4.6
Schiffbarkeit der Binnenschifffahrtsstraßen „Extremwetterphasen beeinträchtigen die Binnenschifffahrt am Niederrhein“
Jahr195019511952195319541955195619571958195919601961196219631964196519661967196819691970197119721973197419751976197719781979198019811982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021
Köln53080276107412723708010956113813213561413422318756262545374912201112
Rees8111997280108012215802010847447818213371415392124959171544295012601513
Ruhrort400551901060126268860119551258423143472014422321959242345396012831111
Jährlicher Höchstwert811199702806010804127268800008011956120584023000021035700201542230000249000059026000250450003960012831513
Mittelwerte der jährlichen Höchstwerte27,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,427,416,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,616,6

Anzahl an Tagen mit Beschränkungen der Abladetiefe am Niederrhein infolge von Niedrigwasser (Unterschreitung des gleichwertigen Wasserstandes (GIW)) im Zeitraum 1950-2021. Zusätzlich werden die Mittelwerte der Klimanormalperioden 1951-1980 und 1991-2020 dargestellt (Datengrundlage: Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)). Erklärvideo zu den Diagramm-Funktionen.

Jahr195019511952195319541955195619571958195919601961196219631964196519661967196819691970197119721973197419751976197719781979198019811982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018201920202021
Jährlicher Höchstwert (Marke I)151526017691840121703154220264350040140151821361940331512129324101036272205228132427267295603201131001402831718
Jährlicher Höchstwert (Marke II)025052070000000322013000000000508154001120200091001060545000000040000003004
Köln (Marke I)151526176918412173154220264354141518213619403315121293241010362722522813242726729563201131142831718
Köln (Marke II)255273221358154112291016545434
Ruhrort (Marke I)0245306000008230100000050510400315010001310008043500000070003005
Ruhrort (Marke II)00000000000000002300000000
Mittelwerte Jährliche Höchstwerte (Marke I)13,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,213,211,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,611,6
Mittelwerte Jährliche Höchstwerte (Marke II)1,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,51,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,61,6

Anzahl an Tagen mit Einschränkungen oder Sperrungen auf dem Niederrhein infolge von Hochwasser (Überschreitungen des Höchsten Schifffahrtwasserstandes (Marke I und Marke II, (HSW I und II)) im Zeitraum 1950-2021. Zusätzlich werden die Mittelwerte der Klimanormalperioden 1951-1980 und 1991-2020 dargestellt (Datengrundlage: Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)). Erklärvideo zu den Diagramm-Funktionen.

Datenstand 31.10.2020 (Hochwasser), 31.03.2021 (Niedrigwasser)
Messgröße Anzahl der Tage mit Sperrungen der Schifffahrt wegen Hochwasser (Überschreitung HSW I und II) und Beschränkungen der Abladetiefe (Unterschreitung GIW) auf dem Rhein
Räumliche Abdeckung Niederrhein (Pegel Köln, Rees und Ruhrort)
Datenquelle Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Fortschreibungsturnus jährlich
DPSIR-Indikator Impact

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.
 

Pegel in cm

Gleichwertiger Wasserstand (GIW)

Höchster Schifffahrtswasserstand Marke I (HSW I)

Höchster Schifffahrtswasserstand Marke II (HSW II)

Köln

139

620

830

Rees

120

nicht definiert

nicht definiert

Ruhrort

233

930

1130

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 Gößen kaum kein Unterschied vor.

Mittlere Anzahl der Unter-/Überschreitungen von GIW, HSW I und II in Tage

1951-1980

1961-1990

1971-2000

1981-2010

1991-2020

1992-2021

GIW Köln

22

18

13

10

16

15

GIW Rees

25

19

15

9

15

14

GIW Ruhrort

24

21

16

10

16

15

GIW Höchstwert

27

22

17

10

16

15

HSW I Köln

13

16

15

14

12

-

HSW I Ruhrort

2

2

3

3

2

-

HSW I Höchstwert

13

16

15

14

12

-

HSW II Köln

2

2

3

3

2

-

HSW II Ruhrort

0

0

0

0

0

-

HSW II Höchstwert

2

2

3

3

2

-


Die Anzahl der Tage, an denen die Schiffbarkeit des Niederrheins aufgrund von Niedrigwasser eingeschränkt ist, unterliegt großen Schwankungen. Die Zeitreihe 1950-2021 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 1972 und 1963 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.

Hochwasser bedingte 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, Hochwasser bedingten Sperrung des Rheins kam es gehäuft in den 1980er Jahren, des Weiteren traten ähnlich hohe Werte 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 1950-2021 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 7 Tage, für Rees eine Abnahme um 8 Tage und für Ruhrort einen Rückgang um 12 Tage.

Für die Überschreitung des HSW I und II zeigt nur der Pegel Ruhrort für den Zeitraum ab 1991 bei der Überschreitung der HSW II einen signifikanten Trend: auch hier wird 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.
 

Mittlere Anzahl der Unterschreitungen von GIW in Tage

Köln

Rees

Ruhrort

 

Mittelwert

Trend

Änderung

Mittelwert

Trend

Änderung

Mittelwert

Trend

Änderung

1950-2021

17

 

-

18

 

-

18

 

-

1961-2021

17

 

-7

17

 

-8

18

 

-12

1991-2021

15

 

-

15

 

-

16

 

-

 

Mittlere Anzahl der Überschreitung von HSW I und II in Tagen

Köln HSW I

Ruhrort HSW I

Köln HSW II

Ruhrort HSW II

 

Mittelwert

Trend

Änderung

Mittelwert

Trend

Änderung

Mittelwert

Trend

Änderung

Mittelwert

Trend

Änderung

1950-2020

13

 

-

2

 

-

2

 

-

0

 

-

1961-2020

14

 

-

2

 

-

2

 

-

0

 

-

1991-2020

12

 

-

2

 

-

2

 

-

0

 

-1

Trendbeschreibung

 

  steigender Trend
  fallender Trend
  Trend mit Trendumkehr: zuerst fallend, dann steigend
  Trend mit Trendumkehr: zuerst steigend, dann fallend
  fallender quadratischer Trend
  kein Trend

 

Trendbewertung

 

günstige Entwicklung
     
     

 

ungünstige Entwicklung
     
     

 

keine Bewertung der Entwicklung möglich oder gleichzeitig günstige und ungünstige Entwicklungsaspekte vorhanden