I Überblick und Zusammenfassung
Die Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe wurde durch die Planfeststellungsbeschlüsse 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 des bis 1998 verfügbaren Wissens von einem interdisziplinären Gutachterteam ermittelt wurden, blieb angesichts der vielfältigen Wechselwirkungen zwischen biotischen und abiotischen Parametern im komplexen Ökosystem der Unter- und Außenelbe, 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 dazu, mögliche maßnahmenbedingte Überschreitungen des festgestellten Eingriffsumfangs auf die UVU-Schutzgüter zu ermitteln.
Die in den Planfeststellungsbeschlüssen enthaltenen Auflagen zur Beweissicherung betreffen sowohl abiotische Kenngrößen wie z. B.
- Wasserstände,
- Strömungen,
- terrestrische sowie aquatische Topografie und
- Wassergüteparameter (Schwebstoffe, Sedimente, Sauerstoff)
als auch biotische Parameter, die sich auf die terrestrische und aquatische Flora und Fauna des Untersuchungsgebietes 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 - 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 See, inklusive aller tidebeeinflusster Nebenflüsse bis zur jeweiligen Tidegrenze, während einige Parameter nur in Teilen oder punktuell des Untersuchungsgebietes zu erheben sind.
Unabdingbare Voraussetzung für eine Erfassung möglicher Veränderungen der Umwelt ist in jedem Fall die 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 UVU in den Jahren 1992 - 1998 erhobenen Daten zurückgegriffen werden, zum Teil mussten aber auch umfangreiche neue Erhebungen verschiedener Parameter vorgenommen werden, und letztlich wurde angeordnet, dass Parameter zu untersuchen sind, für die keine IST-Zustandsdaten existieren, so dass die Beweissicherung lediglich die sich entwickelnden Trends beschreiben kann (z. B. Strömungen in den Nebenflüssen und im Bereich des WSA Hamburg).
Abb. I-1: Übersicht über das Untersuchungsgebiet der Beweissicherung mit den Grenzen der Zuständigkeitsbereiche der beteiligten Ämter
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 (Ausbau und Unterhaltung) im Untersuchungsgebiet beinhaltet die Baumaßnahmen-Datenbank auf der beiliegenden DVD-2.
Im Rahmen von vorgezogenen Teilmaßnahmen wurde 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 Fahrrinnenanpassung wurden nach Vorlage der Planfeststellungsbeschlüsse umgesetzt. 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 dann noch Restbaggerungen an der Störkurve ausgeführt. Parallel hierzu erfolgten Baggerungen des morphologischen Nachlaufes. Die Arbeiten zur Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe auf der Bundesstrecke sind bis auf wenige Restarbeiten (Deckwerksbauten) und der abschließenden Umsetzung der Kompensationsmaßnahmen abgeschlossen. Die Ausbaubaggermenge betrug rund 14 Mio m³ (ohne Teilmaßnahmen). Die Baggermengen sind auf der beiliegenden DVD-2 im Detail dokumentiert. Als Bauabschlusstermin wurde der Planfeststellungsbehörde der 30.11.2000 angezeigt. Dieses Datum ist damit gleichzeitig der Starttermin für die zeitlichen Festlegungen zur Ausführung der Beweissicherungsmessungen, wie sie im Beschluss angeordnet wurden.
Im Hauptlaichgebiet der Finte (Elbe-km 646 - 652) wurden während der Laichperiode (Mai - Mitte Juni) keine Ausbaubaggerungen und Verklappungen auf der BAF Twielenfleth vorgenommen, sodass die in Abschnitt II.3.2.2.1b (fischereiliche Untersuchungen) des Planfeststellungsbeschlusses beschriebenen Anordnungen zur Beweissicherung nicht ausgeführt werden mussten.
Der Stand aller Arbeiten, wie er sich heute darstellt, ist in der nachfolgenden Tabelle I-1 aufgelistet.
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) | abgeschlossen | 15.11.2004 |
| Schutzauflage Lühe-Wisch (Deckwerk) |
Abschnitt I abgeschlossen. Abschnitt II abgeschlossen |
4.6.2002 (Abschnitt I) 17.11.2005 (Abschnitt II) |
| Schutzauflage Krautsand (Ufervorspülung) | abgeschlossen (Im Rahmen der Unterhaltung wurde in Kooperation mit der Gemeinde Drochtersen eine Ufervorspülung durchgeführt. Die Schutzauflage kommt daher nicht mehr zum tragen). | Juli 2004 |
| Schutzauflage Twielenfleth (Ufervorspülung) | abgeschlossen | Januar / Februar 2002 |
| Schutzauflage Kraftwerk Stade-Bützfleth (Ufervorspülung) | abgeschlossen | Januar / Februar 2002 |
| Schutzauflage Östlicher Hullen (Lahnungsbau) | abgeschlossen | November 2003 |
| Schutzauflage Hafen Otterndorf-Glameyer Stack (Ufervorspülung) | abgeschlossen | Juni / Juli 2000 |
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 - 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. Der Abschluss der Baggerarbeiten wurde am 01.12.2002 der Planfeststellungsbehörde angezeigt.
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 Topografie, 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 auf Basis des Ansatzes von Niemeyer (1995) die Ermittlung der ausbaubedingten Wasserstandsänderungen aus den gemessenen Wasserstandsdaten vorgenommen. Weiterhin wurde die langzeitstatistische Entwicklung der Tidekennwerte untersucht. Sollte an einem oder mehreren Pegeln der jeweils im Planfeststellungsbeschluss benannte Schwellenwert überschritten werden, sind gemäß Planfeststellungsbeschluss "vom Vorhabensträger Neuberechnungen in wasserwirtschaftlichen, naturschutzfachlichen und landeskulturellen Bereichen zu veranlassen und Folgewirkungen zeitnah zu kompensieren oder auszugleichen" (s. dazu Kapitel III.1.1.1.1).
- Für den Parameter Topografie 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 vereinbart wurden (s. Abb. III.1.2.1.1.2-1). Die vergleichenden Untersuchungen sollen im 2., 6. und 10. Jahr nach Ausbauende vorgenommen werden (s. dazu Kapitel III.1.2.1.1.2).
Die bislang vorliegenden Erkenntnisse zu den ausbaubedingten Änderungen der wichtigsten Beweissicherungsparameter lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Der Wasserstand ist erfahrungsgemäß die Kenngröße, die am besten nachweisbar auf eine durch Fahrrinnenanpassung veränderte Flusstopografie 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. Eine landseitige Verlagerung des Ufervegetationsgürtels ist nicht möglich, da dort meist Begrenzungen in Form von Deichen, bewirtschafteten Flächen, Randgräben etc. vorhanden sind. Somit käme es bei steigendem mittlerem Tidehochwasser zu Verlusten dieser Biotope.
In der UVU wurden die relativ stärksten ausbaubedingten Wasserstandsänderungen für den Hamburger Elbabschnitt vorhergesagt. Nach den Prognosen ist 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 inzwischen deutlich aus den bis dato vorliegenden Wasserstandsdaten erkennen lassen.
Die ermittelten Änderungen bewegen sich sowohl für die MTnw- als auch MThw-Scheitelwerte unterhalb der in der UVU prognostizierten Schwellenwerte. Bemerkenswert an der Entwicklung des mittleren Tidehochwassers ist zudem die Tatsache, dass der als Folge des Eingriffs erwartete qualitative Anstieg des mittleren Niveaus der Thw-Scheitel bislang in keiner Weise zu beobachten ist.
Auf Basis der vorhandenen Daten, von inzwischen vier Jahren Beobachtungszeit nach Ausbauende, ist unter Berücksichtigung der Kenntnis, dass die größten Auswirkungen unmittelbar nach dem Eingriff zu erwarten sind, eine gravierende Umkehr der bis heute beobachteten Tendenzen nicht zu erwarten.
Für den Parameter "Topografie" konzentrieren sich die bis dato vorgenommen Untersuchungen auf die Ermittlung der flächenmäßigen Verteilung der definierten topografischen 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 Topografie des Untersuchungsgebietes, die mit Hilfe von Befliegungen, Peilungen und terrestrischen Vermessungen erfolgt.
Die vorliegenden Ergebnisse werden im Kapitel III.1.2.1.1.2 beschrieben. Die durchgeführten vergleichenden Betrachtungen der Topografien der Jahre 1995 und 1997 bis 2004 zeigen nur ausgesprochen geringe Schwankungen der Verteilung der definierten Struktureinheiten. Ein signifikanter Entwicklungstrend ist nicht erkennbar und trotz der hohen Dynamik 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.
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 von 2000 bis 2004 vorgenommenen Untersuchungen bestätigen weitestgehend die Prognosen aus der UVU, wenngleich sich natürlich eine Wiederbesiedlung auf der BAF an den neuen Substraten orientiert.
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. Sie erfolgte im Rahmen der Beweissicherung auf Grundlage von speziellen Befliegungen, Transektuntersuchungen in ausgewählten Uferbereichen sowie Einzeluntersuchungen (beim Schierlings-Wasserfenchel).
Die Überschreitung ausbaubedingter Veränderungen der gefährdeten terrestrischen Biotoptypen und Arten wurde nicht festgestellt.
Sämtliche im PF-Beschluss festgelegten Beweisicherungsparameter wurden bis dato erhoben und bis mindestens Ende 2004 ausgewertet (teilweise liegen die Auswertungen auf den beiliegenden DVDs auch schon bis Anfang 2006 vor). Nach dem derzeitigen Stand der Datenerhebung und Datenauswertung, die in diesem Bericht dokumentiert ist, ist nicht erkennbar, dass die Auswirkungen der Fahrrinnenanpassung 1999/2000 die UVU-Prognosen erreichen oder gar übertreffen werden.
IV.1 Abiotische Untersuchungsparameter
Der in diesem Bericht untersuchte Zeitraum nach der Baumaßnahme umfasst für den Großteil der Beweissicherungsparameter 5 Jahre (2000 - 2004). In dieser Zeit unterschied sich das hydrologische Regime des Untersuchungsgebietes allein bedingt durch die Oberwasserverhältnisse erheblich von den vergleichbaren Zeiträumen vor und während der Baumaßnahme. Weiterhin wurde der Untersuchungsbereich der Beweissicherung durch die abschließenden Baumaßnahmen auf den Baggergutablagerungsflächen, Vorspülungen, die Unterhaltungsbaggerei, den Bau der Erweiterungsfläche der DASA im Mühlenberger Loch und andere potenziell tideverändernde Maßnahmen im Hamburger Hafen anthropogen beeinflusst.
Die in der UVU prognostizierten ausbaubedingten Änderungen haben im Vergleich zu den natürlichen Variabilitäten durchweg ein geringes Ausmaß, sodass allein schon dieser Umstand den Nachweis ausbaubedingter zu natürlichen oder anderen anthropogenen Änderungen erschwert.
Aus den bislang durchgeführten Messungen und Auswertungen lassen sich keine ausbaubedingten Änderungen ableiten, die in ihrer Größe die Prognosen der UVU überschreiten. Signifikante Sprünge und Trendänderungen in den langfristigen Ganglinien, die ggf. auf eine Wirkung des Ausbaus zurückzuführen sind, sind nicht vorhanden.
Die nachfolgend aufgeführten Aussagen fassen die Beschreibungen zu möglichen ausbaubedingten Änderungen aus Kapitel III zusammen.