Auenlandschaften sind Hotspots der Biodiversität und zugleich Schlüsselräume für natürlichen Hochwasserschutz, Klimaanpassung und nachhaltige Wasserbewirtschaftung. Ihre Revitalisierung ist daher nicht nur ein naturschutzfachliches Ziel, sondern auch eine gesellschaftliche Notwendigkeit.

Das Projekt „Lebendige Luppe“ widmete sich der ökologischen Wiederherstellung der stark veränderten Elster-Luppe-Aue nordwestloch von Leipzig. Durch die Reaktivierung ehemaliger Wasserläufe und die Wiederherstellung auentypisch-dynamischer Wasserverhältnisse sollen wertvolle Lebensräume wie der Hartholzauenwald langfristig gesichert und entwickelt werden. Eine zentrale Rolle zur fundierten Planung und Bewertung der Maßnahmen spielt dabei eine valide Vorhersage zur flächigen Entwicklung der Grund- und Oberflächenwasserstände. Deshalb wurde für das Projektgebiet ein gekoppeltes Modell aufgebaut.

Die Modellkopplung kombiniert ein zweidimensionales hydrodynamisch-numerisches Oberflächenwassermodell (HydroAS) mit einem dreidimensionalen Grundwassermodell (PCGEOFIM). Diese Verbindung erlaubt eine realitätsnahe Abbildung der komplexen Interaktionen zwischen oberirdischem Abfluss, Grundwasserständen und Druckwassereffekten – ein entscheidender Aspekt in großen überflutungsdynamischen Auenlandschaften.

Der Kopplungsprozess erfolgt iterativ: Wasserspiegellagen und Überflutungsflächen aus dem Oberflächenwassermodell werden als Randbedingungen in das Grundwassermodell überführt, wo Grundwasserspiegel und Austauschraten berechnet werden. Diese Raten werden anschließend wieder dem Oberflächenwassermodell bereitgestellt und dort als Quellen oder Senken berücksichtigt. Bei instationären Berechnungen von Hochwasserwellen mit dynamischen Überflutungen wird dieser Prozess in einer stündlichen Taktung wiederholt. Bei stationären Szenarien bei Niedrig- oder Mittelwasserverhältnissen erfolgt der Datenaustausch zwischen den Modellen bis zur Konvergenz der Ergebnisse.

Angewendet wurde die Modellkopplung beispielsweise bei der Begleitung von Überflutungen in der Leipziger Nordwestaue. Über den revitalisierten Burgauenbach war es seit Frühjahr 2023 möglich, Überflutungen zu initiieren. Durch Versickerungen steigt gleichzeitig das Grundwasser im Umfeld an (vgl. Abbildung). Mit dem gekoppelten Modell können die gemessenen Anstiege in einer hohen Genauigkeit wiedergegeben werden und Aussagen über die flächige Wirkung sowie Prognosen zur Beeinträchtigung städtischer Infrastruktur getroffen werden.

Die Ergebnisse zeigen, dass eine Modellkopplung nicht nur zur Optimierung der hydrologischen Planungen beiträgt, sondern auch eine wertvolle Grundlage für die Bewertung ökologischer Maßnahmen in der Fläche bietet. Sie erfasst Vernässungen auch außerhalb direkt konnektierter Fließrinnen und erweist sich damit als leistungsfähiges Werkzeug, um die Auswirkungen von Revitalisierungsmaßnahmen auf den Wasserhaushalt ganzheitlich zu erfassen und fundierte, interdisziplinär anschlussfähige Entscheidungen bereits im Planungsprozess zu ermöglichen.

Riedel, J. et al. (2017): Die Verwendung gekoppelter Modelle in der Planung von Auenrevitalisierungsprojekten am Beispiel des Projektes „Lebendige Luppe“ aus dem Bundesprogramm Biologische Vielfalt. KW Korrespondenz Wasserwirtschaft 10 (12): 750-755.

Vieweg, M. et al. (2025): Kleine Maßnahme, großer Effekt – Ausuferungen des revitalisierten Burgauenbachs für flächige Flutungen im Leipziger Auwald. Tagungsband 14. Auenökologischer Workshop, Universität Kassel.