4.2 Auswirkungen nach Fertigstellung der Maßnahme
Nach Berechnungen der Bundesanstalt für Wasserbau-Außenstelle Küste (BAW-AK; MATERIALBAND I) sind zu erwartende ausbaubedingte Änderungen in der Tidedynamik der Elbe mittels eines Modells errechnet worden. Die für die allgemeinen Nutzungen wichtigen Modellergebnisse werden für die Elbe und ihre Nebenflüsse nachfolgend zusammengefaßt, wobei nur die maximalen Änderungswerte (Prognosewerte) angegeben werden:
Elbbereich
Unabhängig vom Oberwasserzufluß nehmen die Änderungen beim Tidehochwasser, -niedrig- wasser und -hub von der Außenelbe elbaufwärts bis etwa Hamburg-St. Pauli zu. Anschließend werden sie wieder geringer. Das exakte Ausmaß der ausbaubedingten Änderungen ist vom jeweils zugrunde gelegten Oberwasserzufluß und den Windverhältnissen abhängig. In bezug auf die Tidehubänderung beträgt die diesbezügliche Schwankungsbreite bis zu rund 3,5 cm. Die deutlichsten ausbaubedingten Änderungen ergeben sich beim Tidehochwasser für den Bereich Fahrrinnenkilometer 615 N bis 645 N mit einer Zunahme bis knapp 4 cm, beim Tideniedrigwasser etwas weiter stromauf mit einer Abnahme bis zu 7 cm. Damit nimmt der Tidehub maximal um knapp 11 cm (im Bereich des Hamburger Stromspaltungsgebietes) zu.
Das Tidehoch- und das Tideniedrigwasser wird im Bereich Cuxhaven um bis zu 1 Minute später eintreten. Der Raum Glückstadt ist dadurch gekennzeichnet, daß dort das Tidehochwasser bis zu 3,5 Minuten später und das Tideniedrigwasser 1-2 Minuten früher eintritt. Für Hamburg-St. Pauli wurde sowohl für das Tidehoch- als auch für das Tideniedrigwasser eine frühere Eintrittszeit berechnet (Thw bis ca. 5, Tnw bis ca. 6 Minuten). Weiter elbaufwärts nimmt diese Differenz wieder ab.
Die Flutdauer nimmt im Bereich von Glückstadt um bis zu 5 min zu bzw. die Ebbedauer entsprechend ab. Ansonsten fallen die Änderungen deutlich geringer aus.
Die mittleren Flut- und Ebbstromgeschwindigkeiten nehmen im Bereich der Fahrrinne in der Größenordnung von 1 bis 3 cm/s zu (an einzelnen Stellen bis maximal 5 cm/s). In Seitenbereichen und Nebenelben ändert sich die Strömungsgeschwindigkeit um "1 cm/s.
Die deutlichsten ausbaubedingten Salzgehaltsänderungen wurden von der BAW-AK bei hohem Oberwasserzufluß prognostiziert. Beim maximalen Salzgehalt liegen sie im Bereich Außenelbe bis Wedel zwischen -0,08 und +0,34 l. Letzterer Wert ist für die Höhe km 710 N errechnet worden. Für das Salzgehaltsminimum wurden Änderungen zwischen -0,14 und +0,2 l bestimmt. Beide Extreme wurden für unterhalb von Cuxhaven prognostiziert. Bei mittlerem und niedrigem Oberwasserzufluß sind die Salzgehaltsänderungen geringer und liegen mit ihren Änderungsextremen weiter elbaufwärts.
Nebenflüsse
Ähnlich wie die Elbe zeigen ihre Nebenflüsse beim Tidehochwasser eine Wasserstandserhöhung, beim Tideniedrigwasser eine Absenkung. Mit 3 bis 4 cm sind die Veränderungen des Tidehochwassers an den Unterläufen der Flüsse Ilmenau, Este, Lühe, Schwinge, Pinnau und Krückau am größten. Bezüglich des Tideniedrigwassers treten die markantesten Unterschiede im Soll-Zustand mit 4 bis 5 cm in der Este, Lühe, Schwinge und Pinnau ein.
- Die Eintrittszeiten für das Tidehoch- und -niedrigwasser sind, bis auf das Tidehochwasser der Stör, früher. Am stärksten betroffen ist hiervon die Ilmenau mit rund 4 Minuten früherem Eintritt sowohl für das Hoch- als auch das Niedrigwasser. Das Tidehochwasser in der Stör tritt bis 3 Minuten später ein.
- Während in der Ilmenau, Pinnau, Krückau und Oste praktisch keine Änderungen in der Flut- bzw. Ebbedauer erwartet werden, nimmt die Flutdauer in der Este und Lühe um bis zu etwa 3 Minuten ab, in der Schwinge um 0 bis 2 Minuten und in der Stör um 2 Minuten zu. Die Änderungen in der Ebbedauer sind entsprechend invers.
- Als am weitesten flußabwärts in die Unterelbe mündende Flüsse weisen die Stör und die Oste kaum Differenzen zwischen Ist- und Soll-Zustand auf.
Für die Darstellung der maßnahmebedingten Änderungen der Wasserstände und deren Verweildauern sind exemplarisch für die gesamte Elbe die Verhältnisse im Bereich des Pegels St. Pauli in den Abbildungen 7 und 8 aufgezeigt. Änderungen treten jeweils nur zu den Zeiten um Tidehoch- und -niedrigwasser auf. Die Wasserstände des Ist-Zustands werden zügiger von der Tide durchlaufen, was mit einer Abnahme der Verweildauer einhergeht.
Für Sturmflutscheitelwasserstände ergaben sich bei Berechnungen geringe maßnahmenbedingte Zunahmen. Im ungünstigsten Fall, incl. eines Sicherheitsaufschlages, ergeben sich von der Elbmündung bis Brunsbüttel Zunahmen von weniger als 1 cm und für den Bereich von Brunsbüttel bis zum Wehr Geesthacht von 3 cm (vgl. MATERIALBAND I).
Der Grundwasserstand ist in einem begrenzten Bereich beidseitig des Stromes mit den Wasserständen der Elbe gekoppelt. Die Amplitude der Tide wird bei Eintritt in den an den Strom angrenzenden Boden deutlich gedämpft. Die Reichweite der Tideschwankung der Elbe im Grundwasser beträgt gemäß eines Beispieles an der Süderelbe 2 bis 3 km landeinwärts (MATERIALBAND IV). In etwa 300 m Elbentfernung ist die Amplitude um etwa 50% verringert, in etwa 1 km Entfernung beträgt die Schwankungsbreite noch etwa 13% des Tidehubs.
Ausgehend von einer maximalen Änderung von 3 bis 4 cm des mittleren Tidehochwassers und 4 bis 7 cm des mittleren Tideniedrigwassers ergeben sich demgemäß in 300 m Entfernung zur Elbe ca. 2 cm bzw. 3,5 cm Anstieg bzw. Absinken des Grundwasserstandes. In 1 km Entfernung beträgt die maximale zu errechnende Änderung weniger als 1 cm.
Abb. 7: Wasserstandsverweildauer bei Ebbe ( nach SIEFERT 19996, geändert)
Abb. 8: Wasserstandsverweildauer bei Flut (nach SIEFERT 1996, geändert)
