Ständig in Bewegung: Flusspegel in Deutschland

Veränderungen des Wasserstands von Fließgewässern wie Bächen und Flüssen sind oft mit bloßem Auge erkennbar. Diese Bewegungen der Wasserstände sind abhängig von Faktoren wie Regen, Gezeiten oder Schneeschmelzen. Pegel helfen uns, diese ständige Bewegung kontinuierlich zu erfassen und zu bewerten. Das ist wichtig, da die Wasserstände sowohl für Mensch als auch für die Natur von großer Bedeutung sind. 

Die meisten Pegel werden von Behörden betrieben. Aber auch zivilgesellschaftliche und wissenschaftliche Projekte engagieren sich, um besonders an kleineren Flüssen und Bächen Messdaten zu erfassen. Damit tragen sie dazu bei, ein möglichst umfassendes Messnetz aufzubauen.

Messdaten zu Flusspegeln

Pegeldaten werden heutzutage meist digital aufgezeichnet und übertragen. Auf umwelt.info haben wir bisher gut 11.000 Pegelmessstellen in Deutschland und deren Daten auffindbar gemacht.

Die kontinuierliche Messung des Wasserstands und die Dokumentation der Messdaten erfüllen viele wichtige Funktionen: Einer der Hauptgründe für die Messung von Flusspegeln ist der Schutz vor Hochwasser. Durch eine kontinuierliche Überwachung der Wasserstände können beispielsweise rechtzeitige Evakuierungen und präventive Maßnahmen eingeleitet werden. Die aktuellen Daten finden Sie auf den Hochwasserportalen der jeweiligen Bundesländer oder in einer zentralen Übersicht auf dem länderübergreifenden Hochwasserportal (LHP).

Auch für den sicheren Schiffsverkehr ist das Wissen um die Wasserstände eine Grundvoraussetzung. Hieraus ergeben sich Lademengen oder die Durchfahrtshöhen an Brücken. Niedrigwasserphasen in Trockenzeiten können den Schiffsverkehr zusätzlich stark beeinträchtigen. Die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes betreibt zur Übersicht über die Wasserstraßen in Deutschland das Portal PegelOnline. 

In Anbetracht der fortschreitenden globalen Erwärmung kommt der Erfassung von Pegelständen eine weitere zunehmende Bedeutung zu. So hebt der Wissenschaftliche Beirat der Bundesregierung Globale Umweltveränderungen in seinem aktuellen Bericht Wasser in einer aufgeheizten Welt die Notwendigkeit eines verbesserten Informationsangebots zur Bewertung von Wasserrisiken hervor und weist auf die Bedeutung der Verfügbarkeit von tagesaktuellen Daten in Bezug auf lokale Wasseraufkommen hin.

Messreihen der Pegelstände, die an einigen Stellen bereits über fast 300 Jahre dokumentiert werden, stellen für die Wissenschaft besonders wertvolle Daten dar. Für die Erforschung von Klimaveränderungen können beispielsweise außergewöhnlich niedrige oder hohe Pegelstände in einem größeren Zusammenhang mit weiteren Faktoren betrachtet werden. Langfristige Datenreihen können Wissenschaftler*innen helfen Trends zu erkennen und Modelle zur Vorhersage zu entwickeln.

Die kontinuierliche und präzise Messung der Flusspegel ist somit unverzichtbarer Bestandteil des Umwelt- und Katastrophenschutzes, der Wasserwirtschaft und der Klimafolgenforschung in Deutschland. Der freie Zugang zu diesen Daten ermöglicht es, den unterschiedlichen Interessengruppen ihre jeweiligen Fragestellungen zu beantworten.

Nachnutzung von Daten und Skripten

Sie möchten unsere grafischen Auswertungen und Daten gerne reproduzieren, nachnutzen oder eigene Aspekte untersuchen?

Dann nutzen Sie gerne die entsprechenden Skripte als Python- bzw. R-Datei aus unserem GitLab-Repository. Dazu klonen Sie einfach das Repositorium Data-Stories. Der Ordner River Analysis enthält alle Skripte die für diesen Artikel genutzt wurden. So können Sie zum Beispiel unsere Skripte nutzen (für Python und R), um die Flusspegeldaten der Messstellen, dort wo sie maschinenlesbar vorliegen, automatisiert herunterzuladen. Das Skript ermöglicht den Download bundesweit verfügbarer Daten, welche durch die Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt über das Portal PegelOnline zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin bietet das Skript noch die Möglichkeit zusätzliche Pegel aus den Ländern Brandenburg, Hessen, Rheinland-Pfalz, Sachsen, Sachsen-Anhalt, sowie Schleswig-Holstein direkt herunterzuladen. 

Die beschreibenden Daten bezüglich der Flusspegelmessstellen in obenstehender Kartenabbildung stellen wir Ihnen bereits hier direkt zur Nachnutzung gerne zur Verfügung. Per Klick auf den Button „Download GeoJSON“ (unterhalb der Kartenabbildung) können Sie alle Einträge herunterladen, welche hier auf der Karte zu sehen sind. Die Karte wird nicht automatisch aktualisiert, Sie können den tagesaktuellen Stand allerdings mit dem zugehörigen Skript generieren.

Fluss ohne Grenzen

Flüsse machen nicht vor Ländergrenzen halt. Ihre Einzugsgebiete, also die Gebiete aus denen sie ihr Wasser beziehen, sind oft sehr groß und können sich ebenfalls über mehrere Länder erstrecken. Dazu zählen alle Zuflüsse und Verbindungen zum Grundwasser sowie die Küstengewässer, wenn der Fluss ins Meer mündet. Umso wichtiger ist die Abstimmung von Staaten und Bundesländern, wenn es um die Koordination und Umsetzung von Richtlinien wie der Wasserrahmenrichtlinie geht. Dafür werden die Flüsse mit ihren Einzugsgebieten in sogenannte Flussgebietseinheiten eingeteilt. Es gibt nationale Flussgebietseinheiten, wenn die Flüsse nur innerhalb eines Landes verlaufen und internationale Flussgebietseinheiten, wenn mehrere europäische Staaten involviert sind. 

Folgende Flussgebietseinheiten liegen teilweise oder ganz in Deutschland: Donau, Eider, Elbe, Ems, Maas, Oder, Rhein, Schlei/Trave, Warnow/Peene und Weser. Pegelstände werden nicht nur an den Hauptflüssen gemessen, sondern auch an Nebenflüssen und Bächen.

Unsere Grafik zeigt die Anzahl an Messstellen pro Flussgebietseinheit für die Quellen, die bereits auf umwelt.info erfasst wurden. Momentan umfasst dies die Informationsplattformen Global Runoff Data Centre, Undine und PegelOnline, sowie die Portale fast aller Bundesländer. Für weitere Bundesländer werden die zugehörigen Quellen sukzessive integriert und die Abbildung dementsprechend laufend aktualisiert.

Neben Portalen wie Undine, PegelOnline und den Landesportalen können Messdaten zu deutschen Flüssen für die Jahre 1951-2020 auch über den CAMELS-DE-Datensatz bezogen werden.

Datenverfügbarkeit von Pegelständen 

Pegel-Daten zu vergangenen Zeiträumen sind nur zum Teil öffentlich verfügbar. Viele Messpegeldaten besitzen eine offene Lizenz, wodurch diese Daten sich leichter nachnutzen lassen. So ist zum Beispiel ein großer Teil der Daten der Donau unter der Lizenz CC BY 4.0 veröffentlicht. Es gibt jedoch bei allen Flüssen auch Daten, die über keine offene Lizenz verfügen, was eine weitere Verwendung dieser Daten erschweren kann.

Rhein

Der Rhein entspringt in den Schweizer Alpen und durchfließt in Deutschland die Bundesländer Baden-Württemberg, Hessen, Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen auf einer Gesamtlänge von rund 865 km. Letztendlich mündet er bei Hoek van Holland in die Nordsee. Die Pegelstände werden von den zuständigen Hoch- und Niedrigwasserinformationsdiensten der genannten Bundesländer veröffentlicht. Auf umwelt.info sind bislang mehr als 2200 Messstellen entlang des Rheins verzeichnet. Im Rhein sind nur ca. 15% der Messstellendaten unter einer freien Lizenz verfügbar.

Donau

Die Donau entspringt in Deutschland und fließt durch die zwei Bundesländer Baden-Württemberg (auf einer Länge von knapp 200 km) und Bayern (auf rund 400 km). Die Pegelstände werden von den jeweiligen Informationszentren für Hoch- und Niedrigwasser der beiden Bundesländer veröffentlicht. Bisher sind fast 900 Messstellen in der Donau in Bayern und in Baden-Württemberg auf umwelt.info zu finden. Die Daten, die direkt in der Donau erhoben werden, sind dabei zum größten Teil unter eine offene Lizenz gestellt (siehe Abb. 1.). 

Elbe

Die Elbe entspringt in Tschechien und mündet in der Nordsee. Im Einzugsgebiet der Elbe liegen die zehn Bundesländer Bayern, Berlin, Brandenburg, Hamburg, Mecklenburg-Vorpommern, Niedersachsen, Sachsen, Sachsen-Anhalt, Schleswig-Holstein und Thüringen. 

Für die Elbe sind bisher über 1100 Pegelmessstellen auf umwelt.info verfügbar.  Weniger als die Hälfte dieser Daten steht jedoch zur Zeit unter eine offenen Lizenz.

Weser

Mit 452 km Länge ist die Weser der größte Fluss, der komplett in Deutschland liegt. Es kommt immer wieder zu Überschwemmungen, was ein enges Messnetz notwendig macht. Im Moment, sind bei umwelt.info knapp 800 Messstellen auffindbar. Davon sind weniger als die Hälfte der Daten unter einer freien Lizenz verfügbar.

Zivilgesellschaftliche und wissenschaftliche Projekte zu Pegelmessungen

Neben den behördlichen Pegelmessungen gibt es auch eine Reihe von zivilgesellschaftlichen und wissenschaftlichen Projekten, die Daten zu Pegelständen erfassen. Das Citizen Science-Projekt FLOW hat unter anderem das Ziel, den Gewässerzustand kleiner Bäche in Deutschland zu erforschen, um bestehende Wissenslücken zu schließen. Dabei werden grundlegende Daten wie die Profiltiefe des Bachbetts erhoben. 

Auch eine Reihe von regionalen Projekten beschäftigen sich mit Pegelmessungen. Das bürgerwissenschaftliche Projekt LassWissen im Naturpark Niederlausitzer Heidelandschaft setzt sich beispielsweise mit den Folgen der nachbergbaulichen Landschaftsentwicklung in der Region auseinander. Über eine App können Daten wie Pegeländerungen direkt gemeldet werden. Des Weiteren gibt es an der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg das Projekt Guerilla Sensing, welches Interessierten die Möglichkeit bietet selbst Messungen von verschiedenen Umweltdaten durchzuführen.

Das aktuelle behördliche Messnetz überwacht vor allem die Pegelstände der großen Flüsse. Bei lokalen Hochwasserereignissen, wie zum Beispiel der Flutkatastrophe in Rheinland-Pfalz und Nordrhein-Westfalen im Juli 2021, sind es aber oft die kleineren Fließgewässer, die über die Ufer treten und großen Schaden verursachen. Hier setzt das Selbsthilfeprojekt „Bürger messen ihre Pegel selbst“ an. In Zusammenarbeit haben der Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier, der DRK-Kreisverband Vulkaneifel und engagierte Bürger*innen einen Pegelsensor an der Kyll installiert, dessen Daten nun über die Webseite messpegel.de abrufbar sind. 

Hinweise auf Projekte erwünscht

Haben Sie Feedback zum Artikel oder Ergänzungsvorschläge, zum Beispiel zu weiteren zivilgesellschaftlichen und wissenschaftlichen Projekten zu Pegelmessungen? Kontaktieren Sie uns gern. Wir binden stetig weitere Datenquellen an und machen diese damit über unsere Suche auffindbar. Dieser Artikel wird fortlaufend aktualisiert.