Flusseinzugsgebiete und ihre Charakteristik - Die Isar

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Grundlegende Erläuterungen
2.1 Geologische und geomorphologische Betrachtung des Isar-Einzugsgebietes
2.2 Ausbildung der Flussläufe im Isar-Einzugsgebiet
2.3 Feststoffe in alpin geprägten Fließgewässern

3 Daten, Fakten, Wissenswertes

4 Gewässerstruktur
4.1 Obere Isar
4.2 Mittlere Isar
4.3 Untere Isar

5 Gewässergüte
5.1 Obere Isar
5.2 Mittlere Isar
5.3 Untere Isar

6 Abfluss

7 Maßnahmen zur Revitalisierung

8 Zusammenfassung und Fazit

9 Literaturverzeichnis:

1 Einleitung

Anhand des Beispiels der Isar sollen im Rahmen dieser Arbeit die charakteristischen Eigenschaften eines Gebirgsflusses, im besonderen Falle alpiner Prägung, näher beleuchtet werden. Dabei sollen Gestalt des Flusses und sowohl natürliche als auch anthropogene Gestaltungsvorgänge gleichermaßen betrachtet werden wie physikalische, chemische und biologische Eigenschaften. Um dies zu ermöglichen, wird der Blick zuerst auf grundlegende geologische und geomorphologische Aspekte des Einzugsgebietes der Isar gelenkt. Die nachfolgende Betrachtung der Eigenschaften des Flusses schließt eine Auseinandersetzung mit den vielfältigen, im Einzugsgebiet vorhandenen Einflussfaktoren ein, um anschließend vom Menschen ergriffene Maßnahmen zur Beeinflussung des Flusses aus den verschiedenen Beweggründen heraus und die daraus resultierenden Probleme und Konflikte analysieren und beurteilen zu können.

2 Grundlegende Erläuterungen

An dieser Stelle soll ein kurze Einführung essentielle Sachverhalte und Zusammenhänge geologischer und geomorphologischer Natur beleuchten, um eine Basis für die nachfolgenden Betrachtungen zu schaffen.

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Abb. 1: Gefälleverlauf der Isar. Quelle: BAYERISCHES STAATSMINISTERIUM FÜR LANDESENTWICKLUNG UND UMWELTFRAGEN 1980.

2.1 Geologische und geomorphologische Betrachtung des Isar-Einzugsgebietes

Das Einzugsgebiet der Isar kann in zwei grundlegende Gebiete unterteilt werden. Dies sind zum einen die Alpen und zum anderen das Tertiärhügelland, die in ihrer Genese in einem engen Verhältnis zueinander stehen. Durch das Vorschieben der Alpen wurde das diesen vorgelagerte Material, die sogenannte „Molasse“, in seinen oberen Schichten nach Norden geschoben und aufgetürmt, wodurch eine wellige Hügellandschaft, das „Tertiärhügelland“ entstanden ist. Durch ein Wechselspiel von Erosion und Akkumulation wurden von Flüssen große Mengen an Sediment aus den Alpen in diese Landschaft getragen. Im Zuge glazialer und fluvialer Formungsprozesse entstanden so eine den Alpen vorgelagerte Moränenlandschaft und die Münchner Schotterebene. Es kann von den Alpen aus in Richtung Norden eine Abnahme an Kalk- und eine Zunahme an Silikatgestein festgestellt werden (vgl. MANGELSDORF in SMETTAN 1998, S. 8 – 10 und SCHELLMANN 1990, S. 1 - 3). Erwähnenswert ist an dieser Stelle, dass besonders die Münchner Schotterebene ein großes Speichervermögen an Grundwasser aufweist (vgl. SCHEURMANN in SMETTAN 1998, S. 46). Des weiteren sollte für die nachfolgenden Betrachtungen beachtet werden, dass das tertiäre Material, dessen Zusammensetzung auf Grund seiner Vielfältigkeit an dieser Stelle nicht näher betrachtet werden soll, in vielen Fällen sehr erosionsanfällig ist.

2.2 Ausbildung der Flussläufe im Isar-Einzugsgebiet

Die Flussläufe der Isar und der angrenzenden Flüsse entstanden wahrscheinlich in den Phasen der Vereisung am Ende des Quartärs. Das Isartal entstand dabei jedoch nicht einheitlich, sondern verschiedene Teilstücke zu unterschiedlichen Zeiten. Im Zuge des Rückziehens der Gletscher bildete sich die Isar als Schmelzwasserfluss aus, ihren heutigen Zustand nahm sie dabei wahrscheinlich vor ca. 11000 Jahren an. Im Rahmen dieses Zustands erfolgten zwar immer wieder Veränderungen des Flusslaufes in seinem Bett, welche jedoch typisch für eine solche Art von Flüssen sind und keine Änderungen am Grundcharakter der Isar bewirkten (vgl. MANGELSDORF in SMETTAN 1998, S 10 – 11).

2.3 Feststoffe in alpin geprägten Fließgewässern

Im Wasser vorhandene Feststoffe sind ein entscheidendes Merkmal alpin geprägter Fließgewässer und sollen daher an dieser Stelle näher betrachtet werden. Feststoffe werden vom Wasser über kürzere oder längere Strecken durch das Einwirken mechanischer Kräfte mitgeführt. Sie sind nicht mit den im Wasser gelösten Stoffen (Salze etc.) zu verwechseln. Wie weit ein bestimmter Feststoff vom Wasser transportiert werden kann, hängt neben der Fließgeschwindigkeit des Wassers unter anderem mit der Dichte und der Korngröße des Stoffes zusammen. Es erfolgt daher eine Unterscheidung der Feststoffe in Geschiebe, Schwebstoffe und Schwemmholz. Unter „Geschiebe“ versteht man Feststoffe der Korngrößen Sand, Kies und Block. Geschiebe wird hauptsächlich bei Hochwasser und den daraus resultierenden hohen Fließgeschwindigkeiten transportiert, dabei erfolgt in den meisten Fällen häufiger Kontakt mit der Flusssohle (gleiten, rollen, springen etc.). Im Falle der Isar erfolgt der Geschiebeeintrag durch Erosion oder das Einrutschen von Verwitterungsmaterial in den Fluss. Das Geschiebe spielt eine entscheidende Rolle bei morphologischen Prozessen alpin geprägter Flüsse.

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Im Gegensatz zum Geschiebe können Schwebstoffe auch über längere Strecken und bei niedrigeren Fließgeschwindigkeiten vom Wasser transportiert werden. Die Korngröße von Schwebstoffen liegt unterhalb der Korngröße „Sand“, die Körner werden durch vertikalen Kräfte für eine gewisse Zeit entgegen der Gravitation in der Schwebe gehalten. Schwebstoffe gelangen zum Beispiel durch den Abtrag von Böden, der Flusssohle oder von Schuttkörpern mit hohem Feinmaterialanteil genauso wie durch Geschiebeabrieb in das Wasser.

Schwemmholz ist Holz verschiedener Größe, das vom Wasser mitgeführt wird. Aufgrund seiner geringeren Dichte erhält das Holz im Wasser Auftrieb. Von Schwemmholz geht besonders bei Hochwasser eine Große Gefahr aus, da an Bauwerken oder Engstellen Verklausungen entstehen können.

Feststoffe können vom Fließwasser in einer bestimmten Menge transportiert werden, die von der mechanischen Energie des Wassers abhängig ist. Ist diese Menge erreicht, spricht man von einer Sättigung an Feststoffen. Es stellt sich ein dynamisches Gleichgewicht zwischen abgelagerten und abgetragenen Feststoffen ein. Das Wasser strebt stets diesen Gleichgewichtszustand an, ungesättigtes Wasser erodiert daher in größerer Menge Feststoffe, als es akkumuliert (vgl. KARL in SMETTAN 1998, S. 11 – 16).

3 Daten, Fakten, Wissenswertes

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Abb. 3: Das Einzugsgebiet der Isar. Quelle: SCHUG in SMETTAN 1998.

Die Isar entsteht aus mehreren Quellbächen, die im Karwendelgebirge entspringen. Sie hat eine Länge von 283 km, wovon sich 263 km auf deutschem Gebiet befinden. Das Einzugsgebiet der Isar umfasst insgesamt 8965 km2, der mittlere Abfluss kurz vor der Einmündung in die Donau ca. 175 m3/s. Die Isar unterliegt, wie zahlreiche Flüsse in diesem Gebiet, zu weiten Teilen stark anthropogener Prägung, Hauptaspekte stellen dabei der Hochwasser- und Erosionsschutz und die Energiegewinnung dar. Ein Höhenunterschied von 637 m zwischen dem Überschreiten der deutschen Grenze und der Mündung hatte zur Folge, dass zahlreiche Staustufen im Flussverlauf errichtet wurden, zum Teil kam und kommt es dabei zu einem beachtenswerten Wasserentzug aus dem Flusslauf der Isar (vgl. BAYERISCHES STAATSMINISTERIUM FÜR LANDESENTWICKLUNG UND UMWELTFRAGEN 1980, S. 11 und SCHEURMANN in SMETTAN 1998, S. 20 – 22 und 46 – 49). Des weiteren wird die Isar auch auf indirektem Wege durch Kühlwasserentnahme für die Kernreaktoren Isar I und Isar II zur Energieerzeugung genutzt. Im Gegensatz zur Energiegewinnung stellt die Schiffbarkeit heute keinen wirtschaftlichen Faktor mehr dar. Wurde die Isar in vergangenen Zeiten zum Warentransport mit Flößen befahren, ist sie heute durch zahlreiche Querbauwerke auf ihrer gesamten Länge unschiffbar. Einen nicht unerheblichen Wirtschaftsfaktor stellt der Tourismus dar. An vielen Orten wird die Isar als Naherholungsgebiet genutzt.

4 Gewässerstruktur

Im Hinblick auf die Struktur des Gewässers, die natürlichen und anthropogenen Gestaltungsvorgänge, die im Laufe der Zeit aufgetretenen Veränderungen und die daraus resultierenden Probleme erscheint es nützlich, eine Betrachtung in drei einzelnen Abschnitten durchzuführen, da sich oberer, mittlerer und unterer Isarlauf z.T. stark in ihren Eigenschaften und Merkmalen unterscheiden. Es sollte dabei aber nicht außer Acht gelassen werden, dass die Beeinflussung der Abschnitte untereinander erheblich ist und Veränderungen in einem Abschnitt des Flusses Auswirkungen auf den gesamten Fluss haben. Die Einteilung in Ober-, Mittel- und Unterlauf dient an dieser Stelle der Veranschaulichung der charakteristischen Merkmale und soll entstehender Unübersichtlichkeit vorbeugen. Sie sollte jedoch nicht überbewertet werden.

4.1 Obere Isar

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Abb. 4: Gewässerstrukturgüte am Oberlauf der Isar. Quelle: verändert nach BAYERISCHES LANDESAMT FÜR WASSERWIRTSCHAFT 2001.

Die Quellbäche der Isar entspringen im Karwendelgebirge im österreichischen Tirol, das Bestandteil der Kalkalpen ist. Bis zum Austritt aus dem Karwendelgebirge bei Scharnitz behält die Isar bis auf wenige Ausnahmen ihren natürlichen Wildflusscharakter, der durch einen sehr hohen Anteil an Geschiebe und Schwebstoffen, hauptsächlich Carbonatgesteinen, starkem Gefälle und hohen Fließgeschwindigkeiten geprägt ist. Jedoch erfolgte über lange Zeit eine nicht unerhebliche Rückhaltung des Geschiebeeintrags in der Isar am Oberlauf durch künstliche Bauwerke wie z.B. Wildbachsperren, deren Bestimmung das Abfangen von Schwemmholz ist. Erst in jüngerer Zeit wurde ein besonderes Augenmerk auf die Geschiebedurchlässigkeit von Querbauwerken im Flusslauf der Isar gelegt, um die folgenschweren Schäden des Geschieberückhalts zu vermindern. Die erste Stauung erfährt die Isar am Krüner Wehr bei Flusskilometer 250. Hier werden der Isar große Mengen Wasser entzogen und zur Stromerzeugung in den Walchensee und das dort befindliche Walchensee-Kraftwerk umgeleitet. Das Entnahmeverhältnis beträgt ungefähr 2:1 zwischen der Walchensee-Ableitung und dem ursprüngliche Lauf der Isar. Die Rückführung des entnommenen Wassers erfolgt über den unterhalb des Walchensee-Kraftwerks gelegenen Kochelsee und die Loisach erst bei Flusskilometer 175. Seit 1990 ist festgelegt, dass dem ursprünglichen Isarlauf aus dem Krüner Wehr zwischen 3,0 m3/s (Winter) und 4,8 m3/s (Sommer) Restwasser zugeführt werden, um eine Austrocknung, wie sie vor 1990 stellenweise auftrat, zu verhindern. Durch das Krüner Wehr erfolgt eine hohe Rückhaltung an Geschiebe, die zur Verlandung oberhalb des Wehrs und zu einem Geschiebemangel unterhalb des Wehrs führt. Spülungen des Stauraums sollen den Geschieberückhalt vermindern, wodurch es jedoch, durch die geringere Transportkapazität der nun wesentlich abflussärmeren Isar, zu starken Verlandungen unterhalb des Wehrs kommt. Über eine Strecke von ca. 20 km fließt die Isar bis zum Eintritt in den See des Sylvensteinspeichers in einem Zustand, der trotz des gering gehaltenen Abflusses und des Geschiebemangels noch als sehr naturnah angesehen werden kann. Hier ist die Ausbildung einer für Gebirgsflüsse typischen Verzweigungsstrecke deutlich zu erkennen. Geschiebe wird in Form von Schotterbänken an- und stetig umgelagert. Durch Hochwässer entstehen immer wieder neue Flussarme, andere werden verschüttet. Insgesamt wird in solchen Gebieten eine breite Fläche als Flussbett beansprucht, die bei Mittelwasser jedoch nur zu einem kleinen Teil ausgefüllt wird. Abflussspeisung und Geschiebeeintrag erfolgen auf dieser Strecke durch kleinere Nebenbäche. Da sich Geschiebeeintrag und Geschiebeaustrag in diesem Abschnitt ungefähr gleichen, kann von einer Umlagerungsstrecke gesprochen werden. Zwar ist der Geschiebeeintrag durch das Krüner Wehr stark reduziert, jedoch erfolgt durch die Folgen der Wasserableitung auch ein wesentlich geringerer Geschiebeaustrag als zuvor. Es darf angenommen werden, dass solche Umlagerungsstrecken vor dem Eingreifen des Menschen den gesamten Flusslauf der Isar prägten. Die Schotterbänke zeigen in den meisten Fällen keine Vegetation oder lediglich Pionierstadien, was durch die häufigen Umlagerungen zu erklären ist. Die Gebiete am Rande des Flussbetts sind mit charakteristischem Auwald bewachsen.

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Abb. 5: Die Isar als Wildbach im Karwendel. Quelle: SCHAUER in SMETTAN 1998.

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Abb. 6: Wehr bei Krün. Quelle: KUPFER in BAYERISCHES LANDESAMT FÜR LANDESENTWICKLUNG UND UMWELTFRAGEN 1980.

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Abb. 7: Die Isar oberhalb des Sylvensteinspeichers. Quelle: SCHAUER in SMETTAN 1998.

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