Hochwasser im Karst der südlichen Frankenalb

Der Klimawandel zeigt sich in Karstgebieten auf seine eigene, spektakuläre Art und Weise. Wie überall auf der Welt ist auch hier in der südlichen Frankenalb die Klimaänderung mehr und mehr zu spüren. Neben dem scheinbar nur geringen Temperaturanstieg der sich auf dem europäischen Kontinent abzeichnet, erwärmt sich auch der Atlantik. Dies hat zur Folge, dass Meerwasser schneller verdunstet als zu früheren Zeiten. Der Wasserdampf wird in Form von Wolken ostwärts zu uns nach Deutschland getrieben und regnet hier mit teilweise extremen Niederschlagsspitzen ab.

Bereits weit oberhalb von Eichstätt bildet das Altmühltal mit seinen zahlreichen Seitentälern ein in Deutschland einmaliges Karstgebiet, das sich bis nach Kehlheim ins Donautal zieht. Nirgends sonst in Deutschland gibt es ein Karsttal mit einer derart hohen Anzahl stark schüttender Karstquellen.

Die hydrologischen Zusammenhänge im Karst der südlichen Frankenalb im Gebiet um Dietfurt an der Altmühl.

Dass sich hinter jeder dieser Karstquellen eine riesige Flusshöhle befindet, ist seit der Entdeckung der Mühlbachquellhöhle (Länge ca. 7700m) und der Petrusquellhöhle (Länge ca. 1000m) im unteren Altmühltal, nicht mehr von der Hand zu weisen. Und genau diese Quellen und ihre Einzugsgebiete auf den Hochflächen rund um das Altmühltal zeigen die Auswirkungen der Klimaerwärmung am deutlichsten.

Noch vor wenigen Jahrzehnten berichtete die einheimische Bevölkerung von Hochwasserereignissen, die sich alle 100 Jahre wiederholen sollen. Es handelte sich dabei um gewaltige Quellausbrüche. Einer der bedeutendsten ereignete sich Anfang des vergangenen Jahrhunderts. Im Februar des Jahres 1909 löste ein großflächiges Regengebiet, das sich beinahe über ganz Bayern ausdehnte, eine wochenlange Frostperiode ab, die erhebliche Schneemassen angesammelt hatte. Es regnete zwei Tage wie aus Kübeln im Einzugsgebiet der Mühlbachquelle auf den Schnee. Die dicke Schneeschicht saugte sich derart mit Wasser voll, dass sie regelrecht zu fließen begann.

 

                                  

Den Lageberichten des Bezirksamtmanns Eymann aus Riedenburg zum Hochwasser des Jahres 1909 im Gebiet des unteren Altmühltals, die mir freundlicherweise von Herrn Wellenhofer zur Verfügung gestellt wurden ist zu entnehmen, dass die Ortschaft Eutenhofen damals von einer regelrechten Walze aus Schneewasser überflutet wurde. Innerhalb weniger Stunden bildete sich ein See aus eiskaltem Schmelzwasser von einer Ausdehnung, die nie zuvor beobachtet wurde. Eine Fläche von ca. 8 Km² stand teilweise mehrere Meter unter Wasser. In der Ortschaft Eutenhofen, die in einer Polje (eine Abflusslose Senke) liegt, reichte das Wasser bis zu den Fensterbänken. 20 Stunden später begann der Wasserstand rapide zu sinken. Auf der Hochfläche glaubte man sich in Sicherheit. Doch galt das nicht für das Tal. Dort nahm der Wasserpegel der Altmühl dementsprechend zu und bedrohte nun Dietfurt, Riedenburg und Kehlheim. Als zwei Tage später auch hier die Wassermassen nachließen, dachte man, der Spuk hätte ein Ende. Doch diesmal geschah etwas, an das sich die einheimische Bevölkerung von Mühlbach, ein Ortsteil Dietfurts, nicht erinnern konnte. Am östlichen Ortsrand nahe oberhalb der Mühlbachquelle tat sich der Berg auf und entließ ungeheuere Wassermassen. Die bahnten sich ihren Weg mitten durch den darunter liegenden Bauernhof und weiter durch das gesamte Dorf. Es bildete sich ein 4m breiter und 2m tiefer Graben, der den Bauernhof von den angrenzenden Gebäuden trennte. Auch nördlich der Mühlbachquelle entließ der Berg einen mächtigen Wasserstrom, der das unterhalb liegende Mühlenanwesen mit Geröllmassen bedeckte. Dieses Ereignis nennt man „Ausbruch eines Hungerbrunnens“ und war bis zu diesem Zeitpunkt an benannten Stellen seit über 100 Jahren nicht beobachtet worden.

Was steckt hinter dem Phänomen Hungerbrunnenausbruch?

Genau gesagt spielt sich dieses Phänomen an teils unauffälligen Hangstrukturen an den Talsohlen ab, die sich meist als unscheinbare Hangmulden zeigen. Diese Strukturen sind in Karstgebieten häufig anzutreffen, werden aber oft als Hangrinnen gedeutet, die durch abfließendes Wasser entstehen, oder auch als Steinbrüche vergangener Jahrhunderte gedeutet.

In Wirklichkeit handelt es sich hierbei um ehemalige Quellaustritte, die über Jahrzehnte oder gar Jahrhunderte in eine Art Dornröschenschlaf versetzt wurden. Ihre Wässer haben sich im Laufe von Jahrtausenden mit der einher schreitenden Taleintiefung gleichermaßen tiefer liegende Abflusswege gesucht. Noch vor wenigen Jahrzehnten wusste nur die älteste Generation der einheimischen Bevölkerung über die wahren Hintergründe dieser Hangmulden bescheid.

 

        

Bild links: Hungerbrunnen nach ablaufendem Hochwasser.

Bild rechts: Gelber Punkt markiert die gleiche Position des Hungerbrunnens während eines Ausbruchs.

 

Doch seit nunmehr 10 Jahren hat sich im Karstgebiet um das Altmühltal gezeigt, dass das Phänomen "Hungerbrunnenausbruch" immer häufiger auftritt. Die harten teils eisigen und sehr schneereichen Winter der vergangenen Jahre begünstigen diese Naturerscheinung noch mehr. Gerade durch den Klimawandel und die daraus resultierende stetige Erwärmung der Atmosphäre treten auch Temperaturschwankungen extremer und schneller auf als früher. Hat es gestern noch tiefe Minustemperaturen und eine hohe Schneedecke gehabt, kann morgen schon eine Warmfront mit feuchter Meeresluft über die winterliche Landschaft ziehen. Dabei kommt es örtlich zu erheblichem Niederschlag in Form von starkregen, der auf eine hohe Schneedecke trifft, die wiederum auf tief gefrorenem Boden liegt. Nun nehmen Wasserkapriolen ihren Lauf. Innerhalb eines Tages kann durch den Starkregen, der gesamte Schnee zum schmelzen gebracht werden. Das bedeutet, dass sich auf den Hochflächen enorme Wassermassen ansammeln, die sich ihren Weg in den gefrorenen Untergrund suchen. Da nun auch der schlammige Boden vieler Dolinen (so nennt man Erdmulden die einen Wasserabfluss in den Untergrund ermöglichen) tief gefroren ist, kann großflächig kein gleichmäßiger Wassereintritt in den Karststock erfolgen. Das bedeutet, sämtliches Schmelzwasser sucht sich seinen Weg in ständig offene Dolinen des Karstplateaus.

                                    

Bild: Diese Doline führt das anströmende Wasser direkt und ungefiltert in den Untergrund ab.

 

Auf dem Karstplateau zum Beispiel, das zum Einzugsgebiet der Petrusquelle in Deising gehört, befinden sich auf einer Fläche von ca. 80 km² alleine über 300 Dolinen. Da jede Karstquelle ein unterschiedlich großes Einzugsgebiet mit einer unterschiedlichen Zahl von Dolinen aufweist, tritt das Wasser der Hochflächen auch immer auf unterschiedliche Weise im Tal an den Quellen und Hungerbrunnen aus. So gibt es Quellen, die bei derartigen Hochwasserereignissen nur eine stark erhöhte Quellschüttung zeigen. Andere hingegen treten mit gewaltigen Wassermassen aus. Ein geringer Teil der Karstquellen dagegen, zeigen ein Naturerschauspiel, das seines gleichen sucht.

Dadurch, dass sich auf den Hochflächen des Altmühltals enorme Wassermassen zu nie zuvor gesehenen Flüssen sammelt und mit aller Macht in eine Vielzahl ständig offener Dolinen abfließt, bildet sich in den unterirdischen Flusshöhlensystemen eine Art Tsunami, der mit ungeheueren Wassermassen Richtung Talquelle donnert. Diese teilweise bis zu 20km langen großräumigen Wasserhöhlensysteme können diese Wassermassen meist ungehindert über die gesamte Länge der Höhle transportieren. Nur an den Quellaustritten wird die Wasserwalze durch die Quelle verstopfende Hangschuttmassen gebremst und aufgestaut. Die dabei entstehende Wassersäule kann bis zu 20m hoch werden. Kommt es zu einem derartigen Anstau des Wassers in einem Wasserhöhlensystem, kann der Hangschutt an der Quelle den gewaltigen Kräften nicht mehr standhalten. Es kommt zum Ausbruch ehemaliger, viele Jahrzehnte trocken gefallener, Quellaustritte in Quellnähe.

 

                                 

Diese Austrittsstellen nennt man Hungerquellen oder Hungerbrunnen, da diese bislang nur alle 100 Jahre oder gar länger ausbrechen. Die einheimische Bevölkerung bezeichnet die Hungerbrunnen oftmals auch als „Kornteuer“. Denn kam es im Frühjahr oder Sommermonaten zu derartigen Quellausbrüchen, zog meist überdurchschnittlich starker Niederschlag übers Land und zerstörte die Kornernte, sodass sich der Preis des Korns erheblich verteuerte.

Hungerbrunnen sind also ehemals höher gelegene Quellaustritte und im näheren Umfeld von Quellen zu finden. Durch die in Hangnähe auftretenden tektonischen Kräfte bilden sich in den gebankten Kalk-Felsschichten Risse und Spalten. Dadurch können neue Höhlengänge entstehen, die sich im Laufe der Jahrtausende zu tieferen Etagen entwickelt haben und die heutigen Quellaustritte bilden. Werden die Quellaustritte, die im Altmühltal überwiegend als Hangschuttquellen auftreten, durch extreme Regen- oder Tauwetterereignisse stark überfordert, steigt der Wasserspiegel im Höhlensystem hinter den Quellen derart an, dass in Vergessenheit geratene Hungerbrunnen wieder aktiv werden. Die Wassersäule, die dabei auf die Austrittsstellen der Hungerbrunnen stößt, kann bis zu 2 bar Druck - also 20m Höhe aufbauen. Nun kann man dem Trugschluss unterliegen, das wäre nicht viel und diese Hungerbrunnen brächten nur wenig Wasser zu Tage. Dem ist aber bei weitem nicht so. Am Beispiel der Petrusquellhöhle, die bis auf eine Länge von knapp 1000m erforscht wurde und noch enormes Potenzial unentdeckter Höhlengänge verbirgt, kann belegt werden, dass beim Ausbruch des großen Hungerbrunnen, der 10m über der Quelle und dem Höhlenbach liegt, die bekannten Höhlengänge vollkommen überflutet werden. Es ist davon auszugehen, dass sich die Wassermassen noch viel weiter ins Höhlensystem hinein anstauen.

Ablauf eines Hungerbrunnenausbruchs.

Am Extremhochwasser der Petrusquelle Ende Februar 2009 kann der Ablauf eines Hungerbrunnenausbruchs verdeutlicht werden. Diese Quelle schüttet gewöhnlich ca. 400 l/s. Es wurden im vergangenen Jahrhundert während starker Schneeschmelzen schon mehr als 2500 l/s am Quellpegel gemessen. Bei dieser Wassermenge muss davon ausgegangen werden dass auch der kleine Hungerbrunnen zeitgleich stark Wasser schüttet. In diesem Fall kommen zur Schüttung der Quelle noch einmal ca. 500 – 1000 l/s des kleinen Hungerbrunnens hinzu, da dessen Wasser einen völlig anderen Abflussweg ins Tal nimmt und nicht an der Messstelle des Quellpegel registriert wird. Bewusst setze ich bei der folgenden Beispielrechnung eine Wassermenge von nur 1500 l/s, statt wahrscheinlicher 3000 l/s an, die während des Hochwassers im Februar 2009 durch das Höhlensystem der Petrusquellhöhle floss.

 

                                  
  

Bild: Im Eingangsbereich der Petrusquellhöhle, der bei Hungerbrunnenausbrüchen völlig geflutet ist.

 

Örtlichkeit: Deising Ortsteil Riedenburg. Objekt: Petrusquelle. Schüttung 1500 l/s.

Am Mittwoch des 25. Februar 2009 färbte sich die Petrusquelle mit einsetzendem Tauwetter stark rotbraun ein. Am Donnerstag dem 26. Februar um 12 Uhr brachen nach 24stündigem starkem Tauwetter trübe Wassermassen aus dem kleine Hungerbrunnen (Paula-Mo-Irschling) in Deising aus. Dieser liegt ca. 2 m über dem Wasserspiegel der Petrusquelle. 17 Stunden später trat ein Bach aus dem großen Hungerbrunnen (Mühl-Irschling) aus, der sich 10m über dem Wasserspiegel der Petrusquelle befindet und als Zugang zum Wasserhöhlensystem der Petrusquellhöhle benutzt wurde. Zu diesem Zeitpunkt stehen die erforschten, und weite Teile der noch unbekannten Höhle mindestens 10m unter Wasser.
Die Gesamtschüttung aller drei Austrittsstellen, nämlich der Quelle, dem kleinen - und dem großen Hungerbrunnen betrug wenigstens 1500 l/s. Nimmt man einen Gangquerschnitt an, wie den der bekannten Höhlenteilen von durchschnittlich 8m Breite und 5m Höhe, so kommt man auf eine Ganglänge von ca. 2,3km, die bei einem angenommenen Höhlenanstieg von 0,3 % völlig geflutet ist. Das entspricht einem Anstau von bis zu 92 Millionen Liter Wasser im Bereich von 2,3km vor dem Quellaustritt. Man sieht also welch gewaltiges und außergewöhnliches Naturschauspiel der Ausbruch eines Hungerbrunnen darstellt.

Berechnungsschritte:

17 Stunden x 3600 Sekunden = 61200 Sekunden x 1500 l/s = 91'800'000 Liter : 1000 = 91’800m³

Bei einem Gangdurchmesser von 8m x 5m, entspricht 1m Ganglänge, 40m³.

91’800m³ : 40m³ = 2295m Ganglänge.

Die Ganglänge der Petrusquellhöhle bis zum Siphon 7, der das bisherige Forschungsende darstellte, beträgt 800m.

Höhendifferenz zwischen Quelle und Siphon 7 beträgt 0,3 % auf 800m = 2,4m.

Die durchschnittliche Ganghöhe der bekannten Höhlenteile beträgt 3m. Setzt sich der Höhlenganganstieg weiter mit ca. 0,3% fort, kommt man auf eine überflutete Ganglänge von ca. 2,3km. Die dabei angestaute Wassermenge beträgt 92´000m³. Wie gesagt, es wurden auch schon Hungerbrunnenausbrüche in Deising registriert, bei denen die Wasserhöhle eine Schüttung von über 3000 Liter pro Sekunde aufwies. Bei diesem Wert würde das Höhlensystem mindestens drei Tage lang 200´000m³ Wasser anstauen.

Können sich vom Hochwasser betroffene Ortschaften schützen? 

Das eben beschriebene Rechenbeispiel ist natürlich nicht auf alle Wasserhöhlensysteme im Altmühltal gleichermaßen anwendbar. In der Mühlbachquellhöhle z.B. würde der Wasseranstau nur ca. 400m weit in die Höhle zurück reichen. Dort nämlich befindet sich eine Wasserfallstufe, die den Höhlengang bereits 10m über das Quellniveau ansteigen lässt. In diesem Bereich beträgt aber die vermessene Ganglänge, bedingt durch die vielen Seitengänge ca. 1000m. Trotz allem ist der hydrologische Ablauf eines extremen Hochwasserereignisses an jeder Karstquelle im Altmühltal weitestgehend identisch. In Mühlbach wie in Deising konnte durch die Erforschung der Quellhöhlen eindeutig belegt werden, das beide Quellen eine Vielzahl an Hungerbrunnen aufweisen, die jederzeit gewaltige Wassermassen zu Tage bringen können. Allein die Beschaffenheit und Größe der Einzugsgebiete beider Quellen unterscheidet ihrer Gefährlichkeit erheblich von einander.

Während es an der Quelle in Mühlbach selbst bei den derzeitig immer extremer werdenden Klimaverhältnissen nach wie vor nur zu Jahrhundertausbrüchen kommt, treten diese Ereignisse in Deising seit den vergangenen 10 Jahren nahezu jährlich auf. Wie gravierend sich dies in Zukunft auswirken wird ist nicht abzusehen. Beide Quellen und ihre Hungerbrunnen treten mehr oder weniger im Ortsbereich aus und fließen durch die gesamte Ortschaft. Doch hat Mühlbach den entscheidenden Trumpf im Ärmel. Die Mühlbachquellhöhle durfte mit Erlaubnis des Eigentümers nach ihrer Entdeckung durch die örtlichen Höhlenforscher vor 8 Jahren weiter erforscht werden. Dies hat den Vorteil, dass die Forscher jederzeit Veränderungen in der Höhle feststellen können und gegebenenfalls die Möglichkeit besteht, Gegenmaßnahmen einzuleiten oder Hochwasserwarnanlagen zu installieren.

In Deising sieht das dagegen ganz anders aus. Der dortige Eigentümer hat den örtlichen Höhlenforschen, die die Petrusquellhöhle entdeckt haben, drei Monate nach Forschungsbeginn den Zugang zur Höhle verwehrt. Später forderte er sogar den Rückbau des künstlichen Zuganges. Somit besteht dort keine Möglichkeit mehr die Höhle zu beobachten, um Veränderungen an ihrem Abflussverhalten  festzustellen. Selbst die Installation eines Pegels in der Höhle, der die Ausbrüche beider Hungerbrunnen auf die Minute genau hätte voraussagen können, ist nun nicht mehr möglich. Man sieht anhand dieser Beispiele, was für Möglichkeiten die Höhlenforschung zum Schutz vor Hochwasserausbrüchen an Karstquellen bieten kann und wie dieses Wissen schlussendlich genutzt wird.Am Ende bleibt den betroffenen Ortschaften deren Quellhöhlen nicht erforscht werden nichts anderes als der Bau einer ausreichenden und sicheren Kanalisation. Diese sorgt dann zukünftig dafür, dass die austretenden Wassermassen in betroffenen Ortsbereichen keinen Schaden mehr verursachen.

Das Hochwasser vom 28. Februar 2009 und die Folgen.

Wie aus Presseberichten verlautete, betraf das starke Tauwetter vor allem die Hochfläche zwischen Kipfenberg und Riedenburg entlang der Altmühl. Dort vor allem Ortschaften auf der Hochfläche, die meist in Senken gebaut wurden und so am ehesten vom Schmelzwasser betroffen waren. Im Altmühltal wiederum waren es die Orte, die im Bereich so genannter Gießgräben gebaut wurden. Das sind Abflussgräben, die sich direkt aus den Senken der Hochfläche ins Tal erstrecken. Über diese Gräben fließt schon bei starken Niederschlägen ein beträchtlicher Teil des Oberflächenwassers der Hochfläche direkt ins Tal ab und führt dabei meist große Mengen an Hangschotter mit sich, der erhebliche Schäden verursacht.

Stark vom Hochwasser betroffen waren natürlich auch die Orte, die im Bereich einer Karstquelle lagen. Besonders betroffen waren Ortschaften wie Deising, Altmühlmünster, Unteremmendorf oder Kipfenberg, wo es zu starken Hochwasserschäden durch die im Ortsbereich austretenden Karstquellen kam. Ortschaften wie z.B. Deising hatte bei diesem Hochwasser das Handicap, dass sie von einer Karstquelle mit zwei gefährlichen Hungerbrunnen und noch dazu von einem Gießgraben mit großem Einzugsgebiet auf der Hochfläche betroffen sind. Alle diese Wässer werden dort größtenteils nicht kanalisiert mitten durch den Ort zum Rhein-Main-Donau Kanal abgeleitet.

Schäden die dabeibei einem Extremhochwasser auftreten sind meist von Menschenhand gemacht. Das gilt für die Täler ebenso wie für die Hochflächen. Die Natur hat in den Karstgebieten Abflussmöglichkeiten geschaffen, die vom Menschen nur schwer beeinflusst werden können. So haben z.B. Dolinen die Aufgabe, Wasser von den Karsthochflächen direkt und ungefiltert in den Untergrund zu leiten. Dadurch wird der Talbildung auf diesen Hochflächen vorgebeugt. Dolinen können langfristig nicht aufgefüllt oder versiegelt werden, denn das anströmende Wasser wird sich immer wieder einen Weg in die über der Doline liegende Höhle bahnen und das aufgefüllte Material mit in die Tiefe reisen. Karstquellen und Hungerbrunnen wiederum sind das Überdruckventil für den Grundwasserspeicher. Auch sie können aus ähnlichen Gründen nicht abgedeckt und versiegelt werden. Alle Handlungen die gegen diese Systematik gerichtet sind und folglich Schäden verursachen, haben allein wir zu verantworten.

Das Hauptaugenmerk der Bevölkerung des Altmühltals ist seit vielen Jahren auf die Klimaänderung in ihrem Lebensraum gerichtet. Ganz zweifellos wirkt sich diese in Karstgebieten auf besondere Art und Weise aus. Jahreszeitlich bedingte Niederschläge die bis Mitte des vergangenen Jahrhunderts noch einem bestimmten Rhythmus unterlagen, haben sich seit 1950 grundlegend geändert. Das bedeutet, Niederschläge verteilen sich nicht mehr gleichmäßig über die Jahreszeiten, sondern treten kurzzeitig in enormen Niederschlagsspitzen auf. Im Frühjahr 2006 kam es dabei auf der Hochfläche um Wolfsbuch innerhalb weniger Stunden zu Niederschlagsmengen von über 160l/m². Dies hatte natürlich zur Folge, dass es in Deising zum Ausbruch beider Hungerbrunnen und einem extremen Anschwellen des Gießgrabens kam, was folglich wieder zur Überschwemmungen im Ortsbereich führte. Diese Ereignisse fanden bis vor 1950 in einer Regelmäßigkeit nur alle 50 bis 100 Jahre statt. Deshalb gerieten sie natürlich schnell wieder in Vergessenheit. Belegbare gleichzeitige Ausbrüche beider Hungerbrunnen in Deising fanden z.B. im Jahre 1810, 1909, 1956, zwei Mal 2006 und 2009 bis März bereits zwei Mal statt. Der kleine Hungerbrunnen brach dagegen wesentlich öfters aus, alleine seit 1956 schon 7-mal. In früheren Zeiten trat auch dieses Ereignis nur alle 50 Jahre auf. Heutzutage muss man jährlich mit Starkniederschlägen auf den Hochflächen im Gebiet des Altmühltals rechnen, die dann immer zu Hungerbrunnenausbrüchen und Überflutungen in ihrem Umfeld führen können. Schützen kann man betroffene Ortschaften nur dadurch, dass das anströmende Wasser in ausreichend großen Gräben und Kanälen durch diese Orte geleitet wird, damit keine Häuser mehr unter Wasser gesetzt werden.

In Deising wäre es z.B. bei Hungerbrunnenausbrüchen möglich, das Wasser des Mühl-Irschlings, das direkt auf eine Wiese und anschließend über die Ortsdurchfahrtsstraße oberflächlich bis zum Bach geleitet wird, umzuleiten. Dazu müssten von dieser Wiese aus unter der Ortsverbindungsstraße hindurch zwei 600mm Betonrohre in den Gießgraben gelegt werden. Das gesamte Wasser des Giesgrabens, Mühl - Irschlings und Paula-Mo - Irschlings kann so über den bestehenden Gießgraben bis an den Ortsrand geleitet werden. Von dort wird es dann unterirdisch über einen nur ca. 150m langen entsprechend großen Kanal weiter in den am Ortsende befindlichen Sammelgraben geleitet. Dies ist nur ein Beispiel, wie man der in den nächsten Jahrzehnten immer größer werdenden Gefahr von Unwetterereignissen entgegentreten kann.

Ebenso wie die Talbevölkerung, sind auch die Bewohner der Hochflächen von den Unwetterereignissen stark betroffen. Dadurch, dass bis Ende des vergangenen Jahrhunderts immer noch Dolinen aufgefüllt und somit verstopft wurden, kann das zusammenfließende Wasser nicht gleichmäßig in den Untergrund verschwinden. Es kommt teilweise zur Bildung von kilometerlangen Flüssen, die sich ihren Weg über verfüllte Dolinen hinweg bis zur ersten Abflussmöglichkeit suchen. Dabei werden auf natürlichem Wege enorme Mengen an Oberflächenmaterial, wie z.B. Ackerböden weggeschwemmt und in den Untergrund abgeführt. Je kürzer dagegen die Abflusswege sind, umso weniger Oberflächenmaterial wird durch die Kraft der Erosion abgetragen. Dass diese Sedimente auf direktem Wege nahezu senkrecht bis auf 100m Tiefe zum Vorfluter, in diesem Falle dem Höhlenbach geleitet werden, konnte die Höhlenforschung bereits mehrfach belegen. Trotz der Verfüllung einer Vielzahl von Dolinen gibt es glücklicherweise noch etliche, die Wasser abführen können. Dabei leiten sie die mitgeführten Feinsedimente in Form von flüssigem Schlick direkt ungefiltert in den Untergrund ab. Filtermaßnahmen greifen hier nicht, da sich jede Art von Feinfilter, wie z.B. das einbringen von Gazematten in betroffene Dolinen schon nach kurzer Zeit als nutzlos erweisen wird. Beim ersten Auftreten eines Wolkenbruchs, dichten die Filtermatten durch den mitgeführten feinen Schlick im abfließenden Wasser vollkommen ab. Absetzbecken für Oberflächenentwässerungen von Ortschaften auf der Hochfläche, die Grobsedimente zurückhalten und Ölsperren aufweisen, sind dagegen obligatorisch.

Auf der Wolfsbucher Hochfläche befinden sich ca. 300 Dolinen, die bei einsetzendem Niederschlag den Löwenanteil an mit Feinsedimenten gesättigtem Wasser auf ganz natürliche Weise, absolut ungefiltert den Karstquellen im Altmühltal zuführen. Die ca. 10 Ortschaften die sich auf einer Fläche von etwa 7km² im besagten Gebiet befinden und mit filternden Oberflächenentwässerung ausgestattet werden sollen, stehen hier in keinem Verhältnis zur Fläche von ca. 120km² des Einzugsgebietes der Quellen in diesem Gebiet und tragen daher nur unwesentlich zur Verbesserung der Wasserqualität bei.  

Anhand von Bildern und Filmausschnitten, soll im folgenden Kapitel verdeutlicht werden, wie sich Schmelzwasserereignisse im Karst des unteren Altmühltals auswirken. Es werden Ausbrüche von Hungerbrunnen zu sehen sein, die sich in der Regel alle paar Jahre oder ausschließlich bei starkem Tauwetter ereignen. Man sieht Dolinen, die das anströmende Wasser komplett anstauen und erst nach Tagen ablaufen und solche, die das Wasser ohne jeglichen Rückstau in die Tiefe reißen. Es sind Seen und Flüsse auf der Hochfläche zu sehen, die es eigentlich gar nicht geben dürfte. 

 

Der Karststock zwischen Kipfenberg und Riedenburg, entlang der Altmühl

Bei einer virtuellen Wanderung durch den Karst des unteren Altmühltals werden anschließend Karstphänomene zu sehen sein, die in ihrer Art in Deutschland sicher eine Besonderheit darstellen.

Hochwasserereignisse im Einzugsgebiet der Petrusquellhöhle.

Zunächst begeben wir uns von der Ortschaft Deising aus auf die Hochfläche in Richtung Zell. Dort befindet sich eine Polje, das ist eine großflächige, oft mehrere Quadratkilometer große Senke mit mehreren Dolinen, die immer wieder zugefüllt werden. Diese Senke hat daher keinen Oberflächenabfluss und staut anströmendes Wasser so lange zurück bis die verfüllten Dolinen wieder einbrechen und das Wasser in den Untergrund abgeführt wird. Genau unter dieser Polje befindet sich der Hauptgang der Petrusquellhöhle, der in diesem Bereich vermutlich vollkommen verschüttet bzw. verbrochen ist. Die Wasserhöhlenforschung konnte hier belegen, dass sich der Höhlenbach im Laufe der Jahrtausende geteilt hat und einen neuen Weg ins Tal fand, der sich hinter dem 7ten Siphon der bis jetzt erforschten Teile der Höhle befindet.

Auf den Bildern 1 – 3 vom 27.02.2009 um 09.00 Uhr ist einer der Zuläufe zu sehen, der sich in die Senke ergießt und einen 400m langen See bildet, der in dieser Größe noch nicht beobachtet wurde. Bild 4 zeigt einen von drei neuen Erdfällen, der durch das Hochwasserereignis entstanden sind.


Westlich von Zell

          
     

Bild 1: Ein Zulauf in das Polje bei Zell, Ortsteil Riedenburg.

Bild 2: Ein breiter Bach fließt in die Karstwanne und bildet eine Seenkette.

 

         

Bild 3: Drei Seen erstrecken sich über 400m Länge und stauen ca. 7000 m² Wasser an.

Bild 4: Nach Ablauf der Wassermassen ist hier eines der Abflusslöcher zu sehen.

                                

Film: Das Polje bei Zell, Ortsteil Riedenburg zu Beginn der Schneeschmelze.

Südlich von Wolfsbuch

Weiter geht es Richtung Westen. Anhand einer unscheinbaren Doline südlich von Wolfsbuch kann belegt werden, dass die meisten Oberflächenwässer der Hochfläche direkt ungefiltert in den Untergrund abfließen. In teilweise weniger als einer Stunde erreicht das Wasser in 100m Tiefe den Vorfluter (Höhlenbach) und schon nach 10 Stunden die Petrusquelle. Es gibt mehr als 50 solcher Dolinen auf der Hochfläche von Wolfsbuch.

                                  

Film: Eine Doline bei Wolfsbuch mit direktem Wassereintrag in den Untergrund.

 

Nördlich von Wolfsbuch

Am Ortsrand von Wolfsbuch zieht ein etwa 4km langer Graben Richtung Norden. Auch hier sammelt sich das Schmelzwasser zu einem brieten Bach der in zwei Dolinen abfließt. Auf der nächsten Bilderabfolge bewegen wir uns von Wolfsbuch aus talwärts.

          

Bild 1: Nördlich von Wolfsbuch läuft Schmelzwasser in Senken zusammen.

Bild 2: Es fließt in langen Kanälen weiter Richtung Norden.

 

         
     

Bild 3: Wolfsbuch im Hintergrund. Ein Feldweg staut den Bach.

Bild 4: Auf 20m Breite fließen die Wassermassen über den Asphalt.

 

         
     

Bild 5: Ein breiter Bach schlängelt sich über die Ackerflächen.

Bild 6: Der 300m lange Stausee ist einen Meter Tief, fasst 3000m² und läuft direkt in den Untergrund ab.

 

Südlich von Arnbuch

Auch das Kesseldorf Arnbuch wird immer wieder von starken Regen- oder Schmelzwässern heimgesucht. Ein kilometerlanges Trockental zieht aus südlicher Richtung auf den Ort zu. Links Bild Blick nach Westen, Arnbuch liegt rechts. Rechtes Bild Blick von Arnbuch aus nach Süden.

 

         
     

Bild links: Über einen 4km langen Graben läuft auch hier Schmelzwasser Richtung Arnbuch.

Bild rechts: Am Bildrand staut ein Notdamm das Wasser kurz vor Arnbuch an.

Südlich von Egolsdorf


Über eine lange Oberflächensenke fließt hier Schmelzwasser in eine Doline, die ca. 80l/s in den Untergrund ungefiltert abführt.

                                 

Film: Ein Schluckloch bei Egolsdorf.

Westlich von Vogeltal

Diese 4m tiefe Doline westlich von Vogeltal ist ein anschauliches Beispiel, dass es auch Dolinen gibt, die nur sehr langsam Wasser in den Untergrund abführen. Schon beim Hochwasser vor 3 Wochen füllte sich diese Doline derart mit Wasser, dass die gestapelten Holzreihen aufgeschwemmt wurden und dabei umstürzten. Zum Zeitpunkt unseres Eintreffens hat erst 1/5 des anlaufenden Wassers die Doline erreicht. Hier wird der Wasserspiegel sicher noch über einen Meter ansteigen.

 

         
     

Bild links: Am Bildrand sind die umgestürzten Holzstapel zu erkennen.

Bild rechts: Die 3m tiefe Doline ist überflutet. Hier stauchen sich 1500m² Wasser.

 

An der Petrusquelle in Deising.

90% der beschriebenen Hochfläche entwässert Richtung Osten zur Petrusquelle bei Deising. Das bedeutet bei Starkregen oder Schneeschmelze eine ständige Bedrohung für den Ort. Denn schon wenige Stunden nach einsetzendem Starkregen oder starker Schneeschmelze, tritt das auf der Hochfläche eindringende Wasser an drei Stellen am oberen Ortsrand von Deising zutage. Zu diesen Wassermassen kommt noch das Oberflächenwasser aus einem Einzugsgebiet von ca. 10km², das über den so genannten Gießgraben in einem gewaltigen Sturzbach mitten auf die Ortschaft zufließt. Dort wird es in einem kleinen Graben gefasst und am Waldrand Richtung Norden ins Neubaugebiet von Deising gelängt. Bevor der Graben dort direkt auf die Fahrbahn der Ortsstraße geleitet wird, passiert er den kleinen Hungerbrunnen der auch mit der Petrusquellhöhle in Verbindung steht und nimmt zusätzlich dessen enorme Wassermassen auf. Der Graben ist nur provisorisch gefasst und fließt nach Eintritt in die Ortschaft offen über den Straßenbelag durch das Neubaugebiet. Es werden zahlreiche Anwesen überschwemmt und Keller geflutet. Die gleiche Situation ist am großen Hungerbrunnen des Quellhöhlensystems vorzufinden. Auch hier fließt das Wasser aus dem ehemaligen Quellaustritt der Petrusquelle direkt auf eine Wiese. Diese ist durch die Ortsverbindungsstraße, Zell Richtung Deising, vom Gießgraben getrennt. Bei einem Ausbruch des großen Hungerbrunnens (Mühl-Irschling) bahnen sich die Wassermassen ihren Weg vorbei an der Ortskirche und der Petrusquelle, mehrere 100m direkt durch die Ortschaft bis ans Ortsende. Dort werden sie in den Bach geleitet, der von der Petrusquelle gespeist wird.   

Die anschließende Bilderfolge zeigt die Auswirkungen des Extremhochwassers vom 28.02.2009 in Deising.

 


Die Petrusquelle, der Gießgraben und der kleinen Hungerbrunnen (Paula-Mo Irschling)

         

Bild 1. Die Petrusquelle weist zwei starke Austrittsstellen auf. Normalerweise tritt nur an der Quelle die sich hinter der kleinen Tafel unter den Bäumen befindet Wasser aus.

Bild 2. Der Gießgraben, der zu diesem Zeitpunkt noch wenig Wasser von der Hochfläche Richtung Ort führt.

 

        
     

Bild 3. Die Austrittsstelle des  kleinen Hungerbrunnens, genannt „Paula-Mo - Irschling“.

Bild 4. Der Überlauf des kleinen Hungerbrunnens in den Gießgraben. Beide schütten ca. 1500l/s.

        

Bild 5. Der Gießgraben in Richtung Neubaugebiet, hier 70cm tief und 150cm breit.

Bild 6. Ein Anwesen, dessen Tiefgarage direkt am Gießgraben liegt.

 

         

Bild 7. Der Einlauf ins Neubaugebiet.

Bild 8. Der Auslauf aus dem Neubaugebiet.

                                

Film: Der kleine Hungerbrunnen bei einer mäßigen Schüttung von ca. 900l/s.

 

Der große Hungerbrunnen (Mühl-Irschling), an der Petrusquelle vorbei und durch den Ort.

 

        

Bild 1. Die Austrittsstelle des  großen Hungerbrunnens, genannt „Mühl-Irschling“.

Bild 2. Der Bach fließt direkt auf eine Wiese, die vom Gießgraben durch eine Straße getrennt ist.

 

        

Bild 3. Von der Wiese aus strömt das Wasser auf die Einfahrtsstraße der Ortschaft.

Bild 4. 100m weiter wird der Wasserstrom an der Petrusquelle (im Hintergrund) vorbeigeleitet.

 

        

Bild 5. Nach dem Hochwasser. Vor dem Gasthaus „Zum Himmelreich“ wurde eine Sackbarriere errichtet.


Bild 6. Der Hochwasserstrom wurde 50 m nach dem Gasthaus „Zum Himmelreich“ in Richtung Altmühlmünster in den Bach der von der Petrusquelle gespeist wird, geleitet.

 

Der Karststock zwischen Meihern und Wissing,

entlang der Altmühl und der Wissinger Laaber.

Der Karststock zwischen Meihern und Wissing wird von vier Flusstälern begrenzt. Dem Altmühltal im Westen, dem Laabertal im Osten, dem Donautal im Süden und dem Wissinger Laabertal im Norden. Die bedeutendsten Quellen des gesamten Altmühltals entspringen aus diesem Karststock, dessen Zentrum die Ortschaft Hemau bildet. Ab Dietfurt ist die größte Quelldichte im unteren Altmühltal anzutreffen. Alle Quellen bis auf eine, schütten regulär über 250l/s. Von Nord nach Süd verteilt entspringen aus dem Hemauer Karststock vier Quellen. Die Quelle bei Mühlbach 250l/s, die Quelle bei Gundlfing 100l/s, die Quelle bei Prunn 600l/s und die Quelle an der Weihermühle bei Essing 350l/s. Auf der gegenüber liegenden Seite bei Deising entspringt die Petrusquelle 400l/s. Somit findet man auf einer Strecke von 40km fünf bedeutende Karstquellen. Hinter diesen Quellen wurden seit dem Jahr 2001 die beiden ersten Wasserhöhlen der Frankenalb entdeckt.

Unzählige Dolinen sind auf der Hochfläche des Hemauer Karststocks verteilt. Darunter riesige Ponordolinen, die während Sommergewittern oder Schneeschmelze auch hier ungeheuere Wassermassen ungefiltert und direkt in den Karststock abführen und über die großen Karstquellen entwässern. Die Einzugsgebiete der Quellen haben eine durchschnittliche Größe von ca. 40km². Das Hochwasser 2009 führte beinahe zur gleichen Katastrophe in Mühlbach wie das vor genau 100 Jahren. Nur knapp entging die Ortschaft einem gewaltigen Hungerbrunnen Ausbruch. Nur wenige Dezimeter mehr Schnee auf der Hochfläche und etwas mehr Niederschlag bei einsetzender Schneeschmelze, hätten genügend Wasser in den Dolinen verschwinden lassen, um die Hungerbrunnen in Mühlbach ausbrechen zu lassen und die Ortschaft zu überfluten. Anschließend sind einige Dolinen aufgeführt, die am 26. Februar 2009, also am selben Tag dokumentiert wurden, wie die im Einzugsgebiet der Petrusquellhöhle des Wolfsbucher Karststocks. Anzumerken ist, dass sich das Hochwasser auf dem Hemauer Karststock nicht so stark entwickelt hat wie auf dem Wolfsbucher Karststock.

Auf den folgenden Bildern ist eine flache Trockentalmulde zu sehen die zur so genannten Eutenhofener Polje gehört, die beim Jahrhunderdhochwasser von 1909 eine ca. 8km² große Seenfläche gebildet hat. Damals stand hier das ganze Gelände zwischen 50cm und 200cm unter Wasser.

 

         

Bild 1.Die flache Karstmulde sammelt das anströmende Wasser vom 8km entfernten Hamberg .

Bild 2. Die später noch stärker anschwellenden Wassermassen bringen bereits jetzt ca. 200l/s.

 

         

Bild 3. Über einen schmalen Graben fließt das Wasser einer Doline zu.

Bild 4. Alles Wasser sammelt sich in der 1000m² großen Senke, die bis zu 3000m³ Wasser aufnimmt.

 

         

Bild 5. Um ca. 23 Uhr läuft die Doline über.

Bild 6. Nur wenige 100m weiter Richtung Eutenhofen sammelt sich hier das überlaufende Wasser und fließt über mehrere Löcher direkt und ungefiltert in den Untergrund, um 3km weiter in der Mühlbachquelle wieder auszutreten.

 

 

Verschiedene Hungerbrunnen im Gebiet um Dietfurt.

Im unteren Altmühltal gibt es eine Vielzahl an Hungerbrunnen. Teilweise sind sie an mächtigen Hangmulden oder gar in ausgeprägten Talansätzen zu finden. Während dort im Sommer völlige Trockenheit herrscht, entlassen sie im Winter Wildbäche bis zu 2000l/s. Einige dieser Hungerbrunnen haben keine dazugehörige Quelle. Was sich hinter diesen Hungerbrunnen verbirgt ist noch völlig ungeklärt, denn es wurde bis heute noch keines der dahinter befindlichen Höhlensysteme entdeckt.

Auf den nächsten Bilderreihen sind Hungerbrunnen zu sehen, die sich in Seitentälern, nordöstlich von Dietfurt befinden.

 

Der stärkste Hungerbrunnen der Fränkischen Alb.

Der „Oheck“ Hungerbrunnen ist mit einer Schüttung von bis zu 2000l/s der stärkste Hungerbrunnen der Fränkischen Alb. Er befindet sich wie viele von ihnen in einer großen Hangmulde. Es gibt keine Quelle in seinem Umfeld. Nur in den Wintermonaten und bei extremen Sommergewittern schüttet er gewaltige Wassermassen. Dabei ist auffällig, dass sein Wasser zwei Tage lang sehr trüb austritt, danach aber schnell glasklar viele Wochen weiterläuft, bis er schließlich wieder ganz versiegt. Wenn man im Sommer an der Hangmulde vorbei kommt, kann man sich in seinen kühnsten Träumen nicht vorstellen, was hier im Winter abläuft.

 

         

Bild 1. Der Hungerbrunnenkessel von oben betrachtet mit den 10 größten Austrittsstellen.

Bild 2. Austrittstelle im Zentrum der Hangmulde.

         
     

Bild 3. Rechts im Bild, die zweite Austrittsstelle im Zentrum der Hangmulde.

Bild 4. Blick vom Wasserfall auf den dritten und vierten Austritt im nördlichen Bereich der Hangmulde.

 

                         

Bild 5. Der Wasserfall ist der stärkste Austritt des gesamten Hungerbrunnens.

Bild 6. Der südlichste 5te Austritt der insgesamt 12 starken Hungerquellen.

         

Bild 7. 15m rechts des südlichsten Austritts befindet sich diese Stelle.


Bild 8. Am Talrand vereinigen sich alle Austrittsstellen zu zwei starken Bächen.

                                    

Film. Ausbruch des „Oheck“ Hungerbrunnen.

 

Ein weiterer Hungerbrunnen in der Nähe des „Oheck“

Auch dieser Hungerbrunnen, praktisch der kleine Bruder des „Oheck“ verhält sich absolut identisch. Bis auf die unscheinbare Hangmulde, aus der er entspringt, ist sein Schüttungsverhalten zwischen 1000 bis 2000l/s dem des „Oheck“ gleichzusetzen.

 

          

Bild 1. Der Wasseraustritt befindet sich unterhalb dicker Felsbankungen im Hangschutt.

Bild 2. Über eine Gefällstrecke von mehreren 100m fließt der Bach in die Weiße Laaber.

 

Das „Tiefental“. Das größte Hungerbrunnental des gesamten Altmühltals.

Das „Tiefental“ befindet sich auf der nordöstlichen Hangseite des Weißen Laabertals, das einen alleine schon durch seine botanische Vielfältigkeit mit der typischen Karstvegetation verzaubert. Bei erstem Augenschein des „Tiefentals“ könnte man vermuten, es ist größtenteils durch Steinbrucharbeiten entstanden. Doch bei genauerem betrachten kann man die Entstehungsgeschichte dieses Tals aus den Sedimentfolgen der Hänge und den Bodenformen herauslesen. Auch das Weiße Laabertal hat sich wie jedes Tal in diesem Gebiet nach den stark wasserführenden Zeitaltern der Nacheiszeiten innerhalb der vergangenen 2 Mill. Jahre teilweise extrem schnell eingetieft. Dies kann man an den sehr steil zusammenlaufenden Talflanken deutlich erkennen. Führt man diese steilen Talhänge weiter in die Tiefe so kommt man auf eine ehemalige Taleintiefung von bis zu 180m. Der Talgrund umklammerte damals einen mächtigen Fluss. Erst als sich der Permafrost und die Ausläufer mancher Eiszeitgletscher aus Mitteldeutschland zurückgezogen haben, hat auch deren Wasserzufuhr in die damaligen Flüsse nachgelassen. In den vergangenen 500000 Jahren hat dann eine stetige Auffüllung unserer Täler in der südlichen Frankenalb stattgefunden. Die Talsedimentation im Altmühltal, z.B. im Gebiet um Dietfurt, erreichte eine Mächtigkeit von bis zu 20m und schreitet weiter fort. All jene Hungerbrunnen, die hier beschrieben sind, hatten vor vielen 100000 Jahren einen viel tiefer liegenden Vorfluter, gemeint ist das Bachbett des Tals. Demnach fungierten die Hungerbrunnen damals als ständig fließende Talquellen, die teilweise sogar offene Zugänge gehabt haben dürften. Und genau so eine Karstquelle befand sich im „Tiefental“. Dort treten bei Extremhochwasser bis zu 10 temporäre Quellen aus, die heute noch zusammen bis zu 1000l/s schütten.

Einige dieser Austrittsstellen im „Tiefental“ im Überblick.

         

Bild links. Einer der drei Wasserläufe die sich weiter unten am Ausgang des „Tiefentals“ befinden.

Bild rechts. Ein kleinerer der vier Austritte auf der südlichen Talseite.

          

Bild links. 100m vor dem Talende tritt aus Felsschuttmassen ein starker Bach aus.

Bild rechts. Weiter unter im Tal stößt man immer wieder auf starke Bodenquellen.

 

                          

Bild links. Am nördlichen Talhang schüttet eine Hochquelle mit ca. 50l/s.

Bild rechts. Der Wasserstrom hat einen bis zu 2m tiefen Graben gezogen.

Die „Premerzhofener Quelle“ an der Fischzucht nördlich von Haas.

Diese Quelle ist ein anschauliches Beispiel dafür, wie die meisten Quellen mit Hungerbrunnen aussehen. Nicht weit der Quellen befindet sich eine zweite Austrittsstelle, die bei stark erhöhlter Quellschüttung auch zu fließen beginnt.

                                    


Film: Der Clip zeigt die Quelle auf der linken Seite und den während des Hochwassers Ende Februar 2009 stark schüttenden Hungerbrunnen.

Die virtuelle Wanderung durch das untere Altmühltal geht nun zu Ende. Was das Wissen um die Gefahren zukünftiger Hochwasserereignisse anbelangt, stehen wir erst am Anfang. Wir werden lernen müssen uns den Gegebenheiten so gut wie möglich anzupassen und in Zukunft viel mehr darauf zu achten, welche Hinweise uns die Natur gibt, um unbeschadet in der Natur leben zu können.

Zitat Isaak Newton:

Was wir wissen ist ein Tropfen, was wir nicht wissen ist ein Ozean.

 

© by Wasserhoehlenforschung.de Manfred Walter

 

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