III.1.4 Sedimente
Gemäß Planfeststellungsbeschluss sind im gesamten Untersuchungsgebiet zum Aufbau eines (bei Bedarf einzusetzenden) Sedimentkatasters laufend Daten zu den Sediment-Korngrößen zu erfassen, wenn Daten verfügbar sind.
Im Bereich des WSA Cuxhaven (km 689,1 bis See) wurde 1998 die Aufnahme eines Sedimentkatasters abgeschlossen. Auf 65 Querprofilen im Abstand von etwa 1 km wurden Sedimentproben wiederum im Abstand von 1 km gezogen. Ziel war es, mindestens ein 1 x 1 km Raster mit Probenahmepunkten anzulegen; insgesamt wurden in den Jahren 1991 bis 1998 ca. 500 Sedimentproben gezogen. Im Jahr 2000 wurde die Wiederholung der oben beschriebenen Probennahme begonnen. Die Untersuchungen dazu wurden 2001 abgeschlossen, die Ergebnisse sind inzwischen ausgewertet und stehen für weitergehende Analysen zur Verfügung.
Kleinräumig und detaillierter erfolgt die Beschreibung der Entwicklung in der Fahrrinne am Osteriff. Beispielhaft für die Baggerbereiche im WSA Cuxhaven wird die Baggerstelle am Osteriff seit 1997 an 15 gleich bleibenden Probenahmeorten in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen von etwa 6 bis 8 Wochen beprobt. Das Gebiet am Osteriff ist der Bereich mit der höchsten Sedimentationsrate und wurde deshalb für die Beobachtung im Detail ausgewählt. Die Analyse der Proben erfolgt durch eine vereinfachte Siebung mit 3 Sieben (0,5 mm, 0,2 mm 0,063 mm), um ausschließlich den Anteil von Schluff bzw. Weichsedimenten zu bestimmen. Die Probenahmeorte sind in Querprofilen über die Fahrrinne angeordnet (siehe dazu Tab. A.1.6-1 im Anlagenband).
Die Auswertungen der Analysen wurden in drei Grafiken für je ein Querprofil zusammengefasst (Abb. III.1.4-1 bis III.1.4-3). Die Ergebnisse zeigen wie in den Vorjahren, dass es am Osteriff während der Sedimentationsphasen zu einer gewissen Korngrößensortierung kommt, die wahrscheinlich strömungsbedingt ist.
Die Mechanismen von Erosion, Sedimentation und Wiedereintrieb nach Baggerungen, sowie von Temperatur-, Salinitäts- und Oberwassereinfluss sind noch nicht abschließend erforscht. Augenfällig ist aber, dass der Anteil an Fein- und Feinstkorn (Weichsedimente) südlich der Radarlinie im Mittel etwas höher ist. Die Variabilität der Einzelproben ist aber sehr hoch und reicht von 0 bis >70 % im Anteil der Fraktion <63 mm.
Abb. III.1.4-1: Proben am Osteriff Querprofil 1
Abb. III.1.4-2: Proben am Osteriff Querprofil 2
Abb. III.1.4-3: Proben am Osteriff Querprofil 3
Der Anteil der Weichsedimente war zwischen 1997 und 2000 leicht rückläufig. In 2001 stieg er dann sprunghaft wieder auf das Niveau von 1997 an, um anschließend wieder leicht abzunehmen. Diese Veränderungen werden in der Abbildung III.1.4-4 anschaulich dargestellt. Die Grafik zeigt den mittleren Anteil der Kornfraktion kleiner 63 mm aller Proben vom Osteriff zusammen mit der Kurve des Oberwasserabflusses am Pegel Neu Darchau. Der Einfluss des Oberwasserabflusses auf dien Anteil der mitgeführten und letztlich im Mündungstrichter sedimentierten Feinsedimente ist durch die synchron verlaufen Peaks deutlich zu identifizieren. Unabhängig vom Oberwasser ist aber auch ein Trend zu grobkörnigeren Ablagerungen zwischen 1997 und 2000 zu erkennen. In 2001 hat der Anteil der Weichsedimente wieder deutlich zugenommen, zusätzlich ist im Untersuchungszeitraum eine hohe Variabilität zu beobachten, die nicht immer auf ein erhöhtes Oberwasser zurückgeführt werden kann.
Zur Abschätzung eventueller Veränderungen im Rahmen der Elbeanpassung wurde in der Abbildung III.1.4-3 eine Unterscheidung in den Jahren vor und nach der Elbeanpassung gemacht. Allein aus der Verteilung der Weichsedimentanteile und dem mittleren Anteil, der bei 17% bzw. 16% liegt, lässt sich jedoch keine signifikante Veränderung ablesen.
Abb. III.1.4-4: Entwicklung des Weichsedimentanteils am Osteriff 1998 - 2003
Die Körnungszusammensetzung der Sedimente im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke (km 607,5 bis 638,9) ist in Abhängigkeit der Strömungs- und Sedimentationsbedingungen sehr unterschiedlich. Bei den jährlich durchgeführten Untersuchungen zur Sedimentqualität des Baggerguts wird routinemäßig die Körnungsanalyse mit durchgeführt (siehe Tab. A.1.6-2 im Anlagenband). Die Ergebnisse zeigen große Schwankungen in der Körnungszusammensetzung in den Hauptbaggergebieten. Aus den Analysen seit 1998 lässt sich kein Trend in der Veränderung der Körnungszusammensetzung in den Hauptsedimentationsgebieten ableiten. Die Untersuchungen werden fortgesetzt, um Veränderungen in den Sedimenten und im Baggergut dokumentieren zu können.
III.1.4.1 Sedimentkataster
Gemäß Planfeststellungsbeschluss sind zum Aufbau eines Sedimentkatasters im gesamten Untersuchungsgebiet laufend Daten der Korngrößen der Sedimente zu erfassen.
Daher befindet sich ein Sedimentkataster im Aufbau, welches alle verfügbaren Sedimentdaten aus dem gesamten Beweissicherungsgebiet sammelt und bereitstellt. Umgesetzt wird dieses mit einem Geographischen Informationssystem (GIS), welches die Daten der Sedimentproben in einen topographischen Bezug setzt. Die Position der Proben wird in einer Karte dargestellt, die mit einer Tabelle der Beprobungsdaten verknüpft ist. Das Projekt wird mit einem GIS der ESRI-Produktfamilie erstellt und gepflegt.
Mit Hilfe einer Erweiterung (Plugin) wird das Kataster in ein für den Internet Explorer lesbares Format konvertiert und kann somit im Internet oder auf einer CD bereitgestellt werden.
Dem Nutzer wird damit die Möglichkeit gegeben, die Daten der Sedimentproben auf unterschiedliche Weise im Browser anzuzeigen.
Eine Vorabinformation bietet die Übersichtskarte, welche den Hauptkorngrößenanteil der Beprobungsstellen durch Farbcodierung veranschaulicht. Mit Hilfe eines Abfrage-Managers kann nach bestimmten Kriterien gesucht werden, so dass verschiedene Proben selektiert und angezeigt werden.
Zusätzlich ist die Darstellung der gesamten Probenahmen möglich, und es lassen sich einzelne Beprobungsreihen per Mausklick aktivieren und deaktivieren.
Da die Art der Beprobung bzw. die Siebanzahl stark variiert, wurde die Auswertung der Sedimentbeprobungen um eine einheitliche Bodenansprache nach DIN 18196 ergänzt. Somit wird eine annähernd synonyme Aussage der unabhängig voneinander durchgeführten Beprobungen gewährleistet.
Abb. III.1.4.1-1: Benutzeroberfläche des Sedimentkatasters
