3.6 Unterhaltungsbaggerungen und Umlagerungen
Der morphologische Ist-Zustand des Untersuchungsgebietes seit dem letzten Ausbau (1978) auf 13,5 m wird entscheidend durch ständige wasserbauliche Umlagerungen aufrecht erhalten, die zwingend im Interesse des Schiffsverkehrs erfolgen (§ 1 Bundeswasserstraßengesetz). Die Untersuchung dieser Umlagerungen berührt das Schwebstoffregime, ist aber primär für die Beurteilung der Folgen geplanter Ausbaumaßnahmen wichtig. Da umfangreiche Unterlagen in Form der Baggerprotokolle zu bearbeiten waren, sind die ebenso umfangreichen Ergebnisse detailliert in einem separaten MATERIALBAND II b dargestellt. Nachstehend folgt in Kap. 3.6.1 bis 3.6.4 eine Kurzübersicht zu diesem Band. In den Kapiteln 6.7 bis 6.9 sind die zum Thema des vorliegenden Gutachtens (MATERIALBAND II a) beitragenden Ergebnisse aus MATERIALBAND II b ausführlicher zusammengefaßt.
3.6.1 Oberwasserseitiger Schwebstoffeintrag
Im Untersuchungsabschnitt Obere Tideelbe waren innerhalb von 15 Jahren fast keine Unterhaltungsbaggerungen erforderlich. Das Verhältnis zwischen Erosion, Transport und Sedimentation ist ausgeglichen. Im langjährigen Mittel werden rd. 0,8 Mio. t (TM) Schwebstoff pro Jahr ab Hitzacker (Strom-km 522) stromab bis Hamburg transportiert (CHRISTIANSEN 1987)
3.6.2 Baggergutentnahme im Hamburger Hafen
Dem Amt Strom- und Hafenbau Hamburg untersteht der Hafen und die sog. Delegationsstrecke, zusammen km 607,6 bis km 638,9. Das Baggern unterliegt hier einer größeren Zahl von Randbedingungen - wie verfügbare Geräte, 4 Gerätetypen, Inanspruchnahme der Hafenbecken, verfügbarer Deponieraum - als in Unter- und Außenelbe (Kap. 3.6.3), wo der schnellstmögliche Mindertiefenabtrag entscheidend ist. Oberwasser und Baggerförderung lassen sich daher nicht allgemein korrelieren, sondern nur in ausgewählten Hafenbecken unter Hinzuziehung von Sedimentationspeilungen.
Zwischen 1979 und 1992 sind im Bereich des o.g. Amtes insgesamt durchschnittlich 2,6 Mio. m3 pro Jahr zur Unterhaltung gebaggert worden. Im Jahr 1992 wurden z.B. von insgesamt 2,63 Mio. m3 Unterhaltungsbaggergut 69,4% landseitig eingelagert (Spülfelder und verspülte Hafenbecken). Die im System verbleibende Umlagerungsmenge von 30,6% wurde annähernd vollständig durch Eggen mobilisiert (27,5% des gesamten Baggergutes).
3.6.3 Umlagerung in Unter- und Aussenelbe
Die WSÄ Hamburg und Cuxhaven sind für Unter- und Außenelbe verantwortlich (km 638,9 bis km 745; Bezeichnung weicht von Kap. 2.1 ab). Sie teilen die Elbe in Baggerabschnitte unterschiedlicher Länge ein. Die jährlichen Unterhaltungsbaggermengen pro km als Mittel der Jahre 1979-1992 in diesen Abschnitten zeigt Abb. 96. (Nicht berücksichtigt ist die Abnahme der Fahrrinnenbreite von seewärts 0,5 km bis 0,25 km vor dem Hamburger Hafen.) Das gesamte Baggergut wurde ab 1982 überwiegend in der Nähe der jeweiligen Baggerstelle in übertiefige Bereiche der Elbe zurückgegeben: stromab bei Ebbstrom bzw. stromauf bei Flutstrom.
Tiefenmessungen erfolgen mindestens monatlich und haben den umgehendem Abtrag von Mindertiefen zur Folge. Als Resultat dieser ständigen, gezielten, anthropogenen Umlagerungen - der sog. "Kreislaufbaggerei" - hat sich ein weitgehend stationärer Zustand der Fahrrinnenmorphologie ausgebildet, wie die mittleren Tiefen in der Fahrrinne für die drei Jahre 1990, 1992 und 1994 zeigen (Abb. 96). Erkennbar ist ferner der erhöhte Baggerbedarf an den Bänken und das Weiterbestehen der Kolke.
Der im Vergleich zum Baggern im Hamburger Hafen geringere Zeitverzug zwischen morphologischer Änderung und Korrektur und die eindeutigere Erfassung der Baggermengen -nur ein Baggertyp im Einsatz - in einheitlicher zeitlicher und räumlicher Auflösung erlaubt die Aussage: der Ist-Zustand ist weitgehend stationär. Seine detaillierte Erfassung ermöglicht Vorhersagen zum geplanten Ausbau. Korrelationen mit Einflußgrößen wie Oberwasserabfluß, Schwebstoffgehalt und Sedimentation sind möglich, beschränken sich aber überwiegend auf qualitative Tendenzaussagen. Eine quantitative Feststellung besagt z.B. für den Unterelbe-bereich (km 638,9-689,1), daß im Zeitraum 1980-1990 die wasserbaulichen Umlagerungen von 0,75 Mio. m3/Monat bei einem Oberwasser von 500 m3/s auf 0,1 Mio.m3/Monat bei einem Oberwasser von 2000 m3/s gesunken sind, d.h. hohes Oberwasser verringert die Sedimentation in der Fahrrinne deutlich.
3.6.4 Sedimentation in den Häfen Glückstadt, Brunsbüttel, Cuxhaven
Ausreichende Sedimentations-Daten liegen nur für diese drei Häfen vor, die sich typisch in ihrer Lage bezüglich der Brackwasserzone unterscheiden:
Glückstadt etwa obere Grenze der Brackwasserzone mittl.Sedimentationsrate
12-37 cm/a
Brunsbüttel Kernbereich der Brackwasserzone mittl.Sedimentationsrate
270 cm/a
Cuxhaven seeseitiger Übergang der Brackwasserzone mittl.Sedimentationsrate
108 cm/a
Die hohe Sedimentation in den Schleusenvorhäfen von Brunsbüttel wird auch durch den Eintrag von Süßwasserorganismen mit dem Kanalwasser verstärkt. Die Baggermengen sind mit dem Oberwasser korreliert: sie sinken mit zunehmendem Oberwasser.