III.1.2.1.2 III.1.2.1.2 Baggergutablagerungsflächen (BAF) und besondere Problembereiche
Grundlage der Erhebungen bilden die Jahreshaupteilungen, die für die Betrachtungen zur Entwicklung der BAF um halbjährige Aufnahmen erweitert wurden. Untersuchungen der BAF, wie z. B. Massenberechnungen etc. wurden zudem vorgenommen. Für die besonderen Problembereiche wurden lediglich digitale Geländemodelle erstellt, da bis dato (2004) die untersuchten Bereiche augenscheinlich keine ausbaubedingten Wirkungen zeigen.
III.1.2.1.2.1 Baggergutablagerungsflächen
Die Untersuchungen der BAF wurden gemäß PF-Beschluss durchgeführt. Ergebnisse in Form digitaler Geländemodelle und Angaben zu Mengenentwicklungen liegen bis mindestens Ende 2004 für alle BAF vor und sind auf der DVD-1 dokumentiert. Die Herstellung und Verfüllung der BAF wurde bis Ende 2000 (bzw. Krautsand-Süd bis Ende 2001) abgeschlossen. Eine weitere Befüllung - außer den Nachfüllungen in Scheelenkuhlen - erfolgte bislang nicht. Angaben zu den Baumaßnahmen an den BAF dokumentiert die nachfolgende Tabelle III.1.2.1.2.1-1.
Tab. III.1.2.1.2.1-1: Unterhaltungsarbeiten an den BAF (Stand 8/2005)
Die Stabilität aller BAF zeigt sich u. a. in der Mengenentwicklung. Die Auswerteergebnisse zu dieser Entwicklung zeigen, dass sich die BAF im Allgemeinen zu stabilen Flachwasserbereichen der Elbe entwickelt haben, und dass das eingebrachte Baggergut kaum erodiert wird (s. Abbildungen III.1.2.1.2.1-1 bis -4). Ein leichter Trend zur Erosion zeigt sich anhand der Mengenentwicklung in der BAF Twielenfleth. Inwieweit dieser be- oder verstärken wird oder aber nur die natürliche Morphodynamik widerspiegelt, kann erst nach weiteren Messungen gesagt werden.
Abb. III.1.2.1.2.1-1: Entwicklung der Mengen in der BAF Twielenfleth 1997 - 2005
Abb. III.1.2.1.2.1-2: Entwicklung der Mengen in der BAF Krautsand-Nord 1997 - 2004
Abb. III.1.2.1.2.1-3: Entwicklung der Mengen in der BAF Krautsand-Süd 1997 - 2004
Abb. III.1.2.1.2.1-4: Entwicklung der Mengen in der BAF Scheelenkuhlen 1997 - 2004
III.1.2.1.2.2 Besondere Problembereiche
Neben den Untersuchungen zu den BAF wurden folgende Problembereiche untersucht:
- Glameyer Stack
- Medemrinne
- Haseldorfer Binnenelbe
- Hahnöfer Nebenelbe
- Mühlenberger Loch
Die Auswahl der Problembereiche orientiert sich an Bereichen, die großen natürlichen Einflüssen unterliegen oder von öffentlichem Interesse sind. Die nachfolgenden Abbildungen III.1.2.1.2.2-1 und -2 zeigen dies beispielhaft für den Bereich der Elbe beim Glameyer Stack und für die Medemrinne. Die Ergebnisse Untersuchungen zur Entwicklung der Hahnöfer Nebenelbe und zum Mühlenberger Loch werden in Kapitel V.11 behandelt.
Die Ergebnisse der Auswertungen aller betrachteten Bereiche sind auf der DVD-1 dokumentiert.
Abb. III.1.2.1.2.2-1: Entwicklung der Topografie im Bereich des Glameyer Stacks in den Jahren 1995 - 2004
Abb. III.1.2.1.2.2-2: Entwicklung der Topografie der Medemrinne in den Jahren 1995 - 2004
III.1.2.1.3 Entwicklung der Baggermengen
Bereich der Unter- und Außenelbe von Tinsdal bis See (Amtsbereiche WSA Cuxhaven und WSA Hamburg)
Ziel des Fahrrinnenausbaues war neben der Bereitstellung ausreichender Fahrwassertiefen für die großen Containerschiffe die Verringerung des Aufwandes für die Unterhaltung der tiefen Fahrrinne durch strombauliche Maßnahmen. Deshalb wurden die subaquatischen Baggergutablagerungsflächen (BAF) für das Ausbaubaggergut im Amtsbereich des WSA Hamburg in die bisherigen Unterhaltungsschwerpunkte gelegt mit dem Ziel, die Strömung auf den Bereich der tiefen Fahrrinne zu konzentrieren und damit ihre Räumkraft zu erhöhen, was u. a. auch eine generelle Minimierung der anthropogenen Eingriffe in das "System Tideelbe" zur Folge haben sollte. Diese BAF dienen somit gleichsam als Strombauwerke. Im Amtsbereich des WSA Cuxhaven wurde das Ausbaubaggergut auf die Unterhaltungsklappstellen verbracht.
Um festzustellen, ob das strombauliche Ziel auch erreicht wird, müssen die Baggermengen der einzelnen Jahre miteinander verglichen werden. In der folgenden Abbildung III.1.2.1.3‑1 sind die Baggermengen aus Unterhaltung und Fahrrinnenausbau einschließlich vorgezogener Teilmaßnahmen ab 1985 für die Reviere Hamburg und Cuxhaven zusammen in einem Diagramm aufgetragen.
Abb. III.1.2.1.3-1: Baggermengen in den Revieren der WSÄ Hamburg und Cuxhaven
Die jährlichen Unterhaltungsbaggermengen liegen seit 1995 zwischen 10 und 15 Mio. m³. In den Jahren nach dem Fahrrinnenausbau haben sich die Mengen reduziert und liegen seitdem zwischen 10 und 12 Mio.m³. Betrachtet man die beiden Amtsbereiche für sich, ergeben sich die folgenden Darstellungen (Abbildungen III.1.2.1.3-2 und -3):
Abb. III.1.2.1.3-2: Baggermengen im Revier des WSA Cuxhaven (mit Darstellung der Jahrsmittel des Oberwassers bei Neu-Darchau)
Abb. III.1.2.1.3-3: Baggermengen im Revier des WSA Hamburg (mit Darstellung der Jahrsmittel des Oberwassers bei Neu-Darchau)
Auch diese Darstellungen enthalten die Ausbaumengen jedoch nicht im Einzelnen ausgewiesen. Den Baggermengen überlagert ist das Jahresmittel des Oberwassers bei Neu-Darchau dargestellt, das prinzipiell eine Abhängigkeit zwischen Baggermenge und Oberwasserabfluss zeigt. Im Bereich des WSA Cuxhaven fördert ein hoher mittlerer jährlicher Oberwasserabfluss im Zusammenwirken mit anderen Parametern die Bildung von Untiefen infolge Sedimentation. Durch den Spülstoß der Oberwasserwelle gelangen die Feststoffe von Oberstrom bis in den Mündungsbereich und erhöhen dort das Sedimentangebot. Ein niedriges jährliches Oberwasser verringert dagegen das Sedimentangebot. Das Sediment von Oberstrom gelangt nur bis in den Bereich des WSA Hamburg. Deshalb fördert ein niedriger Oberwasserabfluss die Sedimentation im Bereich des WSA Hamburg. Dazu kommen noch Einträge aus dem sedimentreichen Nordseewasser bei Flutstrom, durch die Verlagerung der Trübungszone nach Oberstrom bei niedrigen Abflüssen. Ein hohes Oberwasser verlagert die Trübungszone dagegen weiter in Richtung Mündung.
Für den Amtsbereich des WSA Cuxhaven ist keine Abnahme der Unterhaltungsbaggermengen, bedingt durch den Fahrrinnenausbau, erkennbar. Im Vergleich zu den drei Jahren vor dem eigentlichen Ausbau 1999 haben sie sogar zugenommen, obwohl der Oberwasserabfluss ungefähr gleich groß gewesen ist. Man erkennt den synchronen Verlauf von Baggermengen und Oberwassermengen. Es ist jedoch dabei zu beachten, dass die Baggermengen nicht nur vom Oberwasser abhängen, sondern auch von anderen Ereignissen, wie z. B. dem strengen Winter 1996 mit starkem Eisgang, während dessen kaum Baggerungen stattfanden.
Für den Amtsbereich des WSA Hamburg sieht das Bild etwas anders aus. Man erkennt das gegenläufige Verhalten für die Baggermengen und das Oberwasser. Bei niedrigem Oberwasser sind die Unterhaltungsbaggermengen prinzipiell hoch, bei hohem Oberwasser dagegen klein. Unter Berücksichtigung des Oberwassereffektes sind die Baggermengen im Bereich des WSA Hamburg verglichen mit den Mengen in den neunziger Jahren etwas zurückgegangen. Die Mengen 2000 und 2001 waren bei niedrigem Oberwasserabfluss etwa so groß wie 1995 und 1996 bei hohem Oberwasserabfluss. Das extreme Hochwasser im Sommer 2002 im Bereich der Mittel- und Oberelbe bildet mit seinen Auswirkungen eine Ausnahmeerscheinung und kann daher für vergleichende Betrachtungen nicht herangezogen werden.
Bereiche des Rückganges der Unterhaltungsbaggermengen im Bereich des WSA Hamburg zeigt die folgende Abbildung III.1.2.1.3-4.
Aus dieser Abbildung geht hervor, dass die Baggermengen im Bereich der Baggergutablagerungsflächen Krautsand Nord und Krautsand Süd (Elbekilometer 671 bis 674) erheblich zurückgegangen sind. Hier liegt die Baggerstelle Rhinplatte, die bis zum Fahrrinnenausbau den größten Anteil an den jährlichen Unterhaltungsbaggermengen des WSA Hamburg ausmachte. Es sieht bis zum jetzigen Zeitpunkt so aus, als ob die BAF die ihnen zugedachte Funktion (die Reduzierung der Baggermengen) erfüllen. Positiv kann sich ebenfalls die Gestaltung des Längsschnitts mit dem Sockelbereich auswirken, da die Baggerstelle Rhinplatte im Bereich des Sockels liegt, wo die Querschnitte im Vergleich zu den Rampenstrecken weniger stark ausgeweitet wurden.
Abb. III.1.2.1.3-4: Vergleich der Unterhaltungsbaggermengen in den einzelnen Revierabschnitten des WSA Hamburg von 1996 bis 2005
Im Bereich der Baggergutablagerungsfläche Twielenfleth (Elbekilometer 652 bis 653) ist hingegen in den Jahren 2000 und 2001 nur in sehr geringem Maße ein Trend zur Verringerung der Unterhaltungsbaggermengen erkennbar. Im Jahr 2002 und 2003 sind die Baggermengen deutlich geringer ausgefallen. Es bleibt abzuwarten, wie sich die Unterhaltungsbaggermengen in diesem Bereich in den nächsten Jahren entwickeln werden. Das Jahr 1999 ist bei diesem Vergleich wenig aussagekräftig, da aufgrund des Fahrrinnenausbaus eine eindeutige Trennung der Unterhaltungsbaggermengen von denen des Ausbaus nicht möglich ist.
Der erwartete so genannte morphologische Nachlauf, d. h. eine vorübergehende Erhöhung der Baggermengen aufgrund von Anpassungsvorgängen im Gewässerbett unmittelbar nach dem Ausbau über ca. 2 bis 3 Jahre, ist bisher nicht eingetreten.
Der Reduzierung der Baggermengen vor Krautsand steht ein Anstieg der Baggermengen im Bereich Hamburg gegenüber. Inwieweit hier Abhängigkeiten bestehen, ist noch zu klären.
Bereich des Hamburger Hafens und der Elbe bis Tinsdal (Zuständigkeitsbereich von Hamburg Port Authority
Aus dem Zuständigkeitsbereich von Hamburg Port Authority liegen die Baggermengen für die Jahre ab 1990 vor. Detailliertere Angaben hierzu sind im Anhang im Kapitel A.1.8.2 aufgeführt.
Abb. III.1.2.1.3-5: Gesamtbaggermengen im Bereich der Delegationsstrecke
Es besteht ein zeitlicher Zusammenhang zwischen der Zunahme der Baggermengen im Hamburger Hafen und der Fahrrinnenanpassung. Ein unmittelbarer kausaler Zusammenhang ist auf der Grundlage der Daten der Beweissicherung nicht herleitbar.
Amtsbereich WSA Lauenburg
Außer im Bereich der Schleuse Geesthacht haben im Gewässerbett der Elbe unterhalb des Wehres Geesthacht im Erhebungszeitraum keine Baggerungen stattgefunden.
Gesamtbereich bis zum Wehr Geesthacht ab 1999
Die Zusammenstellung der Baggermengen des gesamten Untersuchungsraumes (Amtsbereiche WSA Cuxhaven, WSA Hamburg, Hamburg Port Authority und WSA Lauenburg) bis zum Wehr Geesthacht zeigt die Abbildung III.1.2.1.3-6.
Abb. III.1.2.1.3-6: Gesamt-Baggermengen der Elbe im gesamten Untersuchungsgebiet der Beweissicherung (ohne die Mengen des WSA Brunsbüttel aus den NOK-Schleusenvorhäfen) von der Mündung bis zum Wehr Geesthacht (Mengenangaben von HPA und den WSÄ Hamburg, Cuxhaven und Lauenburg)
Aus der Abbildung ist zu erkennen, dass die Unterhaltungsbaggermengen nach dem Fahrrinnenausbau im gesamten Untersuchungsraum leicht gestiegen sind. Im Elbabschnitt oberhalb von Hamburg fielen keine Unterhaltungsbaggerungen an, und innerhalb der Reviere der Ämter Cuxhaven, Hamburg und Hamburg Port Authority hat es Verschiebungen gegeben, wie in den vorangehenden Kapiteln dargelegt wurde. Zusätzliche Mengen, die einen morphlogischen Nachlauf analog der Größenordnung des 13,5m-Ausbaus erkennen ließen, sind aus den bis dato vorliegenden Daten nicht zu erkennen. Inwieweit es sich bei den leicht zugenommenen Gesamtmengen um einen Trend handelt bleibt abzuwarten.
Es wird angestrebt, zukünftig detaillierte Aussagen zu Baggerung und Verbringung der Mengen zu dokumentieren, soweit es die Softwareprodukte zulassen.