III.1.3.1 Salzgehalt bzw. Leitfähigkeit
Im Bereich des WSA Cuxhaven (km 689,1 bis See) werden an den Messstationen LZ 1 - LZ 5 (siehe Abb. III.1.1.2.1-1) parallel zu den Strömungsmessungen Leitfähigkeitsmessungen vorgenommen. Die Tabelle A.1.4.1-1 im Anlagenband gibt an, welche Messungen und Auswertungen im Berichtszeitraum durchgeführt wurden.
Die Leitfähigkeitsmessungen erfolgen über zusätzliche Sensoren in den Aanderaa-Strömungsmessgeräten. Die Messgeräte in Cuxhaven und Brunsbüttel sind ebenfalls Aanderaa-Geräte, jedoch ohne Strömungsmesssensoren. Die Stationen Brunsbüttel und Cuxhaven sind ebenfalls in Abbildung III.1.1.2.1-1 gekennzeichnet. Die Umrechnungen der Leitfähigkeiten in Salzgehalte erfolgen über die UNESCO-Formeln mit Referenzwerten bei 35 Salzgehalt und 15° C.
Aus jeder Jahresdatenreihe der oben genannten Messstationen wird - wie bei den Strömungsverteilungen - eine "typische" mittlere 1-Tiden-Zeitreihe (für das gewässerkundliche Jahr 2002: 20.08.2002) ausgewählt (siehe Abb. III.1.3.1-1). Die Salzgehaltsparameter sind in Tabelle III.1.3.1-1 zusammenfassend dargestellt. Ein wichtiges Kriterium bei der Beurteilung von Salzgehalten in der Tideelbe sind der Süßwasserabfluss am Pegel Neu Darchau und - untergeordnet - auch die Abflüsse der Nebenflüsse. Der Parameter 'Oberwasser Neu Darchau' für 30 Tage vor dem genannten Messzyklus wurde daher in die Tabelle mit übernommen.
Tab. III.1.3.1-1: Salzgehalte an den Dauermessstationen am 23.12.2000 und am 20.08.2002
| Werte in ppT: | Minimum | Mittelwert | Maximum |
| 23.12.2000 | |||
| LZ1 Krummendeich | 3,5 | 7,6 | 10,6 |
| Brunsbüttel | 3,8 | 7,6 | 13,6 |
| LZ2 Neufeld-Reede-West | 9,4 | 14,7 | 19,1 |
| LZ3 Altenbrucher Bogen | 13,6 | 19,5 | 24 |
| Cuxhaven | 18,5 | 23,2 | 27,3 |
| LZ4 Spitzsand | 21,2 | 24,8 | 28,8 |
| LZ4b Steinriff | 21,3 | 25,2 | 28 |
| LZ5 Scharhörn | 27,9 | 29,9 | 31,8 |
| Oberwasser 24.11 - 23.12. 2000 | 331 m³ | 345 m³ | 384 m³ |
| 20.08.2002 | |||
| LZ1 Krummendeich | 0,4 | 0,9 | 2,0 |
| Brunsbüttel | 0,5 | 1,1 | 3,5 |
| LZ2 Neufeld-Reede-West | 1,8 | 4,9 | 10,0 |
| LZ3 Altenbrucher Bogen | 4,2 | 11,4 | 18,3 |
| Cuxhaven | 8,6 | 15,8 | 23,5 |
| LZ4 Spitzsand | 13,0 | 20,1 | 27,7 |
| LZ4b Steinriff | 12,4 | 19,8 | 26,7 |
| LZ5 Scharhörn | 23,1 | 27,7 | 30,0 |
| Oberwasser 22.07. - 20.08.2002 | 464 m³ | 712 m³ | 2248 m³ |
Nicht ungewöhnlich ist das höhere Niveau im Salzgehalt in der Auswertung aus dem Abflussjahr 2000. Wie Tabelle III.1.3.1-1 zeigt, sind die Oberwasserabflüsse in dem in Frage kommenden Zeitraum deutlich niedriger als im entsprechenden Zeitraum 2002, so dass das salzreichere Wasser weiter nach Oberstrom vordringen konnte. Die Salzgehalte am Referenztag 2002 sind schon unter dem Einfluss des Elbehochwassers, wie das Maximum am 20.08. mit 2248 m³ zeigt. Die Salzgehalte sind danach wegen des anhaltenden sehr hohen Abflusses bis in den September hinein niedrig geblieben. Eine Normalisierung der Verhältnisse trat nach dem 4. September ein. (Der gewässerkundliche Bericht Nr. 2/2002 des WSA Cuxhaven beschreibt den Einfluss des Elbehochwassers 2002 auf die Salzgehaltsverhältnisse in der Unter- und Außenelbe ausführlicher.)
Der Vergleich mit den Daten aus 1998 (Abb. III.1.3.1-2) zeigt im Verlauf der Salzgehaltsverteilungen auch im Detail eine gute Übereinstimmung - mit einer Ausnahme: Der signifikante Abfall des Salzgehaltes nach dem Maximum bei LZ4 liegt jetzt etwa 2 Stunden später.
Abb. III.1.3.1-1: Variation der Salzgehalte an den Langzeitmessstationen am 20.08. 2002
Abb. III.1.3.1-2: Variation der Salzgehalte an den Langzeitmessstationen am 25.11.1998
Parallel zu den Strömungsmessungen werden auch im Bereich des WSA Hamburg (km 638,9 bis 689,1) Leitfähigkeitsmessungen vorgenommen. Darüber hinaus werden in Fortsetzung des Beweissicherungsprogramms für den KN -13,50 m-Fahrrinnenausbau die Analysen für die Probenahmestellen Stör-Sperrwerk und Krautsand-Pegel weiterhin durchgeführt. Somit liegen Ergebnisse der Einzelproben seit 1977 langzeitig vor. Die dortige Probenahme erfolgt etwa bei Thw 1- bzw. 2-wöchentlich. Die Tabelle A.1.4.1-1 im Anlagenband fasst zusammen, welche Messungen und Auswertungen durchgeführt wurden.
Abb. III.1.3.1-3: Entwicklung des Salzgehaltes am Pegel Krautsand
Abb. III.1.3.1-4: Entwicklung des Salzgehaltes am Pegel Stör-Sperrwerk
In Abbildung III.1.3.1-3 ist die Entwicklung des Salzgehaltes und der Leitfähigkeit am Pegel Krautsand seit 1976 dargestellt. Spitzenwerte sind auf erhöhte Tiden von See mit erhöhtem Salzwassereintrag in die Elbe zurückzuführen. Da die Proben zum Zeitpunkt des Thw entnommen wurden, zeigen die Ergebnisse die Tidephasen mit dem höchsten Salzeintrag auf. Abbildung III.1.3.1-4 zeigt entsprechend die Entwicklung des Salzgehaltes am Pegel Stör-Sperrwerk. Während der Wintermonate mit niedrigen Wassertemperaturen sind die Salzgehaltwerte im Vergleich zum Pegel Krautsand (Abb. III.1.3.1-3) gleich groß. Lediglich die Herbstmonate bis zum Jahresende zeigen erhöhte Salzgehalte, was auch auf die nähere Lage der Messstelle zur See hinweist. Die Entwicklung des Salzgehaltes zeigt im Beobachtungszeitraum an beiden Messstellen keinerlei negative Einflüsse durch die Fahrrinnenanpassung.
Im Zusammenhang mit den Strömungsmessungen werden an den Dauermesspositionen D1 bis D4 (Hanskalbsand bis Rhinplatte-Nord, vgl. Kap. III.1.1.2.1) die Parameter "Elektrische Leitfähigkeit" und "Wassertemperatur" gemessen. Die Daten werden an der Sohle und an der Oberfläche ermittelt. Die Messeinrichtungen liegen ganzjährig aus; lediglich während der Wintermonate bei Eisgefahr wird die Position geräumt. Die elektrische Leitfähigkeit wird mittels Sensor 0 - 5 mm ho ermittelt, auf Datenspeicher abgelegt und ausgewertet. Aufgrund des geringen Salzgehaltes im Elbebereich des Wasser- und Schifffahrtsamtes Hamburg sind nur tendenzielle Veränderungen der elektrischen Leitfähigkeit darstellbar. Umrechnungen unter Zuhilfenahme der Wassertemperatur zur Ermittlung des Salzgehaltes (NaCl) lassen sich nur mit sehr großer Ungenauigkeit durchführen; die elektrische Leitfähigkeit des Wassers wird durch Industrieeinleitungen und Düngemitteleintrag aus der Landwirtschaft sehr stark beeinflusst. Daraus folgt, dass der Salzgehalt in Promille, bezogen auf NaCl, gegenüber den Wasserproben und Laboranalysen z. T. um den Faktor 2 zu groß angegeben wird.
Die nachfolgenden Abbildungen III.1.3.1-5 bis III.1.3.1-12 zeigen den Verlauf der Mittelwerte der einzelnen Messkampagnen (meist 14 Tage) für die Parameter "Wassertemperatur", "elektrische Leitfähigkeit" und "Salzgehalt ()" an den Dauermesspositionen D1 bis D4, jeweils für Kenterpunkt Ebbe (Ke) und Kenterpunkt Flut (Kf). Auf die Darstellungen der Messwerte "Oberfläche" wird verzichtet, da die Messwerte an der Sohle generell den größeren Wert angeben.
Es ist festzustellen, dass sich die Salzgehaltswerte () und die elektrische Leitfähigkeit auf Grund der geographischen Lage am Strom nach Oberstrom hin erheblich reduzieren. Tidebedingt werden zum Zeitpunkt des Kenterpunktes Flut (Kf) in den einzelnen Messpositionen höhere Salzgehalts- und Leitfähigkeitswerte gemessen als zum Zeitpunkt des Kenterpunktes Ebbe (Ke), was in den Ganglinien dokumentiert wird.
Im Beobachtungszeitraum sind, abgesehen von jahreszeitlichen Schwankungen, keine negativen ausbaubedingten Messwerterhöhungen festzustellen.
Abb. III.1.3.1-5: Wassertemperatur, Leitfähigkeit und Salzgehalt an der Pos. D1 Sohle / Kenterpunkt EBBE (Ke)
Abb. III.1.3.1-6: Wassertemperatur, Leitfähigkeit und Salzgehalt an der Pos. D1 Sohle / Kenterpunkt FLUT (Kf)
Abb. III.1.3.1-7: Wassertemperatur, Leitfähigkeit und Salzgehalt an der Pos. D2 Sohle / Kenterpunkt EBBE (Ke)
Abb. III.1.3.1-8: Wassertemperatur, Leitfähigkeit und Salzgehalt an der Pos. D2 Sohle / Kenterpunkt Flut (Kf)
Abb. III.1.3.1-9: Wassertemperatur, Leitfähigkeit und Salzgehalt an der Pos. D3 Sohle / Kenterpunkt EBBE (Ke)
Abb. III.1.3.1-10: Wassertemperatur, Leitfähigkeit und Salzgehalt an der Pos. D3 Sohle / Kenterpunkt FLUT (Kf)
Abb. III.1.3.1-11: Wassertemperatur, Leitfähigkeit und Salzgehalt an der Pos. D4 Sohle / Kenterpunkt EBBE (Ke)
Abb. III.1.3.1-12: Wassertemperatur, Leitfähigkeit und Salzgehalt an der Pos. D4 Sohle / Kenterpunkt FLUT (Kf)
