I Überblick und Zusammenfassung

Inhalt der Beweissicherung

Die Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe wurde durch die Beschlüsse der Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt -Außenstelle Nord- vom 22. Februar 1999 sowie des Amtes Strom- und Hafenbau vom 4. Februar 1999 planfestgestellt. Grundlage für die Genehmigung der Maßnahme waren u. a. die Ergebnisse einer Umweltverträglichkeitsuntersuchung (UVU), in der die erwarteten Wirkungen des Fahrrinnenausbaus auf die UVPG-Schutzgüter dargelegt wurden. Die prognostizierten Auswirkungen der Fahrrinnenanpassung bildeten die Basis für die Ermittlung des Eingriffsumfangs und der Bestimmung des zur Kompensation der Ausbaufolgen notwendigen Ausmaßes von ökologischen Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen.

Obwohl die Folgewirkungen des Fahrrinnenausbaus in der UVU eingehend und auf Grundlage modernster Methoden von einem interdisziplinären Gutachterteam ermittelt wurden, blieb angesichts der vielfältigen Wechselwirkungen zwischen biotischen und abiotischen Parametern im komplexen Ökosystem der Unter- und Außenelbe, die oftmals noch Gegenstand der Forschung sind, bezüglich des exakten Ausmaßes der Auswirkungen eine unvermeidbare Restunsicherheit. Diesem Umstand wurde in der UVU u. a. dadurch Rechnung getragen, dass bei der Ermittlung des Eingriffsumfangs grundsätzlich von "auf der sicheren Seite liegenden" worst-case-Prognosen ausgegangen wurde. Das in den Planfeststellungsbeschlüssen angeordnete Beweissicherungsprogramm dient vor diesem Hintergrund dazu, mögliche maßnahmenbedingte Überschreitungen des in der UVU festgestellten Eingriffsumfang zu ermitteln.

Die in den Planfeststellungsbeschlüssen enthaltenen Auflagen zur Beweissicherung betreffen sowohl abiotische Kenngrößen, wie z. B.

• Wasserstände,
• Strömungen,
• terrestrische sowie aquatische Topographie und
• Wassergüteparameter (Schwebstoffe, Sedimente, Sauerstoff)

als auch biotische Parameter, die sich auf die terrestrische und aquatische Flora und Fauna des Betrachtungsgebietes beziehen, wie z. B.

• Makrozoobenthos und
• Ufervegetation.

Die zu betrachtenden Parameter reagieren unterschiedlich schnell auf die durch die Fahrrinnenanpassung bedingten Veränderungen. Damit auch mögliche Langzeitfolgen des Fahrrinnenausbaus erfasst und dokumentiert werden können, ist für das Beweissicherungsprogramm zunächst ein Zeitraum von 10 bis 15 Jahren vorgesehen (abhängig von den jeweiligen Untersuchungsparametern).

Ein Großteil der im Zuge der Beweissicherung vorzunehmenden Untersuchungen betrifft das gesamte Untersuchungsgebiet der Umweltverträglichkeitsuntersuchung (UVU), d. h. die Tideelbe von Geesthacht bis zur Mündung, inklusiv aller tidebeeinflussten Nebenflüsse bis zur jeweiligen Tidegrenze, während einige Parameter nur in Teilen des Untersuchungsgebietes zu erheben sind.

Unabdingbare Voraussetzung für eine Erfassung möglicher Veränderungen der Umwelt ist in jedem Fall eine umfassende und detaillierte Aufnahme des IST-Zustands der o. a. biotischen und abiotischen Kenngrößen im Untersuchungsgebiet, wie sie sich vor der Durchführung des Fahrrinnenausbaus darstellten. Zum Teil konnte diesbezüglich auf die im Rahmen der Umweltverträglichkeitsuntersuchung in den Jahren 1992 bis 1998 erhobenen Umweltdaten zurückgegriffen werden, zum Teil mussten aber auch umfangreiche neue Erhebungen verschiedener Parameter vorgenommen werden.

Abb. I-1: Übersicht über das Untersuchungsgebiet der Beweissicherung mit den (ungefähren) Grenzen der Zuständigkeitsbereiche der beteiligten Ämter

Durchgeführte Baumaßnahmen

Im Zuge der Maßnahme "Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe" wurde die Fahrrinne zwischen der Deutschen Bucht und dem Hamburger Hafen für die Erfordernisse der Containerschifffahrt ausgebaut. Hergestellt wurden Fahrrinnentiefen zwischen 14,40 m unter Kartennull (KN) im zentralen Abschnitt der Unterelbe (sog. Sockelbereich) und 15,30 m bzw. 15,20 m unter KN an den Enden der Ausbaustrecke. Dieses Fahrrinnenlängsprofil ermöglicht heute einen tideunabhängigen Schiffsverkehr mit maximal 12,50 m Tiefgang und einen Maximaltiefgang von 13,50 m im tideabhängig von Hamburg auslaufenden Verkehr (Angaben jeweils bezogen auf Salzwasser).

Im Folgenden wird der zeitliche Verlauf der bisherigen Baumaßnahmen zur Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe in kurzer Form skizziert. Zu unterscheiden ist grundsätzlich zwischen den vergleichsweise geringfügigen Baggerarbeiten, die im Rahmen so genannter vorgezogener Teilmaßnahmen ausschließlich im Bereich der Bundesstrecke durchgeführt wurden, und den Hauptarbeiten zur Fahrrinnenanpassung, mit denen nach dem Vorliegen der beiden Planfeststellungsbeschlüsse begonnen wurde. Eine detaillierte Auflistung aller Baumaßnahmen beinhaltet die Baumaßnahmen-Datenbank auf der beiliegenden CD 2 (Materialien).

Bundesstrecke

Im Rahmen von vorgezogenen Teilmaßnahmen wurden zwischen Dezember 1997 und August 1998 auf der Bundesstrecke insgesamt rund 2 Mio m³ Boden gebaggert. Das Baggergut wurde im Strom umgelagert. Weiterhin wurden vorbereitende Arbeiten zur Anlage der Randschwellen der Baggergutablagerungsflächen (BAF) und des Baues des Spülfeldes Pagensand ausgeführt.

Die Baumaßnahmen zur endgültigen Fahrrinnenvertiefung wurden mit Vorlage der Planfeststellungsbeschlüsse vorbereitet. Am 16. März 1999 wurden die Nassbaggerarbeiten im Bereich der Bundesstrecke begonnen. Im Bereich des WSA Cuxhaven wurde der Boden auf Klappstellen und im Bereich des WSA Hamburg in Abhängigkeit von der Bodenart auf ein Spülfeld und in BAF verbracht. Die Freigabe der neuen Fahrrinnentiefen erfolgte am 14. Dezember 1999. Zwischen Februar und Ende Mai 2000 erfolgten Nachbearbeitungen im Bereich der Mergelbaggerstrecke vor Wedel. Bis Ende 2000 wurden noch Restbaggerungen an der Störkurve ausgeführt. Parallel hierzu erfolgen Baggerungen des morphologischen Nachlaufes. Die Arbeiten zur Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe auf der Bundesstrecke sind bis auf einige Restarbeiten (Deckwerks-, Buhnenbauten und Vorspülungen) und der abschließenden Umsetzung der Kompensationsmaßnahmen abgeschlossen. Die Ausbaubaggermenge betrug rund 14 Mio m³ (ohne Teilmaßnahmen). Die Baubaggermengen sind auf der beiliegenden CD 2 (Materialien) im Detail dokumentiert. Als Bauabschlusstermin wurde der Planfeststellungsbehörde der 30.11.2000 angezeigt. Dieser Termin ist damit gleichzeitig der Ausgangstermin für die zeitlichen Festlegungen zur Ausführung der Beweissicherungsmessungen, wie sie im Beschluss angeordnet wurden.

Im Hauptlaichgebiet der Finte (Elbe-km 646 bis 652) wurden während der Laichperiode (Mai bis Mitte Juni) keine Ausbaubaggerungen und Verklappungen auf der Baggergutablagerungsfläche Twielenfleth vorgenommen, so dass die in Abschnitt II.3.2.2.1b (fischereiliche Untersuchungen) des Planfeststellungsbeschlusses beschriebenen Anordnungen zur Beweissicherung nicht ausgeführt werden mussten.

Den Stand der Arbeiten, wie er sich heute darstellt, gibt die nachfolgende Tabelle I-1 wider.

Tab. I-1: Stand der Baumaßnahmen auf der Bundesstrecke

Baumaßnahme	Stand	Abgeschlossen am:
Nassbaggerarbeiten in der Fahrrinne	Abgeschlossen	Herbst 2000
Schutzauflage Hetlingen-Juelssand (Deckwerk)	Abgeschlossen	8.7.2002
Schutzauflage Steindeich-Bielenberg (Deckwerk)	Abgeschlossen	26.6.2001
Schutzauflage Hollerwettern-Brokdorf (Deckwerk)	Derzeit kein Bedarf für eine Fußsicherung. Ufer wird weiter beobachtet.
Schutzauflage Rosenweide (Deckwerk und Buhne)	Ausführung ist geplant für Sommer 2004
Schutzauflage Lühe-Wisch (Deckwerk)	Abschnitt I abgeschlossen. Abschnitt II wurde in Absprache mit dem Deichverband ausgesetzt, bis das Deckwerk zugänglich ist.	4.6.2002 (Abschnitt I)
Schutzauflage Krautsand (Ufervorspülung)	Ausführung ist geplant für Sommer 2004.
Schutzauflage Twielenfleth (Ufervorspülung)	Abgeschlossen	Januar/Februar 2002
Schutzauflage Kraftwerk Stade-Bützfleth (Ufervorspülung)	Abgeschlossen	Januar/Februar 2002
Schutzauflage Östlicher Hullen (Lahnungsbau)	Derzeit in Arbeit
Schutzauflage Hafen Otterndorf-Glameyer Stack (Ufervorspülung)	Abgeschlossen	Juni/Juli 2000

Delegationsstrecke

Der Baggerbeginn auf der Hamburger Delegationsstrecke erfolgte am 22. Februar 1999. Bis Dezember 1999 konnten die Vertiefungsarbeiten zwischen der Landesgrenze bei Tinsdal (km 638,9) und dem BAB-Elbtunnel (ca. km 626,6) abgeschlossen werden. Die Arbeiten zum Ausbau der restlichen Fahrrinnenstrecken stromauf des BAB-Elbtunnels (in den Köhlbrand und die Norderelbe hinein) waren eng mit den Arbeiten zur Errichtung der 4. Elbtunnelröhre sowie eines Schutzbauwerks für die Röhren 1 bis 3 des BAB-Elbtunnels verknüpft und erfolgten im zeitlichen Anschluss daran. Während der gebaggerte Sand für verschiedene Baumaßnahmen im Hamburger Hafen, unter anderem für die Geländeaufhöhung im Bereich des Containerterminals Altenwerder Verwendung fand, wurde der eiszeitliche Geschiebemergel in einer speziellen Klappgrube nördlich des Mühlenberger Lochs untergebracht.

Durchgeführte Messungen und bisherige Ergebnisse

Wie eingangs erwähnt, betreffen die in den Planfeststellungsbeschlüssen enthaltenen Auflagen zur Beweissicherung sowohl abiotische Kenngrößen (z. B. Wasserstände und Strömungen) als auch biotische Untersuchungsinhalte, die sich auf die terrestrische und aquatische Flora und Fauna des Betrachtungsgebietes beziehen.

Die Beweissicherung legt ihren Schwerpunkt auf solche Parameter, die am Beginn einer Wirkungskette stehen und einen möglichst direkten Bezug zu den unmittelbaren Eingriffsfolgen aufweisen. Die wichtigsten dieser in den Planfeststellungsbeschlüssen genannten "Primärparameter" sind die Tidewasserstände und die Topographie, die somit eine wichtige Grundlage für die Beweissicherung bilden. Nur für diese beiden Parameter wurden in den Planfeststellungsbeschlüssen auch "Schwellenwerte" definiert:

• In Bezug auf die Tidewasserstände wurde diesbezüglich anhand statistischer Rechenverfahren (Niemeyer, 1995) die Ermittlung der ausbaubedingten Wasserstandsänderungen aus den gemessenen Wasserstandsdaten vorgenommen. Sollte an einem oder mehreren Pegeln der jeweils definierte Schwellenwert überschritten werden, sind gemäß Planfeststellungsbeschluss "vom Vorhabensträger Neuberechnungen in wasserwirtschaftlichen, naturschutzfachlichen und landeskulturellen Bereichen zu veranlassen und Folgewirkungen zeitnah zu kompensieren oder auszugleichen" (siehe dazu Kap. III.1.1.1.1).
• Für den Parameter Topographie wurde als Schwellenwert eine ausbaubedingte Veränderung der Flächenverteilung von Watt, Flach- und Tiefwasser um jeweils >10 % (ggf. 5 %) im Untersuchungsgebiet festgelegt. Hinsichtlich der Vorlandbereiche (MThw-Linie bis Deichoberkante) wurde die Veränderungsschwelle auf >5 % festgelegt. Die Untersuchung der Veränderungen der Flächenverteilungen von Vorland, Watt, Flach- und Tiefwasser sollen gebietsorientiert vorgenommen werden, wobei als Gebiete die sieben Untersuchungsabschnitte der Umweltverträglichkeitsstudie vorgeschlagen wurden (siehe Abb.III.1.2.1.1.2-1). Die vergleichenden Untersuchungen sollen im 2., 6. und 10. Jahr nach Ausbauende vorgenommen werden (siehe dazu Kap. III.1.2.1.1.2).

Die bislang vorliegenden Erkenntnisse zu den ausbaubedingten Änderungen der wichtigsten Beweissicherungsparameter lassen sich wie folgt zusammenfassen:

Tidewasserstände

Der Wasserstand ist erfahrungsgemäß die Kenngröße, die am besten nachweisbar auf eine durch Fahrrinnenvertiefung veränderte Flusstopographie reagiert. Ohnehin kommt den hydrologischen Kenngrößen in Bezug auf die Beweissicherung eine wichtige Bedeutung zu, da die Lebensraumbedingungen im Naturraum Unterelbe mittelbar oder unmittelbar von den hydrologischen Verhältnissen mit ihren Schwankungen geprägt werden. Diese bilden insofern die Grundlagen und Rahmenbedingungen für den Zustand und die Entwicklung der Umwelt. Größere und nachhaltige Änderungen der hydrologischen Randbedingungen, insbesondere der Wasserstände, können unter Umständen den Bestand und die Entwicklung der Tier- und Pflanzenwelt dieses Raumes beeinflussen. In der UVU zur Fahrrinnenanpassung wurde die prognostizierte ausbaubedingte Erhöhung des mittleren Tidehochwassers aufgrund des damit verbundenen Risikos einer Beeinträchtigung empfindlicher ufernaher Biotope als ein wichtiger ökologischer Wirkfaktor beschrieben. In einem vereinfachten Modell wurde bei einer prognostizierten Erhöhung des lokalen Tidehochwassers um (beispielsweise) 2 bis 3 cm pauschal eine flächenmäßige Beeinträchtigung von 3,5 % für ufernahe Biotoptypen (Auwald, Auengebüsch, Röhricht) angenommen. Diese Annahme basiert auf der Tatsache, dass eine Verlagerung des Ufervegetationsgürtels landseitig nicht möglich ist, da dort meist Begrenzungen bestehen (Deich, bewirtschaftete Flächen, Randgräben etc.), die dies nicht zulassen.

In der UVU wurden die relativ stärksten ausbaubedingten Wasserstandsänderungen für den Hamburger Elbabschnitt vorhergesagt. Nach den Prognosen war hier mit einem Anstieg des mittleren Tidehochwassers (MThw) um bis zu 4 cm und einem Absinken des mittleren Tideniedrigwassers (MTnw) um bis zu 7 cm zu rechnen. Aus Erfahrungen mit früheren Fahrrinnenvertiefungen ist bekannt, dass die Wasserstände recht schnell auf eine Fahrrinnenvertiefung reagieren. Da die hauptsächlichen Vertiefungsarbeiten im Zuge der jüngsten Fahrrinnenanpassung im Jahr 1999 durchgeführt wurden, müsste sich eine hydrologische Reaktion auf diese Maßnahme also bereits aus den bis dato vorliegenden Wasserstandsdaten erkennen lassen.

Die in diesem Bericht ausführlich dargelegte Untersuchung aller Elbe-Pegel auf Grundlage des Verfahrens von NIEMEYER (1995) bestätigt die getroffenen Aussagen zu den ausbaubedingten Änderungen der Tidewasserstände im vollen Umfang: Die ermittelten Änderungen bewegen sich sowohl für die MTnw- als auch MThw-Scheitelwerte bis dato im Rahmen der in der UVU prognostizierten Schwellenwerte. Bemerkenswert an der ermittelten Entwicklung des mittleren Tidehochwassers ist die Tatsache, dass der als Folge des Eingriffs erwartete qualitative Anstieg des mittleren Niveaus der Thw-Scheitel bislang gar nicht zu beobachten ist. Wenn überhaupt eine Änderung auszumachen ist, dann drückt sich diese tendenziell eher durch ein leichtes Abfallen aus.

Daraus ist zugleich ableitbar, dass auch die Sturmflutwasserstände durch den Fahrrinnenausbau nicht negativ beeinflusst wurden, da ausbaubedingte Wasserstandserhöhungen bei Sturmfluten generell geringere Werte erreichen als bei mittleren Tidebedingungen. (Grundsätzlich gilt: Je höher ein Hochwasser aufläuft, desto geringer ist die durch einen Fahrrinnenausbau bedingte Wasserstandsänderung, denn: Je höher eine Sturmflut aufläuft, desto größer wird der durchströmte Querschnitt des Flusses, desto relativ kleiner wird gleichzeitig aber auch der Einfluss der Vertiefung an der Gewässersohle der Fahrrinne. Aus diesem Grunde ergeben sich bei mittleren Tideverhältnissen prinzipiell größere ausbaubedingte Wasserstandsänderungen als bei Sturmfluten.)

Auch wenn der bislang betrachtete Zeitraum mit drei Jahren für statistisch fundierte Aussagen noch relativ kurz ist, so ist unter Berücksichtigung der Kenntnis, dass die größten Auswirkungen unmittelbar nach dem Eingriff zu erwarten sind, eine gravierende Umkehr der bis heute beobachteten Tendenzen und Quantitäten nicht zu befürchten.

Topographie

Hinsichtlich des Parameters "Topographie" konzentrieren sich die bis dato vorgenommen Untersuchungen auf eine Ermittlung der flächenmäßigen Verteilung der definierten topographischen Einheiten Vorland, Watt sowie Flach- und Tiefwasser in den erwähnten sieben Untersuchungsgebieten

• Geesthacht bis Bunthaus (UG 1)
• Bunthaus bis Hamburg-Nienstedten (UG 2)
• Hamburg-Nienstedten bis Hetlingen (UG 3)
• Hetlingen bis Stör (UG 4)
• Stör bis Ostemündung (UG 5)
• Ostemündung bis Cuxhaven (UG 6)
• Cuxhaven bis See (UG 7).

Grundlage hierfür ist die komplette Aufnahme sowohl der aquatischen als auch der terrestrischen Topographie des Untersuchungsgebietes, die mit Hilfe von Befliegungen, Peilungen und terrestrischen Vermessungen erfolgte.

Die vorliegenden Ergebnisse werden im Kapitel III.1.2.1.1.2 beschrieben. Die durchgeführten vergleichenden Betrachtungen der Topographien der Jahre 1995 und 1997 bis 2002 zeigen nur ausgesprochen geringfügige Schwankungen der Verteilung der definierten Struktureinheiten. Ein signifikanter Entwicklungstrend ist kaum erkennbar und trotz der hohen Morphodynamik des Systems bleiben die Struktureinheiten in ihrer Verteilung zueinander stabil. Daran haben auch die Baumaßnahmen der Fahrrinnenanpassung nichts geändert. Die festgelegten Schwellenwerte werden nicht überschritten.

Biotische Parameter

Unterschieden wird bei den biotischen Beweissicherungsparametern zwischen aquatischer und terrestrischer Flora und Fauna. Die Beweissicherung bei der aquatischen Flora und Fauna beschränkt sich auf Untersuchungen zum Makrozoobenthos. Die Beweissicherungsauflagen im PF-Beschluss zu den Untersuchungen der Fische haben sich erübrigt, da im Hauptlaichgebiet der Finte während der Laichperiode keine Ausbaubaggerungen und Verklappungen durchgeführt wurden.

Umfangreiche Begleituntersuchungen zur benthischen Makrofauna wurden auf der BAF Twielenfleth, in der Unterelbe (km 647-653) und im Bereich der Außenelbe (km 732-740) durchgeführt. Die derzeit vorliegenden Untersuchungsergebnisse bestätigen weitestgehend die Prognosen aus der UVU; gleichwohl werden die Erhebungen noch fortgeführt.

Hinsichtlich der terrestrischen Flora steht gemäß PF-Beschluss die Kontrolle der Entwicklung von "gefährdeten Biotopen und Arten", namentlich

• Weidenauwald und Weidengebüsch,
• Röhrichten und Uferstaudenfluren sowie dem
• Schierlingswasserfenchel

im Mittelpunkt der Betrachtungen.

Die Kontrolle der Entwicklung von gefährdeten "Biotopen und Arten" erfolgt im Rahmen der Beweissicherung auf Grundlage von speziellen Biotoptypen-Befliegungen, Transektuntersuchungen in ausgewählten Uferbereichen sowie Einzeluntersuchungen (beim Schierlings-Wasserfenchel).

Ausbaubedingte Veränderungen der Entwicklung gefährdeter terrestrischen Biotoptypen und Arten können aus den bis heute vorliegenden Ergebnissen nicht festgestellt werden.

Fazit

Nach dem derzeitigen Wissensstand ist nicht erkennbar, dass die UVU-Prognosen zu den Auswirkungen der Fahrrinnenanpassung erreicht oder gar übertroffen werden.

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