Schaden und damit zu einem möglichen Gesamtversagen des Bauwerks. Die Faktoren, die bei einem ungünstigen Aufeinandertreffen einen Schaden begünstigen können, sind in der Regel folgender Natur (Abbildung 5).
Meteorologie: Deichschäden entstehen meistens als Folge von Sturmfluten oder Hochwasserereignissen und der damit verbundenen Anhebung des Wasserstandes und der Dauer und Intensität der Wellen- bzw. Strömungsbelastung. Weiterhin führen starke Regenfälle zu einer zusätzlichen Durchweichung des Bodens. Bei sehr steilen Deichböschungen ist bereits ein starker Regenguss ausreichend, um die Binnenböschung ins Gleiten zu bringen. Eine lange Trockenzeit dagegen führt zu Spaltrissen im Deichboden, wodurch das Wasser leichter in den Deichboden eindringen kann. Auch eine lange Frostperiode greift die schützende Kleidecke an und macht diese rissig. Durch Risse in der Kleidecke wird die Infiltration begünstigt und Gleitfugen können wirksam werden (Schmierschicht!) (SCHÜTTRUMPF & OUMERACI 2002).
Deichgeometrie: Grundvoraussetzung für eine Beschädigung der Binnenböschung durch überlaufende Wellen ist eine nicht ausreichende Freibordhöhe und zu steile Böschungsneigungen, sodass das Wasser nicht schadlos abgeführt werden kann. Auch für die Außenböschung ist die Wahl der richtigen Neigung entscheidend für die Vermeidung von Ausschlägen. Generell wird die Verwendung flacher Böschungsneigungen (Seedeiche 1:n = 1:6, Flussdeiche 1:n = 1:3) empfohlen. Für die Neigung der Binnenböschung wird die Verwendung von 1:3 geneigten Böschungen empfohlen. Auch die Topographie des Deichvorlands (Schardeich, Vorlanddeich) hat indirekt über die Entwicklung des Seegangs einen Einfluss auf die Deichbelastung.
Deichboden: Für die Entwicklung eines Deichschadens ist die Beschaffenheit des Deichbodens verantwortlich. Trockenrisse infolge ungenügender Befestigung oder ein zu hoher Sandgehalt können zu einer starken Infiltration von Wasser führen. Auch nachträglich auf den Deich aufgebrachte Kleischichten rutschen bei extremer Belastung vom Deichkern ab, da in Spaltrisse eindringendes Wasser eine Schmierfläche zwischen Deichkern und neuer Kleischicht entstehen lässt.
Abbildung 5: Einflussfaktoren auf Deichschäden (Quelle: SCHÜTTRUMPF 2002)
Vegetation: Der Zustand der Grasdecke, insbesondere der Wurzelbeschaffenheit, beeinflusst das Widerstandsverhalten des Deiches maßgeblich und bildet häufig einen ersten Ansatzpunkt für einen Deichschaden. Wühltiere (Maulwürfe, Feldmäuse, Bisamratten, Kaninchen und Füchse) im Deich fressen an den Wurzeln und ermöglichen mit ihren Gängen ein Eindringen des Wassers und somit eine Durchweichung des Bodens. Ein weiterer Ansatzpunkt für Deichschäden sind Bäume im Deich, in deren Schatten weniger Gras wächst und die außerdem vom Wind gerüttelt werden, sodass der Boden gelockert wird. Vermodernde Wurzeln begünstigen ebenfalls die Infiltration von Wasser in den Deichkörper. Die Beweidung der Deiche durch Kühe, Schafe, Pferde oder Gänse führt zu Trittschäden an der Grassode und bei steilen Böschungen zu einer Umlagerung des Deichprofils. Auch die Pflanzenbeschaffenheit selber beeinflusst den Erosionswiderstand einer Böschungsoberfläche. Ein hoher Anteil an dikotylen Pflanzen (z. B. Distel, Wiesenkerbel, Pestwurz) schwächt infolge der großen Blätter die Wurzeldichte der Pflanzendecke.
Installationen: Dränrohre, Wasserleitungen, Kabel, Weidezäune, Masten, Treppen, Häuser im Deich, Bänke und Überfahrten bilden Ansatzpunkte für eine Erosion der Deichoberfläche, da es hier zu örtlich erhöhten Strömungsgeschwindigkeiten des überlaufenden Wassers kommt und die Pflanzendecke im Bereich dieser Objekte häufig geschwächt ist.
Unterhaltung: Fahrspuren und Trampelpfade sind die Hauptursache von Schäden an der Deichkrone. Auch eine mangelhafte Pflege der Grasdecke wie z. B. eine nicht geräumte Treibseldecke, die Schädlingen (Wühltieren) Unterschlupf bietet und die Unkrautbildung begünstigt, schwächt die Deichoberfläche. Selbst am Deich spielende Kinder können mit ihren Bauten den Deich beschädigen und schaffen damit Ansatzpunkte für größere Deichschäden.
Treibgut: Treibgut hat für die Belastung der Außenböschung eine hohe Bedeutung. Gegenstände werden bei schwerem Sturm losgerissen und treiben unkontrolliert im Wasser. Hierbei kann es sich z. B. um Treibholz, Bäume, Container, Fischerboote, Sportboote etc. handeln. Diese Objekte schädigen die Grasnarbe bzw. die Kleidecke und begünstigen somit die Wirkung der Wellen bzw. des Wasserstandes (Infiltration von der Außenböschung) (SCHÜTTRUMPF & OUMERACI 2002).
3 Im Detail: Bäume auf Deichen und Dämmen
3.1 Deichschäden infolge hölzerner Vegetation auf Deichen und Dämmen
Immer wieder werden Bäume als negativer Einflussfaktor bei Hochwasser oder Sturmflut und damit als Mitauslöser für Deichschäden identifiziert (Abbildung 6). Dokumentationen, z. B. der Schäden an Deichen während der Sturmflut vom 16./17. Februar 1962, zeigen Bäume als Gefährdung der Binnenböschung, da durch windinduzierte Bewegungen von Bäumen Bodenauflockerungen verursacht werden können und im Falle eines Baumversagens Löcher in der Deichoberfläche entstehen können (MELF 1962). Auf der Außenböschung wirken Bäume als Angriffspunkt für Erosion bei starker Strömung oder Wellenangriff (TRAEGER 1962). Weiterhin wurden Verschlechterungen der Grasnarbe infolge des Schattenwurfs der Bäume festgestellt (TRAEGER 1962). Diese Erfahrungen und Lehren aus vergangenen Hochwasserereignissen und Sturmfluten haben zu der heutigen Praxis geführt, Bäume und Sträucher auf Deichen weitgehend zu vermeiden, da sie eine Gefährdung der Sicherheit des Schutzbauwerks Deich darstellen.
Auch in jüngeren Jahren wurde von Deichschäden infolge von Baumsturz berichtet. Während des Sturmtiefs „Ela“ im Jahr 2014 stellten Bäume eine Gefahr für den Hochwasserschutz dar, da sie einen Angriffspunkt für Wind und Wasser bildeten. Konnten die Wurzeln keinen ausreichenden Halt gegen die angreifenden Kräfte bieten, so wurden die Bäume umgerissen und ließen große Löcher in der Deichoberfläche zurück.
Abbildung 6: Deichschaden infolge von Bäumen an einem Deich in Vietnam: Erhöhte Erosionserscheinungen im Bereich der Bäume mit Wurzelfreilegungen nach Überströmung
3.2 Bäume auf Deichen – Ja oder Nein?
Hölzerne Vegetation auf Deichen oder Dämmen ist nach wie vor ein umstrittenes Thema. Im Allgemeinen haben sich dichte Grasnarben zum Schutz der Oberfläche von Deichen und Dämmen bei milden bis mittleren Belastungen bewährt (EAK 2002). Durch natürliche Entwicklung oder menschliche Einflüsse können jedoch gelegentlich auch hölzerne Vegetationen in Form von waldähnlichen Beständen, Baumreihen oder einzelnen Bäumen auf Deichen und Dämmen auftreten (HASELSTEINER 2010b). Während hölzerne Vegetation ökologische Funktionen, z. B. Bereitstellung von Lebensräumen und Wasser-, Luft- und Temperaturverbesserungen sowie kulturelle, der Erholung dienende und ästhetische Funktionen bietet (KISSE & ELLEBRACHT 2015; ZANETTI et al. 2016), werden die Effekte auf die Deichsicherheit kontrovers diskutiert.
Gräser bewirken eine vergleichsweise flache Verwurzelung des Bodens, während Bäume und Sträucher ein tiefer reichendes Wurzelwerk aufweisen (GRAY 1995). Somit unterscheidet sich auch die Wirkung auf das Schutzbauwerk Deich. Durch die tieferen und stärkeren Wurzeln von Bäumen wird eine erhöhte (globale) Standfestigkeit erzeugt, während Gräser und Kräuter durch eine dichte Bodendeckung den Widerstand gegen Oberflächenerosion erhöhen (GRAY 1995; PFLUG & STÄHR
