Binnengewässer und Bundeswasserstrassen: Überblick über Seen, Flüsse und Kanäle

Wer Wasserqualität und Schiffbarkeit der deutschen Binnengewässer gewährleisten möchte, muss sie ständig monitoren. Die Dynamik von Wasser und Wetter führt häufig zu Veränderungen. Die zuständigen Behörden wie Wasserstraßen- und Schifffahrtsämter oder Landesumweltämter können aber natürlich nicht immer überall Wasserproben nehmen und im Labor analysieren oder beispielsweise den Uferbewuchs im Blick behalten. Immerhin ist allein das deutsche Binnenwasserstraßennetz über 7.300 Kilometer lang – rund 75 Prozent davon sind Flüsse, der Rest sind Schifffahrtskanäle. Darüber hinaus gibt es hierzulande mehr als 290.000 stehende Gewässer.

Erfassung von Trübung und Chlorophyll

Um sich einen Überblick über die Situation zu verschaffen, sind daher Satellitenaufnahmen von großem Wert. Sie ermöglichen es den Zustand der Gewässer und der Uferbereiche großflächig zu erfassen. Anhand des von Satelliten gemessenen Lichtspektrums eines Wasserkörpers lassen sich beispielsweise Trübung oder erhöhte Chlorophyllwerte feststellen. Letztere können auf eine Algenblüte hindeuten – einschließlich möglicher Beeinträchtigungen des ökologischen Gleichgewichts und der Eignung als Badegewässer.

Indikatives Monitoring

Satellitenbilder helfen zu erkennen, wo Veränderungen stattfinden und wo es sich lohnt, ein Team vor Ort zu schicken, um genauere Analysen durchzuführen. Fachleute nennen das „indikatives Monitoring“. Mit Satelliten sind aber nicht nur qualitative Erhebungen möglich – also die Feststellung eines veränderten Chlorophyllwertes – sondern auch die Bestimmung absoluter Werte. Die Genauigkeit eines so erhaltenen Messwertes ist jedoch nicht so hoch wie bei Messungen direkt am Gewässer (in-situ). Für präzise Angaben sind daher Erhebungen vor Ort erforderlich.
Darüber hinaus ermöglichen Satelliten auch bei Hoch- und Niedrigwasser einen Überblick über die Ausdehnung von Gewässern, wobei die räumliche Auflösung der Sentinel-2-Daten mit 10 Metern vor allem Aussagen über größere Gewässer zulässt.

Berichterstattung für die Wasserrahmenrichtlinie

Auch die wasserwirtschaftliche Praxis interessiert sich zunehmend für die „Helfer“ aus dem All: Fernerkundung unterstützt die zuständigen Behörden im Gewässermanagement durch eine flächendeckende Erfassung und Bewertung von Binnengewässern. Anwendungsnahe Projekte haben bereits viele Einsatzmöglichkeiten aufgezeigt, wie beispielsweise für die Erfassung von Chlorophyll, Trübung oder die Abgrenzung von Wasserkörpern. Zudem arbeiten europaweit Behörden an der Frage, wie die so gewonnen Daten zum Beispiel als Grundlage für die Berichterstattung der EU-Mitgliedsländer für die Wasserrahmenrichtlinie verwendet werden können.

Datenzugang

Wichtig für die Nutzung von Satellitenmessdaten ist die Kontinuität der Datenreihen und eine gesicherte Verfügbarkeit. Die für Binnengewässer am häufigsten genutzten Satelliten des Copernicus-Programms sind Sentinel-2A und -2B, die bereits seit 2015 bzw. 2017 im Erdorbit kreisen und kontinuierlich Daten liefern. Ihre Nachfolger Sentinel-2C und -2D schließen sich seit 2024 bzw. ab 2028 nahtlos an. Eine zunehmende Zahl von Produkten wird in Diensten aufbereitet zur Verfügung gestellt. Einige Copernicus-Dienste enthalten auch zugekaufte Informationen von kommerziellen Satellitenmissionen, wie etwa der Datensatz „riparian zones“. Er klassifiziert Flussufer und ist Bestandteil des Copernicus Landdienstes.

Verfügbar sind die Copernicus-Daten auf verschiedenen Online-Plattformen wie etwa CODE-DE oder auf dem Copernicus Dataspace Ecosystem.

Unterstützung aus dem Copernicus Fachnetzwerk

Zur fachlichen Unterstützung wurde das nationale Copernicus Fachnetzwerk eingerichtet. Es besteht aus Fachkoordinatorinnen und Fachkoordinatoren, Fachexpertinnen und Fachexperten sowie den Copernicus Netzwerkbüros.

Der Copernicus Fachexperte für den Bereich Binnengewässer und Bundeswasserstrassen wird von der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) gestellt. Wer zu Anwendungen oder Ansätzen zur Nutzung Fragen hat, kann sich an die Beratungsstelle Fernerkundung der BfG wenden.