Beinahe die Hälfte des bundesweiten Güterumschlags in der Binnenschifffahrt wird in NRW abgewickelt (Destatis 2021). Insbesondere der Rhein besitzt als wichtigste Binnenschifffahrtsstraße Deutschlands eine herausragende Bedeutung für den Güterverkehr: er verbindet wichtige industrielle Zentren und ermöglicht einen kostengünstigen Warenaustausch. Durch potenziell häufiger auftretende Hoch- oder Niedrigwasser infolge extremerer Witterungsbedingungen kann es zu Einschränkungen in der Binnenschifffahrt kommen, wenn die Wasserstände bestimmte Schwellenwerte über- oder unterschreiten. Auch auf dem Niederrhein in NRW können hierdurch Produktions- und Lieferketten beeinträchtigt werden. Allerdings sollte bei der Betrachtung der Hoch- und Niedrigwasserüberschreitungen nicht außer Acht gelassen werden, dass sich die Rheintiefe infolge der Tiefenerosion ebenfalls ändert.

Literatur:

Destatis – Statistisches Bundesamt (Hg.) (2021): Güterverkehrsstatistik der Binnenschifffahrt. Dezember 2020. https://www.destatis.de/DE/Themen/Branchen-Unternehmen/Transport-Verkehr/Gueterverkehr/Publikationen/Downloads-Schifffahrt/binnenschifffahrt-monat-2080400201124.pdf [9.6.2021]

Als Indikator wird die Anzahl der Tage mit Sperrungen in der Binnenschifffahrt aufgrund von Hoch- und Niedrigwasser auf dem Niederrhein herangezogen. Niedrigwasser infolge von Hitze und Trockenheit liegt vor, sobald der sogenannte „Gleichwertige Wasserstand“ (GlW) erreicht oder unterschritten ist. In diesem Fall ist Binnenschifffahrt zwar noch möglich, jedoch unterliegen Abladetiefe und Beladung gewissen Einschränkungen, sodass z. B. mit einer Fahrt weniger Ladung transportiert werden kann. Hochwasser wird in der Regel durch Starkregen oder Schneeschmelze verursacht. Wenn der sogenannte „Höchste Schifffahrtswasserstand“ (HSW Marke II) überschritten ist, muss die Schifffahrt eingestellt werden.

Der Indikator bildet Einschränkungen für die Binnenschifffahrt beispielhaft über die Pegel Köln, Rees (nur GIW) und Ruhrort ab. Für die Auswertung der Schiffbarkeit der Binnenschifffahrtsstraßen bzw. Beschränkungen der Abladetiefe werden zusätzlich zu den Über- oder Unterschreitungen der Pegelstände die jährlichen Höchstwerte an Tagen mit Einschränkungen für den Schiffsverkehr genutzt. Die einzelnen Messwerte des HSW I und II gelten jeweils für das hydrologische Jahr (1.11.-31.10.); jene des GlW für das jeweilige Wasserhaushaltsjahr (1.4.-31.03.). Die Eckdaten der Pegel sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.
 

In der aktuellen Klimanormalperiode 1991-2020 liegt der Mittelwert für die Höchstanzahl an Tagen mit Unterschreitungen des Gleichwertigen Wasserstandes (GIW) bei 16 Tagen im Wasserhaushaltsjahr. Der Vergleich der Mittelwerte der aktuellen Klimanormalperiode 1991-2020 mit der ersten Klimanormalperiode 1951-1980 zeigt beim GIW (Höchstwert) einen Rückgang um 11 Tage.

Bei der mittleren Anzahl an Tagen mit Überschreitungen des Höchsten Schifffahrtswasserstandes I und II (HSW I u. II) liegt der Mittelwert für die aktuelle Klimanormalperiode 1991-2020 bei 12 bzw. knapp 2 Tagen im hydrologischem Jahr. Im Vergleich mit der ersten Klimanormalperiode 1951-1980 liegt bei beiden Größen kaum kein Unterschied vor.

Die Anzahl der Tage, an denen die Schiffbarkeit des Niederrheins aufgrund von Niedrigwasser eingeschränkt ist, unterliegt großen Schwankungen. Die Zeitreihe 1950-2023 verfügt über einen Mittelwert von durchschnittlich 20 Tagen im Jahr mit Beschränkungen der Abladetiefe (Unterschreitung GIW). Der Einfluss von Wetterextremen wird bei den Extremjahren deutlich: So kam es infolge der langanhaltenden Trocken- und Hitzeperiode im Sommer 2018 zu Beschränkungen der Abladetiefen, die mehr als 120 Tage andauerten. Solche dauerhaften Unterschreitungen des gleichwertigen Wasserstandes (GIW) traten zuletzt in den Jahren 1971 und 1962 auf. Diese waren jedoch überwiegend dem Einfluss der Speicherbewirtschaftung im Alpenraum geschuldet, die ab den Jahren 1960-1970 für eine Änderung des Niedrigwasserabflusses sorgte. Dem gegenüber stehen viele Jahre, in welchen es zu keinen Einschränkungen kam, die sich auf alle Jahrzehnte verteilen.

Hochwasserbedingte Einschränkungen (Überschreitung HSW I) treten durchschnittlich (Mittel über die Zeitreihe 1950-2020) an 13 Tagen auf, die Schifffahrt komplett eingestellt werden muss an durchschnittlich 2 Tagen (Überschreitung HSW II) pro Jahr. Die jährlichen Überschreitungstage der HSW I und II zeigen einen ähnlichen Verlauf, wenn auch die Extremjahre unterschiedlich sein können. Die meisten Überschreitungstage des HSW I traten mit 42 Tagen im Jahr 1965 auf, das auch eins der niederschlagsreichsten Jahre war, dicht gefolgt von 40 Überschreitungstagen im Jahr 1981. Jahre ohne Einschränkungen treten immer wieder auf, hier finden sich insbesondere niederschlagsarme Jahre wie 1959. Zu einer kompletten hochwasserbedingten Sperrung des Rheins kam es gehäuft in den 1980er Jahren, des Weiteren traten ähnlich hohe Werte 1982, 1969, 1994 und 1993 auf. In den 2000er und 2010er Jahren kamen Sperrungen hingegen weniger häufig auf dem Niederrhein vor. Dies ist auch auf Maßnahmen des Hochwassermanagements zurückzuführen.

Für alle Indikatoren erfolgt eine Trendberechnung und Signifikanzprüfung nach der Methode des Umweltbundesamtes, kurz "DAS-Methode" genannt. Für die komplette Zeitreihe 1950-2023 ergibt sich für die Niedrigwasser Einschränkungen kein signifikanter Trend. Betrachtet man hingegen die Zeitreihen ab 1961 (viele Indikatoren des KFAM liegen nur für kurze Zeitreihen vor, daher werden diese Analysen aus Vergleichszwecken durchgeführt) ergibt sich für alle drei Pegel ein quadratischer Trend in u-Form, das heißt nach einem Rückgang der Tage mit Unterschreitung des GIW, treten sie nach einer Trendumkehr wieder häufiger auf. Dies ist auch in der Grafik gut zu sehen, in den 1980er und 1990er Jahren gab es seltener Tage mit Niedrigwasserbeschränkungen (in diesem Zeitraum sind auch die durchschnittlichen Niederschläge relativ hoch). Das Änderungssignal (Differenz zwischen Anfangs- und Endwert der Trendkurve) ergibt für den Pegel Köln einen Rückgang um 5 Tage, für Rees eine Abnahme um 5 Tage und für Ruhrort einen Rückgang um 9 Tage.

Für die Überschreitung des HSW I und II zeigen beide Pegel für den Zeitraum ab 1991 bei der Überschreitung der HSW II einen signifikanten Trend: hier wurden jeweils ein linear fallender und ein quadratischer Trend in u-Form durch die Trendanalyse ermittelt. Aufgrund der geringen Werte fallen hier 1993 und 1994 mit Hochwasserbeschränkungen sehr stark ins Gewicht, sodass dieser Trend eher vorsichtig interpretiert werden sollte.