Vorübergehende Hochwasserwasserspeicherung in landwirtschaftlichen Gebieten im mittleren Einzugsgebiet des Flusses Tisza – Ungarn
Die Strategie für das Hochwasserrisikomanagement des Flusses Tisza wurde durch die Schaffung von temporären Hochwasserspeichern verbessert. Es bewies seine Wirksamkeit, obwohl die derzeitige Landnutzung verbietet, ihr volles Potenzial zu erschließen. Eine aktuelle Kosten-Nutzen-Analyse kann zukünftige Pläne über eine häufigere Nutzung solcher Polder zur Bewältigung häufigerer Hochwasserereignisse informieren und gleichzeitig ein breiteres Spektrum naturbasierter Lösungen bereitstellen.
Die beobachtete zunehmende Belastung durch Überschwemmungen in den Tisza-Flussauen ist eine Folge der Flussregulierung und Landgewinnungsarbeiten, die die Landschaft dieses Gebiets historisch geprägt haben. In den letzten 150 Jahren wurde eine umfangreiche Hochwasserschutz- und Wasserwirtschaftsinfrastruktur aufgebaut. Klima- und Landnutzungsänderungen im Becken erhöhen die Häufigkeit und das Ausmaß der Überschwemmungen. Die ungarische Regierung verfolgt eine neue Hochwasserschutzstrategie für das Einzugsgebiet des Tisza-Flusses, in dem temporäre Stauseen (Polder) eingesetzt werden, in denen Hochwasser freigesetzt werden kann. Ein Plan für den Bau von sechs Stauseen wurde angenommen und umgesetzt, mit der Option, weitere fünf zu bauen. Die sechs Stauseen erwiesen sich als wirksam, um die Risiken von Überschwemmungen bei beobachteten extremen Wetterereignissen zu mindern und das nachgelagerte Gebiet zu schützen. Da sich ein großer Teil der Fläche von Reservoiren in landwirtschaftlichen Flächen befindet und keine Landnutzungsänderung vorgenommen wurde, wurde von der Regierung gleichzeitig eine wirtschaftliche Ausgleichsregelung eingeführt. Sie zielte darauf ab, Landwirte im Falle von Schäden am landwirtschaftlichen Boden und Ertragsverlusten bei Hochwasserereignissen zu vergüten. Eine Kosten-Nutzen-Analyse der ausgewählten Strategie wurde durchgeführt. Die Analyse ergab, dass es sich gut um einen Kompromiss zwischen Effizienz bei der Risikominderung und relativ niedrigen anfänglichen Investitionskosten handelt. Die Beteiligung am EU-finanzierten Projekt EPI-WATER betonte die Bedeutung einer aktiveren Beteiligung der Interessenträger an der Gestaltung der Maßnahmen und an der Ausgleichsregelung.
Beschreibung der Fallstudien
Herausforderungen
In der Nähe des geografischen Zentrums Europas entwässert der Fluss Tisza eine Fläche von 157,218 km² mit einer Bevölkerung von etwa 14,4 Millionen. Auf ihrem Weg vom ukrainischen Karpatengebirge bis zur Donau in Serbien fließt die Tisza hauptsächlich durch Ungarns Großpannonenebene. Die Topographie des Tisza-Beckens zeichnet sich durch hohe, schmale Gebirgsketten aus, die weitläufige, flache Tiefebenen umgeben. Mit einer Länge von 966 km und einer durchschnittlichen Entladung von 794 m³/s ist die Tisza der längste und zweitgrößte Nebenfluss der Donau. Die meisten Einleitungen werden direkt aus Regenfällen erzeugt, aber es gibt einen Beitrag sowohl aus Schneeschmelze als auch aus unterirdischem Bodenwasser. Schwere Überschwemmungen können von den Bergen ausgehen, wenn Regenwasser schnell die Hänge hinunter fließt und sich in Flachlandgebieten ansammelt. Dieses Problem ist im Laufe der Zeit immer ernster geworden, da Entwaldung und Bodenversiegelung vorangekommen waren und sich die Niederschlagsmuster aufgrund des Klimawandels verändert hatten.
Der Fluss und seine Nebenflüsse wurden in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts reguliert. Hauptziel dieser Verordnung war es, den Umfang landwirtschaftlicher Flächen anstelle von Feuchtgebieten, Sümpfen und Gebieten, die von regelmäßigen Überschwemmungen bedroht sind, zu erhöhen (Borsos et al., 2018). Die Länge des Flusses wurde um über 400 km verringert, als die mäandernden Abschnitte durchschnitten wurden, während die Größe der Auenfläche um über 90 % zurückging, da Deiche zum Schutz vor Überschwemmungen angehoben wurden. Die Begradigung des Flusses in Kombination mit anderen Faktoren (Sedimentansammlung in einigen Flussabschnitten, Entwaldung, Landnutzungsänderung) hat den kontinuierlichen Anstieg des Hochwasserspiegels verursacht. Unter Berücksichtigung einiger historisch aufgezeichneter Hochwasserereignisse lag der Höchstwasserstand 1970 bei 753 cm bei 1 886,909 cm und im Jahr 2000 bei 1 040 cm (Szlávik,2005).
Heute beträgt die Länge der Hochwasserschutzdeiche entlang der Tisza und ihrer Zuflüsse in Ungarn 2 850 km. Die Größe des Hochwasserschutzgebiets beträgt 16,000 km2, von dem Gesamteinzugsgebiet der Tisza in Ungarn 47,000 km2. Als der Höhepunkt der Überschwemmungen in den letzten anderthalb Jahrhunderten weiter zunahm, nahm auch die Höhe der Deiche zu. Ein weiterer Anstieg der Hochwasserspitzen wird als Folge des Klimawandels für das 21. Jahrhundert prognostiziert, und das derzeitige Niveau der Hochwasserdämme wird nicht ausreichen, um einen angemessenen Schutz zu bieten. Die Hochwasserabwehr, die ausschließlich auf der Erweiterung und Verstärkung von Böschungen beruht, wird als übermäßig teuer eingeschätzt. Im Jahr 1999 schätzte ein von der Weltbank finanziertes Forschungsprojekt, dass die Kosten für die verbleibenden Modernisierungsarbeiten 175 Mrd. HUF betragen hätten, was 700 Mio. EUR zu einem Wechselkurs von 1999 entspricht (Szlávik, 2005).
Im Zeitraum 1998-2001 fanden am Fluss Tisza vier schwere Hochwasserereignisse statt, deren Spitzenwasserspiegel alle historischen Werte übersteigen. Zu den Ereignissen (2001) gehörte der Bruch eines Deichs und die Überschwemmung von Gebieten, die geschützt werden sollten. Dieses Ereignis machte deutlich, dass weder die Höhe der Deiche noch ihre Stärke angemessen waren. Anschließend wurde ein vierjähriges Projekt gestartet, um die Validität der damals verwendeten Hochwasserrisikoprojektionen zu untersuchen (Studien des VITUKI Umwelt- und Wasserwirtschaftsforschungsinstituts, 2006). Das Projekt verwendete neuartige Methoden der Zeitreihensimulationsprozesse und nutzte eine überarbeitete historische hydrologische Datenbank. Sie berücksichtigte die Auswirkungen mehrerer Veränderungen (in Waldbedeckungen, Stauseen und Überschwemmungsgebieten) in den verschiedenen Abschnitten der Flüsse, die durch Ungarn verlaufen, einschließlich des Klimawandels (Haase et al., 2006). Die wichtigste Schlussfolgerung des Projekts war, dass es im Vergleich zu früheren Projektionen erhöhte Unsicherheit und höhere erwartete Wasserstände während der Überschwemmungen gibt. Es wird erwartet, dass der Wasserstand infolge des Klimawandels weiter ansteigt. In diesem Zusammenhang wird in Mitteleuropa eine Verschiebung des Niederschlagsmusters beobachtet. Auch ohne wesentliche Veränderung des durchschnittlichen Niederschlags werden mehr konzentrierte Niederschlagsereignisse mit höheren Entladungsmengen erwartet (Ungvári, 2022).
Ziele
Das übergeordnete Ziel der Hochwasserschutzstrategie für das mittlere Tisza-Einzugsgebiet besteht darin, kosteneffiziente Maßnahmen zu ergreifen. Die vorgeschlagenen Maßnahmen zielten darauf ab, ein angemessenes Hochwasserschutzniveau zu gewährleisten, das in der Lage ist, die sich ändernden Bedingungen des Einzugsgebiets und die Folgen steigender Spitzenströme zu bewältigen. Die Strategie wurde entwickelt, um auf die Veränderungen der lokalen Klimavariabilität und spezifischen Merkmale des hydrologischen Systems zu reagieren.
In diesem Fall umgesetzte Anpassungsoptionen
Lösungen
Als erste Reaktion auf die Überschwemmungen 1998-2000 beschloss die Regierung, den laufenden Prozess zur Stärkung der Deiche zu beschleunigen: der erste Plan (Regierungsdekret 2005/2000) konzentrierte sich auf die Aufstockung von 740 km Deiche über einen Zeitraum von zehn Jahren. In der zweiten Phase zielte die Regierungsstrategie darauf ab, den Prozess weiter zu intensivieren, indem weitere 550 km Deiche, jedoch in einem kürzeren Zeitraum von 5 Jahren, gestärkt werden. Die Arbeiten begannen, aber plötzlich wurde das Programm gestoppt.
2004 wurde ein neues Gesetz mit umfassenderen Zielen entworfen: Erhöhung der Hochwassersicherheit durch die Reaktivierung ehemaliger Auengebiete und die Bewirtschaftung der Wasserüberschüsse, die Entwicklung der am stärksten benachteiligten Regionen und die Verbesserung der Lebensbedingungen in diesen Regionen.
Der neue Plan für die Hochwassersicherheit umfasste: die Stärkung der bestehenden Schwachstellen des Deichsystems die Wiederherstellung der Abflusskapazität des Flutkanals (der Querschnitt zwischen den Deichen) und die Fertigstellung von temporären Hochwasserreservoirs (auch „Polder“ genannt), um den Gipfel der größten Flutwellen mit einer Gesamtkapazität von 721 Millionen m3 langfristig zu reduzieren. Ziel war es, dem Fluss Raum zu geben, indem landwirtschaftliche Flächen als temporäre Speicherreservoirs genutzt werden, um Spitzenströme bei Extremereignissen einzudämmen. Nach diesem Plan kann die für landwirtschaftliche Zwecke unter normalen Bedingungen genutzte Fläche schließlich (vorsätzlich und unter kontrollierten Bedingungen) überschwemmt und zur vorübergehenden Rückhaltung von Überschwemmungsgewässern im Notfall genutzt werden. Dieses System wurde entwickelt, um die Deiche zu ergänzen, um mit Überschwemmungen mit einer Rückkehrzeit von 100 Jahren oder höher fertig zu werden. Es ermöglicht das Puffern bei extremen Niederschlagsereignissen und die Verringerung der Ausbreitung von Hochwasserwellen mit konsistenten positiven Auswirkungen auf die Eindämmung des Hochwasserrisikos. Ein Mechanismus des wirtschaftlichen Ausgleichs für die Landwirte, die am Bau von Wasserspeichern beteiligt sind, wurde eingeführt. Die Entschädigung setzt sich aus zwei Posten zusammen: eine einmalige Ausgleichszahlung für alle mit der Regelung verbundenen Unannehmlichkeiten und Wertverluste sowie eine ereignisbedingte Schadensentschädigung, um mögliche wirtschaftliche Verluste aufgrund der Überschwemmungen der landwirtschaftlichen Fläche zu kompensieren. Das Hochwasserrisikominderungssystem, das auf der temporären Hochwasserspeicherung in landwirtschaftlichen Gebieten beruht, hat sich im Hinblick auf die Katastrophenvorsorge als äußerst wirksam erwiesen. Sie zeigte auch Kompromisse für die landwirtschaftliche Erzeugung der betroffenen Flächen auf, die mit der Ausgleichsregelung nicht vollständig wiedererlangt werden können.
Der erste Polder wurde 2009 eingeweiht, während alle anderen fünf geplanten temporären Stauseen in den folgenden Jahren (2010-2015) mit finanzieller Unterstützung sowohl aus nationalen als auch aus EU-Mitteln fertiggestellt wurden. Einer dieser Polder wurde bei einem Hochwasserereignis 2010 erfolgreich eingesetzt. Hydrologische Modellierungsergebnisse (Ungváriund Kis, 2022) zeigen, dass die gleichzeitige Verwendung von mehr als einem Polder für große Hochwasserereignisse die Risiken im Vergleich zur Verwendung eines einzigen Polders weiter mindert. Die gleiche Studie legt nahe, dass das Hinzufügen von mehr Poldern zum derzeitigen System wirksam sein kann, um Risiken mit einem akzeptablen Investitionskostenbereich zu reduzieren.
Relevanz
Der Fall wurde als Maßnahme zur Anpassung an den Klimawandel entwickelt, umgesetzt und teilweise finanziert.
Zusätzliche Details
Stakeholderbeteiligung
Der ursprüngliche Zweck des Plans war die Einbeziehung einer breiten, multidisziplinären und sektorübergreifenden Beteiligung an der Strategieplanung. Dies wurde in der Umsetzungsphase noch nicht vollständig erreicht (Sendzimir und Magnuszewski, 2008). Das Hochwasserminderungsprojekt wurde mit einem Ansatz konzipiert, der darauf abzielt, die Menge der zu beteiligenden landwirtschaftlichen Flächen zu minimieren. Auf diese Weise versuchten die politischen Entscheidungsträger, mögliche Konflikte mit Landwirten und Grundbesitzern zu minimieren, die ein Hindernis für die Entwicklung des Projekts darstellen könnten. Die Planung und Umsetzung des Plans und die Regeln für den Betrieb der Stauseen wurden von der Zentralregierung (nationale Ebene) vorgenommen. Die Regierung identifizierte auch die am besten geeigneten Standorte für den Bau der Hochwasserspeicher. Landwirte und Grundeigentümer, die nicht ordnungsgemäß an der Gestaltung der Strategie beteiligt waren, wurden gebeten, die Entscheidung der Regierung (die einen wirtschaftlichen Ausgleich für die potenziellen Verluste zu erhalten) zu akzeptieren oder der Enteignung ihres Landes zur öffentlichen Nutzung zu unterwerfen. In diesem zweiten Fall wurde nach Angaben der befragten Grundbesitzer der von der Regierung gezahlte Betrag als mit dem Marktwert vereinbar angesehen.
Dieser Fall wurde im Rahmen des vom RP7 geförderten Projekts EPI-Water, Evaluating Economic Policy Instruments for Sustainable Water Management in Europe, analysiert. Im Rahmen dieses Projekts wurde eine Ausgleichsregelung konzipiert, die den Anforderungen des Agrarsektors und den Bedürfnissen der Regierung besser gerecht werden kann.
Für das EPI-Water-Projekt wurde die Beteiligung der Interessenträger als entscheidend erachtet. Grundeigentümer und Landwirte, die in den überschwemmbaren Gebieten tätig sind, sowie Vertreter der regionalen Wasserdirektion waren an der Entwicklung einer Ausgleichsregelung beteiligt, die die Verluste des Agrarsektors gerechter ausgleichen konnte. Die im Rahmen des EPI-Wasserprojekts durchgeführte Analyse schlug den Landwirten und der Regierung ein wirtschaftspolitisches Instrument vor, das auf einer an die Landwirte gezahlten Pauschalgebühr zuzüglich einer Entschädigung bei Überschwemmungen beruht. Nach den Projektergebnissen hätte diese Regelung, die nicht tatsächlich umgesetzt wurde, mehrere Vorteile:
- Verbesserung des finanziellen Ausgleichs der Landwirte durch eine Regelung, die als transparenter und gerechter angesehen werden könnte, wodurch die Akzeptanz der Hochwassermanagementstrategie in der Öffentlichkeit erhöht wird;
- Anreize für die Landwirte, den Wert, der Überschwemmungen ausgesetzt ist, zu verringern. Dies könnte durch eine andere Nutzung der überschwemmbaren Flächen erreicht werden, wodurch der Wert der gefährdeten Kultur im Reservoir gesenkt wird. Dies würde die gesamte Regelung auf lange Sicht billiger machen;
Die während des Forschungsprojekts durchgeführten Konsultationen der Interessenträger ergaben, dass die beteiligten Parteien unterschiedliche Interessen hatten: die Vertreter der Regierung sprachen sich für Änderungen aus, die darauf abzielen, die Regelung zu verbessern, während die Landwirte aufgrund ihrer spezifischen wirtschaftlichen Bedingungen gemischte Meinungen hatten. Allerdings äußerten sich beide Parteien aus unterschiedlichen Gründen skeptisch gegenüber der Tragfähigkeit und Durchsetzbarkeit langfristiger Vereinbarungen.
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
Die von der Regierung angenommene Strategie hat sich als äußerst wirksam im Hinblick auf die Eindämmung des Hochwasserrisikos erwiesen und ist skalierbar und flexibel genug, um die Unsicherheit künftiger Klimaprojektionen zu bewältigen. Die Rückhaltung von Hochwassergewässern in den identifizierten temporären Stauseen ist entscheidend für die Verringerung der Hochwasserfrequenz und -größe in den nachgelagerten Gebieten, mit erheblichen Vorteilen für die entlang des Flusses gelegenen Städte. Leider sind, wie in diesen Fällen häufig, nicht alle Beteiligten von der gewählten Lösung begeistert. Landwirte behaupten, dass ihre Ansichten und Perspektiven in dem Prozess, der die Regierung dazu brachte, ihr Land für die vorübergehende Hochwasserspeicherung zu nutzen, unzureichend berücksichtigt wurden. Grundbesitzer sind aufgerufen, ihr Eigentum für die Erbringung einer wichtigen Dienstleistung zu nutzen, aber sie waren nicht an der Gestaltung der Hochwassermanagementstrategie und der damit verbundenen Betriebsregeln beteiligt. Diese Tatsache beschränkte die Akzeptanz der Maßnahme durch mehrere Interessenträger, was den Erfolg der Initiative behinderte.
In der Tat zeigte die derzeitige Regelung die Existenz mehrerer Probleme, wodurch die Nutzung der Reservoirs für die Regierung teuer wurde und gleichzeitig Landwirte und Grundbesitzer unzufrieden blieben. Zu den einschränkenden Faktoren gehörten die folgenden ungelösten Probleme im Zusammenhang mit der Entschädigungsregelung:
- Die Entschädigung ist im Vergleich zur tatsächlichen Höhe des Schadens nicht ausreichend. Es kompensiert die Ertragsverluste, berücksichtigt aber nicht die Bodensanierung und die finanziellen Folgen aufgrund der Unterbrechung des saisonalen Produktionszyklus. Diese zusätzlichen Kosten sind besonders für hochwertige Anbauarten von Bedeutung.
- Lange Bearbeitungszeit, in einigen Fällen bis zu einem Jahr, damit der Kompensationsprozess abgeschlossen werden kann.
- Hohe Unvorhersehbarkeit der Ausgleichsregelung im Laufe der Zeit, mit potenziell hohen Auswirkungen auf den nationalen Finanzhaushalt.
Eine zunehmende Häufigkeit künftiger Überschwemmungen, die von den hydrologischen Modellen projiziert werden, dürfte die Höhe der Schäden für den Agrarsektor erhöhen. Dies könnte die ohnehin schon heikle Debatte zwischen lokalen Landwirten und der Regierung verschärfen und den Widerstand gegen den Bau neuer Schutzgebiete verstärken.
Kosten und Nutzen
Der Einsatz von Poldersystemen bietet viele Vorteile in Bezug auf die Hochwasserrisikominderung. Die Lösung ist leicht skalierbar und flexibel (Aktivierung eines einzelnen Polders oder einer unterschiedlichen Kombination von zwei oder mehr Poldern), in der Lage, der breiten Bandbreite der Unsicherheit zu begegnen, die zukünftige Projektionen von extremen Hochwasserereignissen beinhaltet.
Die gewählte Lösung führte zu Gesamtkosten von rund 260 Millionen Euro. Die Strategie wurde mit dem Beitrag des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und des Kohäsionsfonds umgesetzt.
Es wurden mehrere Analysen durchgeführt, um Kosten und Nutzen der gewählten Hochwasserminderungsstrategie zu bewerten. Die Ergebnisse einer umfassenden Ex-post-Kosten-Nutzen-Analyse (Koncsos 2006) zeigten, dass das implementierte Szenario mit 6 Reservoirs und keiner Änderung des bestehenden Deichsystems das Risiko im Vergleich zum Ausgangswert erheblich reduziert (keine Intervention). Es stellt einen Kompromiss zwischen Effizienz bei der Risikominderung und relativ niedrigen anfänglichen Investitionskosten dar. Aus der Szenarioanalyse geht auch hervor, dass weitere Investitionen in Hochwasserschutzinfrastrukturen wirtschaftlich gerechtfertigt sind.
Eine im Jahr 2022 durchgeführte aktuelle Kosten-Nutzen-Analyse (Ungváriund Kis, 2022) ergab, dass die Nutzung der meisten Stauseen auch bei Überschwemmungen mit einer Rücklaufzeit von 20-30 Jahren wirtschaftlich gerechtfertigt ist. Daher wären die meisten Reservoirs vorteilhaft, selbst wenn sie mit einer höheren Frequenz als die ursprünglich geplanten (100-Jahres-Ereignisse) verwendet würden. Es geht jedoch darum, die derzeitige Landnutzung (mit besonderem Bezug auf die Landwirtschaft) aufrechtzuerhalten oder langfristig (in Richtung eines Waldgebiets) anzupassen, um eine neue und häufigere Nutzung von Poldern als Hochwasserreservoirs aufzunehmen.
Rechtliche Aspekte
Die konzipierten Hochwasserschutzstrategien sollen in einen umfassenderen Prozess der regionalen Entwicklung integriert werden. Sie sah groß angelegte Landschafts- und soziale Rehabilitationsbemühungen vor. Diese Maßnahmen sollten mit der Wiederherstellung des natürlichen Ökosystems der Region kombiniert werden, die durch ein komplexes System von Feuchtgebieten gekennzeichnet ist.
Die Lösung für die Einrichtung der temporären Hochwasserrückhaltegebiete steht im Einklang mit den Anforderungen des EU-Wasserrahmens und der Hochwasserrichtlinie. Die Intervention verfolgt eine Hochwasserminderungsstrategie, die den natürlichen Ökosystemen und der natürlichen Hydrodynamik Rechnung trägt. Da jedoch ein großer Teil des Flusseinzugsgebiets Tisza der Landwirtschaft gewidmet ist, ergeben sich weitere Einschränkungen aus der Umsetzung der gemeinsamen Agrarpolitik und ihres Systems von Absenkungen, die die Entscheidungen der Grundeigentümer beeinflussen.
Die Ausgleichsregelungen für Landwirte werden durch einen Rechtsakt eingeführt. Seine Umsetzung ließ jedoch erhebliche Unsicherheiten in Bezug auf den landwirtschaftlichen Produktionsprozess auf, wodurch die direkten Kosten sowie die Opportunitätskosten für die Landwirte erhöht wurden.
Umsetzungszeitraum
Die Hochwasserschutzstrategie mit der Realisierung von sechs Wasserrückhaltegebieten wurde im Zeitraum 2009-2015 umgesetzt. 2022 wurde ein zusätzliches Wasserrückhaltegebiet entlang des Flusses Tisza geschaffen.
Lebensdauer
Die Wasserrückhaltegebiete sollen mehr als 100 Jahre dauern.
Referenzinformationen
Kontakt
Gábor Ungvári
Corvinus University of Budapest
Regional Centre for Energy Policy Research
Tel.: +36 1 4827073
E-mail: gabor.ungvari@uni-corvinus.hu
András Kis
Corvinus University of Budapest
Regional Centre for Energy Policy Research.
Tel.: +36 1 4827073
E-mail: andras.kis2@uni-corvinus.hu
Attila Lovas
Middle Tisza District Water Directorate
H-5000 Szolnok, Boldog Sándor I. krt. 4.
Tel.: +36 30 2797727
E-mail: lovas.attila@kotivizig.hu
Generic e-mail: tiszaoffice@kotivizig.hu
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Referenz
Veröffentlicht in Climate-ADAPT Sep 28 2022 - Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Apr 18 2024
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Erstellt von:
Ghita BizauGeprüft von:
Eugen Tripon
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