Archäohydrologische Datenaufnahme, Rekonstruktion und Modellierung am Karlsgraben

Johannes Schmidt ^a, Christoph Zielhofer ^a, Kai Wellbrock ^b, Lukas Werther ^c

^a Institut für Geographie, Universität Leipzig
^b Fachhochschule Lübeck
^c Ur- und Frühgeschichtliche Archäologie, Friedrich-Schiller-Universität Jena

Projekthomepage: http://geographie.physgeo.uni-leipzig.de/phygeo/forschung/forschung-fossa-carolina/

Die europäische Hauptwasserscheide teilt die Einzugsgebiete des Rhein-Main-Systems und der Donau. Im Frühmittelalter stellte die Binnenschifffahrt eines der wichtigsten Transportsysteme in Europa dar. Der Bau des Karlsgrabens als künstlicher Kanal zur Verbindung der beiden Entwässerungssysteme war zur Zeit Karls des Großen ein wichtiger Schritt zur Vereinfachung des Personen- und Warentransports. Der Karlsgraben, auch bekannt als Fossa Carolina, ist von hoher geostrategischer Relevanz im Frühmittelalter. Ergebnisse aus der ersten Phase des DFG-Schwerpunktprogramms 1630 zeigen, dass der Kanal vermutlich als Scheitelkanal mit Weihertreppen konstruiert wurde. Neben der Rekonstruktion der Bauweise und dem Verlauf des Kanals ist die hydrologische Machbarkeit des Bauensembles von großer Wichtigkeit. Die zentrale Fragestellung lautet dabei: „Unter welchen hydrologischen Rahmenbedingungen kann die Wasserscheide des Karlsgrabens mithilfe eines Scheitelkanals überwunden werden?“. Hier präsentieren wir das Untersuchungsdesign der avisierten archäohydrologischen Datenaufnahme, Rekonstruktion und Modellierung am Karlsgraben. Aufbauend auf der primären hydro(geo)logischen und geomorphologischen Bestandsaufnahme des Bauwerks sind ein archäohydrologisches Modell sowie eine numerische Modellierung geplant. Das archäohydrologische Modell schätzt dabei das Wasserdargebot für die Scheitelhaltung aus dem Oberflächenabfluss und dem Grundwasserzustrom ab. Damit ist eine qualitative Prüfung des Kanals als Schifffahrtsweg möglich. Die numerische Modellierung hingegen zielt dabei auf Fließverhältnisse bei einem Schleusungsvorgang ab. Die erforderlichen Daten, wie ein hochaufgelöstes Geländemodell, Kanalquer- und längsschnitte, sowie Angaben zur Landnutzung sowie Boden- bzw. Sedimentbeschaffenheit liegen teilweise bereits vor. Im quellnahen Gebiet der Rezat dient der Malmkarst der südlichen Frankenalb als Hauptaquifer. Flussabwärts dominieren hauptsächlich quartäre Terrassensande und –schotter. Eine Separation der Grundwasserabflusskomponenten erfolgt über die Messung stabiler Umweltisotope und durch hydrogeochemischer Analysen. Die hydrologische Modellierung wird Aufschluss über die wasserbauliche Machbarkeit des Kanals geben und die Interpretation des gesamten Bauwerks maßgeblich beeinflussen.