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umwelt-online: Richtlinie für naturnahe Unterhaltung und naturnahen Ausbau der Fließgewässer (5)

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3.7.3 Querschnittsausbildung

Die Querschnitte natürlicher Fließgewässer stehen in enger Beziehung zum Verlauf und Gefälle. Bei wechselnden Abflüssen mit unterschiedlichen Fließgeschwindigkeiten und Wassertiefen verändert sich die Form der Querschnitte durch Erosion und Sedimentation. Diese natürlichen Veränderungen werden durch Ausbau- und Unterhaltungsmaßnahmen beeinflußt. Naturnahe Querprofile sind meist breiter und flacher als die nach eher technischen Gesichtspunkten veränderten. Auch die Varianz von Breite und Tiefe ist unter naturnahen Bedingungen erheblich größer.

Im Gegensatz zur starren Festlegung des Querschnitts, die von vornherein jegliche Veränderung verhindern will, wird bei der naturnahen Ausbildung ein Ausgangszustand geschaffen, aus dem heraus sich das Gewässerbett von allein zu dem angestrebten Zustand hin entwickelt (Entwicklungsphase). Die Planung hat die Veränderungen des Profils durch die Dynamik des Gewässers zu berücksichtigen. Dabei ist davon auszugehen, daß sich im Gewässerquerschnitt Erosionen und Ablagerungen einstellen können. Deshalb müssen die hydraulischen Auswirkungen der zu erwartenden Gehölzentwicklung und der Profilentwicklung bereits bei der Bemessung und Gestaltung des Profils berücksichtigt werden. Maßgebend dafür ist der sich im Laufe der Zeit einstellende Zustand, nicht aber der Zustand unmittelbar nach dem Ausbau. Zur naturnahen Entwicklung gehört auch die Möglichkeit der Verlagerung des Gewässers in der Aue. Daraus ergibt sich dann, daß eine entsprechend große Fläche zur Verfügung stehen muß. Gehölze, die sich an den Ufern entwickeln, stabilisieren diese mit ihren Wurzeln.

Die Profilform wird von den anstehenden Böden beeinflußt. Deshalb muß zur Planung von Querschnitten die Standfestigkeit des Bodens bekannt sein. Sie wird aufgrund von Bodenaufschlüssen und der hieraus ermittelten Bodenkennwerte (Korngröße entsprechend der Kornverteilungskurve, Porenziffer bei bindigen Böden) unter Berücksichtigung der auftretenden Schubspannungen (Schleppspannungen) beurteilt. In Abstimmung mit der Linienführung, dem Fließverhalten und den Uferpflanzen sind die Böschungen mit wechselnden Neigungen und weichen Übergängen - auch an der Böschungsschulter - zu gestalten.

Naturnahe Querschnittsbereiche sind mit ihrem Gehölzbestand auch bei notwendigen Querschnittsänderungen zu erhalten, sofern nicht zwingende Gründe entgegenstehen. Zur Regelung von Hochwasserabflüssen können dann auch Flutmulden in Betracht gezogen werden.

Die Entscheidung, ob und in welchem Umfang eine Befestigung erforderlich ist, erfolgt wie bei der Trassierung in sorgfältiger Abwägung zwischen freier Entfaltung der Gewässer und Sicherung der Zwangspunkte. Hierbei sind die verfügbare Fläche, die Bodenverhältnisse, die Böschungsneigung, die Strömungskraft des Grundwassers, die Schubspannung und die Pflanzenentwicklung zu berücksichtigen. Auch bei Zwangspunkten sind lebende Baustoffe grundsätzlich toten vorzuziehen. Bei der Verwendung von Pflanzen sind deren Standortansprüche und Entwicklung zu berücksichtigen. Können lebende Baustoffe ihren Zweck nur unzureichend erfüllen, sind Verbundbauweisen mit toten Baustoffen notwendig.

Zum naturnahen Gewässer gehören auch angemessene Uferstreifen auf beiden Seiten, die mit einem dem Gewässerschutz dienenden Bewuchs versehen sind.

Die naturnahe Querschnittsausbildung ist nicht auf Gewässer in der freien Landschaft beschränkt. Auch im Siedlungsbereich sind Elemente der naturnahen Querschnittsausbildung soweit wie möglich zu verwenden (vgl. 3.5).

Für Fließgewässer in Nordrhein-Westfalen sind auf den folgenden Seiten fallbezogene Beispiele zur Querschnittsausbildung dargestellt. Bereits diese wenigen Beispiele zeigen, daß die unterschiedlichen örtlichen Gegebenheiten und Ansprüche ein allgemein anwendbares Schema für die Ausbauplanung ausschließen. Für die Unterhaltung gelten die Regelungen im Kapitel 5.

Beispiel: " Kleiner Bach im Bergland"

Vorgaben:

Boden:

Zustand

HQ1 wird bordvoll abgeführt. Bei größeren Abflüssen ufert der Bach aus. Gehölzfreie Ufer sind durch Erosion stellenweise unterhöhlt, teilweise durch Viehtritt beschädigt. Die Sohle aus verwittertem Fels und Geschiebe ist ausreichend standfest.

Gewässer dieser Art kommen häufig in gehölzfreien Wiesentälern vor.

Gestaltung und Entwicklung

Auf beiden Seiten werden breite Uferstreifen aus der landwirtschaftlichen Nutzung genommen. Im Bereich von Viehweiden werden Zäune gesetzt. Wo keine natürliche Gehölzentwicklung zu erwarten ist, erfolgt eine Initialbepflanzung mit bodenständigen Gehölzen wie Roterle, Esche, Bruchweide, Gemeinem Schneeball und Faulbaum auf 70 % der Uferlängen. Unterhöhlte Ufer werden beibehalten. Innerhalb der Uferstreifen finden natürliche Veränderungen statt.

Beispiel: " Großer Bach im Bergland"

Vorgaben:

Boden:

Zustand

Am Rande eines flachen Wiesentals fließt ein Bach, der bergseitig an den Steilhang angelehnt ist und talseitig an eine parallel führende Straße anschließt. Das Gewässer war vor langer Zeit zum Zweck des Betriebs einer Mühle aus der Mitte der Talaue an deren Rand verlegt worden. Es ist in der Sohle und der unteren Hälfte der Böschung mittels einer Steinstickung befestigt (Sohlbreite 1,00 m; Tiefe 1,10 m; Böschung 1:1,5). Bei einem Gefälle von 10^o/_oo beträgt sein Abfluß 9 m³/s. Der Betrieb der Mühle ist eingestellt; das Wasserrecht ist aufgehoben.

Ziel der Umgestaltung

Das naturferne Gewässer soll in einen naturnahen Zustand versetzt werden. Außerdem wird eine Verbreiterung der Straße angestrebt. Die Talaue wird weiterhin als Viehweide genutzt; dementsprechend ist der Gewässerquerschnitt zu bemessen.

Gestaltung

Eine naturnahe Gestaltung in alter Lage ist nicht möglich. Deshalb wird das Gewässer in die schwach ausgeprägte Tallinie verlegt. Der derzeitige Gewässerquerschnitt wird verfüllt und dient größtenteils der Straßenverbreiterung einschließlich der Straßenentwässerung. Das Gefälle des Gewässers ermäßigt sich infolge geschwungener Trassierung auf 7^o/_oo.

Der Querschnitt wird für einen Abfluß von 12,1 m³/s [=HQ₂] unter Berücksichtigung der Entwicklung des Gewässers bemessen.

Dem natürlichen Vorbild entsprechend wird das neue Profil flach und breit gestaltet, um einen möglichst guten Startzustand für die Entwicklung des Gewässers zu bekommen. Dieses Profil ist bei einer Sohlbreite von etwa 8 m nur rund einen Meter tief eingeschnitten. In den Bögen werden sich allerdings tiefere Kolke vor den Außenufern ergeben. In solchen Profilen erhöhen sich die Schleppspannungen bei zunehmenden Abflüssen nur mäßig, da die Wassertiefe nur geringfügig steigt. Mitgebrachtes Geschiebe lagert sich je nach Korngröße an unterschiedlichen Stellen der Sohle ab und sorgt damit für unterschiedliche Lebensraumbedingungen.

Die bei Hochwasserabflüssen entstehenden Profilveränderungen führen zu Verlagerungen des Gewässers. Dazu wird auf jeder Seite ein Uferstreifen mit einer Breite zwischen 15 und 25 m in Absprache mit den Besitzern aus der Nutzung genommen. Diese Streifen werden mit einzelnen Gehölzen bepflanzt und im übrigen der natürlichen Entwicklung überlassen.

Die Böschungen erhalten wechselnde Neigungen, und zwar flach im Innenufer und steil im Außenufer. Aufgrund der geschwungenen Linienführung ergibt sich ein ständiger Wechsel der Böschungsneigungen. An den Böschungen und Uferstreifen siedeln sich spontan Gehölze an. Nahe der Mittelwasserlinie steht eine durchgehende Erlenreihe. In den höher stehenden Gehölzreihen werden Lücken gelassen.

Entwicklung

Mit der Zeit kann es streckenweise zum Kronenschluß der Bäume über dem Gewässer kommen. Die Gehölze hindern den Lichteinfall und die Erwärmung des Wassers mit dem Erfolg, daß der Krautwuchs unterdrückt wird.

In der Sohle bilden sich Geschiebebänke, die von den kieslaichenden Fischen als Laichplatz genutzt werden. Bei Hochwasser verlagern sich diese Bänke. Flachen Gleitufern mit Neigungen von 1:10 stehen fast senkrechte Prallufer gegenüber. Die Profilbreite und die Wassertiefe variieren stark. Die unterschiedlichen sohlennahen Strömungsbedingungen haben ein Mosaik unterschiedlicher Sohlsubstrate entstehen lassen.

Beispiel: " Kleiner Fluß im Bergland"

Vorgaben:

Boden:

Zustand

Ein Gewässer in einem Sohlental war ursprünglich mit einem Trapezprofil ausgebaut worden. Das linke Gewässervorland wird bis an die Böschungsoberkante ackerbaulich genutzt.

Entwicklung

Diese Nutzung wird um etwa 10 m zurückgenommen, so daß ein Uferstreifen entsteht und eine natürliche Entwicklung des Gewässers zugelassen werden kann. Als Folge ständiger Erosion sind an den Ufern auf längeren Strecken Uferabbrüche entstanden. An anderen Stellen hat sich Geschiebe abgelagert. Es besteht Gleichgewicht zwischen Erosion und Sedimentation. Auch auf geraden Fließstrecken bilden sich ein Steil- und ein Flachufer aus. Das Steilufer wird durch spontan aufgewachsene Erlen gesichert. Auf den Flachufern hat sich insbesondere Pestwurz angesiedelt.

Beispiel: " Großer Fluß im Bergland"

Vorgaben:

Boden:

Zustand

Die Sohle des Flußbetts besteht aus dem dort anstehenden Grauwackeschiefer. Uferabbrüche, die immer wieder auftreten, wurden durch Steinschüttungen befestigt. Die Vorländer sind beiderseits von Altgewässern durchzogen und als Mähwiesen bzw. Viehweiden genutzt. Längs der Talaue führt eine Bundesstraße. Der Fluß ist nur über die Wiesen zugänglich.

Anlaß der Umgestaltung

Im Zuge einer Neutrassierung wird die Bundesstraße aus der Talaue verlegt.

Ziel der Umgestaltung

Die Beseitigung des Straßenkörpers bietet die Möglichkeit, den Lebensraum Talaue naturnäher zu gestalten und dadurch auch die natürliche Retention bei Hochwasserabflüssen zu erhöhen. Es soll eine weitgehend vom Menschen ungestörte Entwicklung ablaufen.

Gestaltung und Entwicklung

Der Straßendamm wird bis auf eine Höhe abgetragen, die zwischen 0,30 m über und unter dem Mittelwasserstand schwankt. Dabei wird die Verbindung mit oberhalb und unterhalb gelegenen Altgewässern hergestellt. Die standortgemäße Vegetation dieses Bereichs soll sich durch die natürliche Sukzession entwickeln. Deshalb werden hier keine Pflanzungen vorgenommen. Eine Erschließung entfällt. Auf der linken Seite des Flusses wird ein Uferstreifen bis an die Geländekante ausgewiesen, der der natürlichen Sukzession überlassen bleibt.

An den Ufern vorhandene Steinschüttungen werden entfernt und Strauch- und Baumweiden gepflanzt. Uferabbrüche werden zugelassen

Im Bereich des Bodenabtrags wird sich ein Weichholzauenwald, durchsetzt mit Röhrichtflächen, entwickeln.

Beispiel: " Kleiner Bach im Flachland - Sandgebiet"

Vorgaben:

Der Bach fällt zeitweise trocken.

Boden:

Zustand

Die Anliegergrundstücke werden bis an die Ufer ackerbaulich genutzt. Der in einer Tiefe von 1,20 bis 1,70 m anstehende Schluff ist ins Fließen geraten und hat das Gewässerbett teilweise aufgefüllt; Randstreifen des Ackers sind eingesunken. Der dadurch erhöhte Grundwasserstand stört bei der ackerbaulichen Nutzung. Das Gewässer neigt stark zur Verkrautung.

Der Standort ist wegen seines hohen Grundwasserstands, für die derzeitige Nutzung problematisch. Nur eine Grundwasserabsenkung auf mindestens 1,20 m unter Gelände würde die gewünschten Erträge sichern. Diese könnte aber nur durch eine aufwendige Wiederherstellung der Einschnittstiefe gemäß dem früheren Ausbau auf 1,60 m unter Gelände erreicht werden <muldenförmiges Schotterbett auf Flächenfilter bis in Höhe des Oberbodens). Ein solcher Ausbau widerspricht jedoch den Regeln der naturnahen Gewässergestaltung.

Ziel der Umgestaltung

Das Entwicklungsziel für diesen Bach beinhaltet, daß die ackerbauliche Nutzung der angrenzenden Flächen weitgehend gesichert wird.

Das weitere Ausfließen des Schluffs soll verhindert, der von Lichtstellung und Nährstoffeintrag begünstigte Krautwuchs unterdrückt werden. Ein Mittelwasserstand von 1 m unter Gelände wird angestrebt. Es wird also in Kauf genommen, daß das Gewässer sich nur in eingeschränktem Rahmen natürlich entwickeln kann.

Gestaltung

Das Gewässerbett wird bis auf etwa 1,20 m Tiefe geräumt. Die Verwallung an den Ufern und die anschließenden Mulden bleiben erhalten. Auf beiden Ufern werden Uferstreifen von rund 10 m Breite angelegt.

Die Böschungen werden mit Grassamen eingesät. Über dem Mittelwasserstand wird beiderseits je eine Reihe Schwarzerlen in einem Abstand von 1 - 2 m gepflanzt. Andere Gehölze, vorwiegend Sträucher, schließen sich landseitig an. Teilbereiche werden nicht bepflanzt.

Entwicklung

Der Gehölzbewuchs beschattet das Gewässer und unterdrückt den Krautwuchs. Das Wurzelwerk befestigt den zum Fließen neigenden Boden. Der direkte Eintrag von Nährstoffen wird gemindert.

Gehölzfreie Bereiche der Uferstreifen werden der natürlichen Entwicklung überlassen.

Beispiel: " Kleiner Bach im Flachland - Lößgebiet"

Vorgaben:

Boden:

0 - 2,50 m Lößlehm (Lol)

ab 2,50 m lehmiger Feinsand (fS,l)

Zustand

Das Gewässer wurde vor längerer Zeit für eine Entwässerungstiefe von 1,50 m ausgebaut. Es dient der Dränvorflut für die Ackerflächen. Die Böschungen sind mit Rasen befestigt. Gehölze fehlen völlig. Starker Krautwuchs infolge Lichtstellung und Nährstoffbelastung sowie die notwendige Erhaltung der Binnenentwässerung erfordern regelmäßiges Krauten und Räumen. Diese Arbeiten werden durch nahe gerückte Einzäunung der Viehweiden und Ackernutzung erschwert. Das abgelagerte Räumgut hat Uferwälle gebildet.

Ziel der Umgestaltung

Die Maßnahme hat eine Verbesserung des ökologischen Zustandes zum Ziel. Wegen der Beibehaltung der landwirtschaftlichen Nutzung auf den angrenzenden Flächen ist diese Entwicklung jedoch nur eingeschränkt möglich. Der Unterhaltungsaufwand für das Krauten soll durch Beschattung des Gewässers eingeschränkt werden.

Gestaltung

Der Krautwuchs wird geschnitten, das Gewässerbett geräumt. Rund 10 m breite Uferstreifen trennen den Bach von den landwirtschaftlichen Nutzflächen. Die Böschungen und ein Teil der Uferstreifen werden mit Gehölzen bepflanzt. Die zum Gewässer führenden Dränsammler werden im unteren Teil durch dichte Rohre ersetzt.

Entwicklung

Der Gehölzaufwuchs ersetzt mehr und mehr den Böschungsrasen. Krautwuchs im Gewässerbett wird zunehmend unterdrückt. In den gehölzfreien Bereichen der Uferstreifen stellt sich ohne Zutun Gras- und Krautwuchs ein.

Beispiel: " Großer Bach im Flachland"

Vorgaben:

Boden:

Zustand

Das mit einer Sohlbreite von 1,20 m und Böschungsneigungen 1:2 ausgebaute Gewässer lehnt sich links an ein Hochufer an, das von einer Feinsandschicht (Fließsand) durchzogen ist. Ein Wirtschaftsweg mit Schwarzdecke trennt dieses Ufer von einem Acker. Hochwasser kann am rechten Ufer übertreten (Grünlandnutzung). Am linken Ufer sind Abbrüche entstanden. Abgeschwemmter Boden lagert sich weiter unterhalb in Bänken ab.

Vom rechten Ufer abgesetzt geben Einzelbäume Schallen für das Weidevieh.

Ziele

Eine Verbesserung der ökologischen Verhältnisse soll durch Anlegen von Uferstreifen und durch standortgerechte Gehölzbepflanzung erreicht werden. Der Weg ist zu erhalten; eine Verlegung ist nicht möglich. Unter weitgehender Erhaltung der heutigen Gestalt soll das linke Ufer so befestigt werden, daß die Ausdehnung der Abbrüche begrenzt wird.

Gestaltung

Das rechte Ufer erhält einen Uferstreifen von 10 bis 15 m Breite, der von der landwirtschaftlichen Nutzung freigehalten und größtenteils mit Gehölzen bepflanzt wird.

Auch am linken Ufer werden Bäume und Sträucher gepflanzt. An Strecken mit großen Abbrüchen werden zur Sicherung der untersten Baumreihe Faschinenwalzen eingebaut.

Entwicklung

Die Wurzeln der Gehölze stabilisieren im Laufe der Zeit die Böschungen. Gehölzfreie Teile des rechtsseitigen Uferstreifens bleiben der natürlichen Entwicklung überlassen.

Beispiel: " Kleiner Fluß im Flachland" Bild 2

Vorgaben:

Boden:

Zustand

Das Gewässer führt Sand, besonders bei größeren Abflüssen. Im Überschwemmungsgebiet wird Ackernutzung betrieben. Bei einem früheren Ausbau mit einer Sohlbreite von 5 m und Böschungsneigungen 1: 2,5 wurden am rechten Ufer unbefestigte Unterhaltungsstreifen geschaffen. Gehölze fehlen völlig.

Sandtrieb und Sandablagerungen haben je nach den Strömungsverhältnissen den Regelquerschnitt verändert. An Außenufern sind Kolke und Uferabbrüche entstanden. Krautwuchs behindert den Wasserabfluß. (Dargestellt sind jeweils 2 verschiedene Querschnitte).

Ziele der Umgestaltung

Bei unveränderten Bemessungsabfluß des früheren Ausbauquerschnitts soll das Gewässer naturnah gestaltet werden.

Gestaltung

Kolke werden belassen. Streckenweise wird das Gewässerbett durch Abgrabungen in eine dem Entwicklungsziel entsprechende Form gebracht. Beiderseits werden Uferstreifen von etwa 15 m Breite eingerichtet.

Entwicklung

Am Gewässer und auf den Uferstreifen siedeln sich spontan Gehölze an. Die Wurzeln der Gehölze befestigen das Gewässerbett in zunehmendem Maße. Im Anfangsstadium können weitere Querschnittsveränderungen eintreten. Der Krautwuchs im Gewässerbett wird durch Beschattung mehr und mehr unterdrückt.

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