Überflutete Straßen oder Felder, die unter Wasser stehen – Gebiete, in denen der Boden durch den Bergbau in Bewegung ist, können als Folge auch verstärkt von Vernässung oder Hochwasser betroffen sein. Doch nicht immer ist tatsächlich der Bergbau verantwortlich. Um herauszufinden, ob ein Hochwasser bergbauliche oder klimatische Ursachen hat, sind Untersuchungen über einen längeren Zeitraum notwendig. Die Wissenschaftler:innen am Forschungszentrum Nachbergbau haben unter anderem Radar-Satellitendaten rund um das Kavernenfeld Epe des letzten Jahres ausgewertet, um erhöhte Wasserstände dort genauer in den Blick zu nehmen.
Die Nutzung von Radar-Satelliten ist eine Methode der Fernerkundung, mit der Wasserflächen und Feuchtgebiete identifiziert und ihre Entstehung und Ausbreitung über längere Zeiträume verglichen werden können. Dabei senden satellitengestützte Sensoren elektromagnetische Impulse aus und nehmen auf, wie diese Strahlung von der Erdoberfläche zurückgestreut wird.
Je nach Beschaffenheit des Bodens wird elektromagnetische Strahlung unterschiedlich reflektiert. Abb. nach Solbø & Solheim 2004
Offene Wasserflächen wirken dabei wie ein Spiegel und reflektieren die Strahlung. Durchfeuchtete Flächen hingegen absorbieren einen großen Teil der Strahlung. Diese Daten haben die Forschenden mit Geländemodellen, weiteren multispektralen Daten, die auf die Pflanzengesundheit schließen lassen, und optischen Kontrollen vor Ort kalibriert. Grafiken mit tagesaktuellen Niederschlagsmengen, beruhend auf Daten des Dienstes Wetterkontor werden hier mit Karten zu den Feuchtstellen verglichen. Diese sind durch eine Kombination von geografischen Informationen über das Kavernenfeld von GeobasisNRW mit tagesaktuellen Daten des Copernicus Open Access Hub entstandenen.
Man sieht: Die Niederschlagsmenge im August 2022 ist außergewöhnlich gering. Die Grafik basiert auf Daten von Wetterkontor. Auf der Karte sind keine Feuchtgebiete zu erkennen. Karte: GeobasisNRW, Copernicus Open Access Hub, © THGA / Rudolph
Zum Vergleich: Das Jahr 2022 war extrem niederschlagsarm. Während der langjährige Durchschnitt in Gronau bei etwa 800 mm/m² Regen pro Jahr liegt, sind 2022 nur 668 mm/m² gefallen. Im gesamten Monat August hat es nur minimal geregnet – demensprechend sind auf der Karte keine Feuchtgebiete zu erkennen.
Das Jahr 2023 war hingegen extrem niederschlagsreich. Hier sind über das ganze Jahr 1264 mm/m² Regen heruntergekommen – fast das doppelte vom trockenen Vorjahr. Ein großer Anteil dieses Niederschlages ist in den Monaten Oktober bis Dezember gefallen – über 50 Prozent des durchschnittlichen Jahresniederschlages.
Übersicht, wie viel es im Jahr 2023 pro Tag geregnet hat – mit Daten des Dienstes Wetterkontor. © THGA / Rudolph
Die hohen Niederschläge im Jahr 2023 haben den trockenen Retentionsraum des Gebietes um das Kavernenfeld wieder aufgefüllt.
Karten der Wasserflächen und Feuchtgebiete am 6. September, 7. Oktober, 5. November und 11. Dezember 2023 (links oben nach rechts unten). GeobasisNRW, Copernicus Open Access Hub, © THGA / Rudolph
Im September sieht man beispielsweise kleinere durchfeuchtete Stellen. Kontinuierliche Niederschläge im Herbst zeigen sich in der Karte als vermehrte Gebiete mit Staunässe. Im Vergleich zwischen September und Oktober sowie November und Dezember ist jedoch auch sehen, dass die Abflusssysteme funktionieren: Das Wasser fließt zeitnah wieder ab und die Feuchtgebiete werden in Folge kleiner und weniger.
Karten der Wasserflächen und Feuchtgebiete am 18., 23. und 30. Dezember 2023 sowie am 4. Januar 2024 (links oben nach rechts unten). GeobasisNRW, Copernicus Open Access Hub, © THGA / Rudolph
Die Karten von Dezember zeigen, dass das Gebiet zunehmend feucht wird und sich Staunässe bildet. Wie man auf der Karte des 23. Dezembers sieht, kommt es im Bereich des Flusses Dinkel zeitweise auch zu lokalen Hochwässern, wie man es auch auf dem Titelbild dieses Beitrags sieht (© Krefter). Grund dafür sind die kontinuierlichen, mittleren Niederschläge mit bis zu 20mm Regen pro Quadratmeter in den vorangegangenen Monaten. Der Boden kann – ähnlich wie ein Schwamm – gewisse Wassermengen aufnehmen. Wenn die Aufnahmekapazitäten jedoch ausgeschöpft sind und die Drainierung der Felder bereits gefüllt, können Hochwasser eine Folge ein. Es werden in Zukunft Maßnahmen notwendig sein, die sicherstellen, dass die Abflusssysteme im Gebiet auch auf lange Sicht funktionieren.
Grundlage der Informationen ist ein Vortrag vor dem Lenkungsausschuss des Projekts Monitoring Epe im April 2024. Die gesamte Präsentation gibt es hier: Wasserflaechen_MonEpe.pdf
Redaktion: Cinja Bösel