Wassertemperatur der Elbe stieg in den heißen Sommern 2018 und 2019 bereits auf über 25 Grad (24). Projektionen der Wassertemperaturen gehen in naher Zukunft (2030-2060) von einer Erhöhung von 1 bis 2,2 Grad des Jahresmittels im Vergleich zur Referenzperiode 1971-2000 aus. Bis zum Jahr 2100 wird ein Anstieg von bis zu 3,8 Grad im Jahresmittel erwartet, wenn kein ambitionierter Klimaschutz stattfindet.(25, 4:22:07) Für Pflanzen und Lebewesen nimmt dadurch der Stress zu.
Doch nicht nur die Erwärmung setzt dem Leben im Strom zu: Mit steigender Temperatur kann das Wasser weniger Sauerstoff aufnehmen. Bislang blieb der Sauerstoffgehalt in der sächsischen Elbe auch bei Niedrigwassern und Hitze stabil.(26) In der Tideelbe zwischen der Staustufe Geesthacht und der Nordseemündung wurde hingegen die für Lebewesen kritische Konzentration von 4 mg/l Sauerstoff bereits öfter unterschritten (27). Es kam zu vermehrtem Fischsterben, vor allem, wenn zusätzlich zu Hitze und Niedrigwasser noch Ausbauarbeiten für den Schiffsverkehr hinzukamen.
Niedrigwasser in der Elbe führen, wenn auch teils nur punktuell, zu höheren Konzentrationen von Schad- und Spurenstoffen sowie Schwermetallen. Calcium, Kalium, Natrium und Chlorid konzentrieren sich ebenfalls im Wasser.(28)

In Sachsen fehlt bislang ein Konzept im Umgang mit Niedrigwasser (29). Darin sollten u.a. Fragen der Niedrigwasservorsorge und des Niedrigwassermanagements geklärt werden. Das Ziel muss sein, (extreme) Niedrigwasser zu verhindern bzw. in ihrem Ausmaß und den damit verbundenen Schäden zu begrenzen. Dafür muss der Landeswasserhaushalt nachhaltig gestärkt werden. Maßnahmen des ökologischen Hochwasserschutzes - wie Wasserrückhalt in der Fläche und Schwammlandschaften -spielen hier ebenfalls eine entscheidende Rolle.
Damit das Konzept eine Wirkung entfalten kann, ist es wichtig, es anschließend finanziell zu untersetzen.

Auf Basis eines sächsischen Konzepts müssen regionale bzw. kommunale Konzepte im Umgang mit Niedrigwasser folgen. Gerade in einer großen Stadt wie Dresden, die teils ihr Trinkwasser aus Uferfiltrat der Elbe bezieht und deren Industrie enorm abhängig von Wasser aus der Elbe ist (30), braucht es ein transparentes und effektives Niedrigwassermanagement.

Mit Blick auf die Elbe ist eine enge Abstimmung mit Tschechien nötig. Denn die Elbe in Sachsen profitierte in der Vergangenheit bei extremem Niedrigwasser oftmals von stützenden Effekten der Talsperren in Tschechien.(31)