Hochwasser als wichtiger Wirtschaftsfaktor

Hochwasser stärkt am Mekong-Delta die landwirtschaftliche Produktion. Feldstudien sollen helfen, die wertvollen Nährstoffeinträge zu optimieren.

Das Mekong-Delta ist bekannt für fruchtbare und ertragreiche Böden. Grund hierfür sind die zahlreichen Sedimente und Nährstoffe, die durch Hochwasser in diesem Gebiet abgelagert werden. Wissenschaftler vom Deutschen GeoForschungsZentrum und des vietnamesischen Southern Institute of Water Resources Research haben über sieben Jahre Feld- und Modellierungsstudien zur Ermittlung der Sedimentation und deren räumlicher Variabilität im Mekong-Delta durchgeführt.

Der Fluss Mekong entspringt im tibetischen Hochland im Himalaja-Gebirge, fließt von dort durch China, danach als Grenzfluss zwischen Laos, Myanmar und Thailand nach Kambodscha und Vietnam. Nach ca. 4.900 km mündet er stark verzweigt in einem Netz von Flussarmen ins Südchinesische Meer.

Das Mekong-Delta ist als Schwemmfächer entstanden, da der Fluss Sediment - im Wesentlichen Schluff und Ton (beides sehr feinkörniges Material) transportiert und dieses an der Meeresküste ablagert. Dadurch wuchs das Delta in der Vergangenheit immer weiter ins Meer hinein. Aktuell wird das Delta allerdings an den meisten Stellen als Folge eines erhöhten Meeresspiegels und einer reduzierten Sedimentfracht, die durch Staudämme im Einzugsgebiet bedingt ist, wieder abgetragen. Die Gebiete mit regelmäßigen Überflutungen umfassen eine Fläche von rund 30.000 km2 und sind somit nur wenig kleiner als Nordrhein-Westfalen.

Ablagerung nährstoffreicher Sedimente nach der Regenzeit
Während der Regenzeit werden Sedimente und Nährstoffe aus dem Einzugsgebiet ins Flusswasser eingetragen und im Südwesten Vietnams im Delta bei Hochwasser wieder abgelagert. Diese Kombination aus günstigem Substrat, Nährstoff- und Wasserangebot ist der Grund für die überaus hohe Fruchtbarkeit und landwirtschaftliche Produktion im Mekong-Delta. Für die Landwirtschaft und auch die Fischerei der Region ist folglich diese Sedimentfracht des Flusses bei Hochwasser ein wichtiger wirtschaftlicher Faktor.

Die Dynamik der Sedimentation und damit der Nährstoffeintrag auf den Überflutungsflächen wurden bislang allerdings nicht quantifiziert. Anhand eines hydrodynamischen Modells lassen sich die Menge der jährlichen Sedimentationsfracht in den verschiedenen Gebieten sowie Flüssen und Kanälen des Deltas ableiten. Auch die Menge des abgelagerten Sediments auf den Überflutungsflächen kann nun bestimmt werden. Für die Hochwasserperioden der Jahre 2009 bis 2011 wurde die Sedimentfracht mit Hilfe des Modells quantifiziert. Alle drei Jahre zeigen sehr unterschiedliche Sedimentationsraten, die die Intensität der jeweiligen Hochwasserereignisse direkt widerspiegeln. Während für das Jahr 2009 eher ein durchschnittliches Hochwasserereignis dokumentiert wird, weisen die Daten der beiden folgenden Jahre auf Extremereignisse hin. 2010 war das niedrigste Hochwasser innerhalb einer gemessenen 85-jährigen Zeitreihe, 2011 hingegen eines der drei größten Hochwasserereignisse innerhalb desselben Zeitraums.

Die Sedimentation, d.h. die Ablagerung von Schluff und Ton, im Mekong-Delta variiert räumlich sehr stark. Zusätzlich zur Ausprägung des Hochwassers sind naturräumliche Gegebenheiten wie das Gewässernetz und die Nähe zur Küste hierfür verantwortlich. Auch spielt der Einfluss der Gezeiten an den Küsten des Deltas eine wichtige Rolle bei der Sedimentablagerung.
So sind die Sedimentationsraten im westlichen Teil des Deltas (Long Xuyen Quadrangle) deutlich geringer als im vergleichsweise ähnlich tiefen und zeitlich gleichlang überschwemmten nordöstlichen Teils des Deltas (Plain of Reeds). Zurückgeführt wird dies auf die kürzere Distanz zur Küste im westlichen Gebiet und damit den starken Einfluss der Gezeiten auf die Ablagerung nährstoffreicher Schluffe und Tone auf den Überflutungsflächen. Zudem sammelt sich in diesem Gebiet das Sediment verstärkt in Gerinnen, also den netzartigen Zu- und Abflüssen innerhalb des Mekong-Deltas, an. Dies erfolgt auf Kosten der Sedimentationsrate auf den Überflutungsflächen.

Zusätzlich zu diesen großräumigen Unterschieden gibt es aber insbesondere im vietnamesischen Gebiet des Deltas noch wichtigere, kleinräumigere Variabilitäten, die auf den enormen Eingriff des Menschen in das Überflutungsregime zurückzuführen sind. So wurde in Ergänzung zu den tausenden Kilometern künstlicher Kanäle ein komplexes Netz aus Ringdeichen geschaffen, das die Überflutungsflächen in Kompartimente (Teilräume) unterteilt. Die Deiche sind unterschiedlich hoch und mit Schleusen und Pumpen unterschiedlichster Kapazität ausgestattet. Hinzu kommen verschiedene Bewirtschaftungssysteme, die sich im Wesentlichen in der Anzahl der Ernten pro Jahr unterscheiden. Aus dem Zusammenspiel dieser anthropogenen Faktoren ergibt sich ein sehr heterogenes, kleinräumiges Bild der Sedimentationsraten auf den Überflutungsflächen. So variiert der Nährstoffeintrag durch Sedimentation stark.

Mit den Messdaten und den darauf aufbauenden Simulationsergebnissen konnten nun erstmals der Sediment- und damit Nährstoffeintrag auf die Überflutungsflächen großmaßstäblich quantifiziert werden. Folglich können damit sogar die ökonomischen Vorteile der jährlichen Überflutungen quantifiziert werden. Werden statt zwei drei Ernten pro Jahr eingefahren, muss der ausbleibende natürliche Nährstoffeintrag durch künstlich erzeugten Dünger ausgeglichen werden, was den wirtschaftlichen Gewinn der zusätzlichen Ernte reduziert, da Düngemittel gekauft werden müssen.

Basierend auf den Projektergebnissen wurden Empfehlungen für eine gleichmäßige Sedimentation und damit einen stetigen Nährstoffeintrag im Delta erarbeitet. Hierfür muss eine besser koordinierte Steuerung der Schleusen und Pumpen zwischen den verantwortlichen Gemeinden und Kommunen erzielt werden.

Literatur- und Quellenhinweise:
N. V. Manh, N. V. Dung, N. N. Hung, B. Merz, and H. Apel: „Large-scale suspended sediment transport and sediment deposition in the Mekong Delta“,Hydrol. Earth Syst. Sci., 18, 3033-3053, 2014, doi:10.5194/hess-18-3033-2014

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