Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt

9 ENTWICKLUNGSPROGNOSE UND BEWERTUNG DES UMWELTZUSTANDES BEI VERWIRKLICHUNG DES VORHABENS

9.1 Gewässer 9.1.1 Hydrologie und Morphologie 9.1.1.1 Hydrologie Die in Kapitel 5 ausführlich beschriebenen ausbaubedingten Änderungen der Hydromechanik werden an dieser Stelle noch einmal tabellarisch zusammengefaßt, da sie den in den folgenden Kapiteln getroffenen Prognosen über die Auswirkungen des Vorhabens auf die Schutzgüter zugrunde liegen. Mit Ausnahme der Tidewasserstandsänderungen können die von der BAW-AK prognostizierten Auswirkungen auf die Hydrologie nicht nach dem für diese UVS entwickelten Bewertungsverfahren beurteilt werden. Die in den Tabellen z.T. enthaltene Bewertung erfolgt nur unter hydrologischen Gesichtspunkten und läßt sich nicht auf die anderen durch die geplante Fahrrinnenanpassung betroffenen Schutzgüter übertragen. Tab. 9.1 - 1: Ausbaubedingte Änderungen der Tidewasserstände (MATERIALBAND I)
 

Maximale Änderung des Tnw		Maximale Änderung des Thw		Änderung des Thb
Fahrrinnen-km	Änderung	Fahrrinnen-km	Änderung	o Maximale Veränderung des Thb um 10,5 cm am Pegel St. Pauli.
585 - 597	> 2 bis 3 cm	597 - 663	> 3 bis 4 cm
597 - 603	> 3 bis 4 cm
603 - 607	> 4 bis 5 cm
607 - 611	> 5 bis 6 cm
611 - 640	> 6 bis 7 cm
640 - 650	> 5 bis 6 cm
650 - 667	> 4 bis 5 cm
		663 - 678	> 2 bis 3 cm
667 - 681	>3 bis 4 cm
		678 - 688	> 1 bis 2 cm
681 - 712	> 2 bis 3 cm
		688 - 745	£ 1 cm
712 - 726	> 1 bis 2 cm
726 - 745	< 1 cm

Abb. 9.1 - 1: Ausbaubedingte Änderungen der Tidewasserstände im Längsschnitt  

Die von der BAW-AK prognostizierten Änderungen der Tidewasserstände (vgl. Tab. 9.1 - 1und Abb. 9.1 - 1) werden im folgenden für die Untersuchungsabschnitte I bis VI nach dem im Kapitel 7.1.1.2 beschriebenen Verfahren bewertet. In den Tabellen 9.1 - 2 und 9.1 -3 sind die Veränderungen der Tideparameter und die sich daraus ergebenden Wertstufen für den Ist-Zustand und die Prognose dargestellt. Tab. 9.1 - 2: Bewertung der ausbaubedingten Änderung des MTnw
 

Abweichung vom Referenzzustand	Untersuchungsabschnitt
	I	II	III	IV	V	VI
Ist-Zustand [cm]	- 160	- 112	- 41	+ 14	+ 18	+ 9
Prognose [cm]	- 163	- 119	- 47	+ 10	+ 16	+ 8
Wertstufe Ist-Zustand	5	5	3	2	2	1
Wertstufe Prognose	5	5	3	2	2	1

Tab. 9.1 - 3: Bewertung der ausbaubedingten Änderung des MThw
 

Abweichung vom Referenzzustand	Untersuchungsabschnitt
	I	II	III	IV	V	VI
Ist-Zustand [cm]	+ 33	+ 49	+ 34	+ 10	+ 28	+ 21
Prognose [cm]	+ 37	+ 53	+ 38	+ 12	+ 29	+ 21
Wertstufe Ist-Zustand	3	3	3	2	2	2
Wertstufe Prognose	3	4	3	2	2	2

Den Tabellen läßt sich entnehmen, daß die ausbaubedingten Veränderungen der Tidewasserstände und des Tidenhubes im Vergleich zum bereits stark veränderten Ist-Zustand gering ausfallen. Dennoch bedeutet die geringfügige Erhöhung des MThw im Untersuchungsabschnitt II eine Verschlechterung, die zu einem Wertstufenwechsel von 3 auf 4 führt. Zudem wird durch die weiteren Verschlechterungen insbesondere in den bereits im Ist-Zustand als sehr hoch belastet anzusehenden Untersuchungsabschnitten I und II und dem mäßig belasteten Untersuchungsabschnitt III der vorhandene negative Trend fortgesetzt. Die Erheblichkeit dieser Veränderungen wird bei den anderen Schutzgütern in den nachfolgenden Kapiteln bewertet.
 

Überflutungsdauer
Elbabschnitt	Ausbaubedingte Änderung
Wattkanten der Niedrigwasserlinie unterhalb von Glückstadt	Abnahme von weniger als 5 Minuten.
Wattgebiete Fährmannsand, am Hanskalbsand und im Mühlenberger Loch	Abnahme in den tiefliegenden Bereichen um 3 bis 10 Minuten, Zunahme in den höher gelegenen Wattgebieten um 1 bis 5 Minuten.
Ist-Zustand: Höchste Überflutungsdauern im Bereich der Wattkanten der Niedrigwasserlinien > 10 Stunden.
Bewertung: Geringe ausbaubedingte Änderungen der Überflutungsdauer.

 
 

Flut- und Ebbedauer
Elbabschnitt	Ausbaubedingte Änderung
unterhalb der Ostemündung	Zu- oder Abnahme von weniger als 1 Minute.
Streckenabschnitt Glückstadt	Zunahme der Flutdauer und Abnahme der Ebbedauer von maximal 5 Minuten.
oberhalb Pagensand bis zum Wehr Geesthacht	Zunahme der Flutdauer und Abnahme der Ebbedauer um weniger als 2 Minuten.
Ist-Zustand: Flutdauern von mindestens 5½ Stunden in der Außenelbe und mindestens 3½ Stunden am Wehr Geesthacht. Ebbedauer von mindestens 6½ Stunden in der Außenelbe und mindestens 8 Stunden am Wehr Geesthacht.
Bewertung: Geringe ausbaubedingte Änderungen der Flut- und Ebbedauer.

 
 

Flut- und Ebbestromdauer
Elbabschnitt	Ausbaubedingte Änderung
oberhalb Teufelsbrück	Verlängerung der Flutstromdauer und Verkürzung der Ebbestromdauer um 0 bis 3 Minuten.
Teufelsbrück bis Brunsbüttel	Änderungen von 0 bis 1 Minute, örtlich maximal ±3 Minuten.
unterhalb Brunsbüttel	Überwiegend Zunahmen der Flutstromdauern um ca. 1 bis 3 Minuten in Verbindung mit entsprechenden Abnahmen der Ebbestromdauern.
Ist-Zustand: Flutstromdauer oberhalb Teufelsbrück ca. 4 bis 5 Stunden. Ebbestromdauer > 7 Stunden.
Bewertung: Sehr geringe bzw. in der Natur nicht meßbare Veränderungen der Flut- und Ebbestromdauer.

 
 

Strömungsgeschwindigkeiten (mittlere und maximale Flut- und Ebbeströmungsgeschwindigkeiten)
Elbabschnitt	Ausbaubedingte Änderung
Elbmündungsgebiet bis Wedel	Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeiten in der Fahrrinne überwiegend um 0 bis 3 cm/s, vereinzelt bis 5 cm/s. Unmittelbar seitlich der Fahrrinne bereichsweise leichte Geschwindigkeitsabnahmen von 0 bis 3 cm/s. Auf den Wattgebieten und in den Nebenrinnen keine nachweisbaren ausbaubedingten Strömungsänderungen (< 1 cm/s).
Wedel bis Teufelsbrück	Zunahmen von 0 bis 3 cm/s in der Fahrrinne.
Teufelsbrück bis zur Ausbaugrenze in der Norder- bzw. Süderelbe	Abnahme der Strömungsgeschwindigkeiten.
oberhalb der Ausbau- strecken bis zur Ilmenaumündung	Zunahme der Strömungsgeschwindigkeiten um 0 bis 3 cm/s.
oberhalb der Ilmenau- mündung	Zunahme des maximalen Flutstrom < 3 cm/s und des mittleren Flutstroms < 1 cm/s. Zunahme der maximalen und mittleren Ebbestromgeschwindigkeit < 1 cm/s.
Hahnöfer Nebenelbe	Kleinräumig Änderungen der maximalen Flutstromgeschwindigkeiten zwischen ±1 cm/s bis ±3 cm/s. Veränderung der mittleren und maximalen Ebbeströmung unter ± 1 cm/s.
Übergangsbereich von der Hahnöfer Nebenelbe zum Mühlenberger Loch	Leichte Abnahme der mittleren und maximalen Ebbestromgeschwindigkeiten (0 bis 3 cm/s).
Mühlenberger Loch	Veränderungen innerhalb eines Schwankungsbereiches von ±3 cm/s, größtenteils unter ±1 cm/s.
Ist-Zustand: Mittlere und maximale Strömungsgeschwindigkeiten in der Hauptrinne zwischen 0,6 und 2 m/s.
Bewertung: Im Vergleich zum Ist-Zustand nur geringe Strömungsänderungen von 0 bis 3 cm/s, an einzelnen Stellen bis zu 5 cm/s.

 
 

Transportkapazitäten
Elbabschnitt	Ausbaubedingte Änderung
gesamtes Untersuchungsgebiet	Erhöhung der Transportkapazitäten zwischen 0 und 3%, in einzelnen Bereichen bis 5%.
durchströmte Seiten- und Flachwasserbereiche sowie Nebenelben	Änderungen unter der Nachweisgrenze von ±1%.
Zwischen Brunsbüttel und dem Hamburger Hafen	Bei niedrigem Oberwasserzufluß während der Springtidephase Zunahme der Transportkapazität in der Flutstromphase stärker als in der Ebbstromphase und infolgedessen verstärkter Stromauftransport von Feinsand an der Sohle. Bei höheren Oberwasserabflüssen wird der Ebbestrom und damit dessen Transportkapazität verstärkt.
Ist-Zustand: Höchste Transportkapazitäten in der Hauptrinne. Während der Springtidephase mit niedrigem Oberwasserzufluß Stromauftransport von Feinsand unterhalb des Hamburger Hafens.
Bewertung: Geringe ausbaubedingte Änderungen der Transportkapazitäten.

 
 

Salzgehalte/Brackwasserzone
Elbabschnitt	Ausbaubedingte Änderung
unterhalb Brunsbüttel	Verringerung des Salzgehaltes von < 1‰
Bereich Glückstadt	Zunahme ca. 0,1‰
Bereich Stadersand	Zunahme ca. 0,05‰
Bereich Wedel	Zunahme ca. 0,02‰
Ist-Zustand: Bei hohem Oberwasserzufluß unterhalb Brunsbüttel Minimalwert von 2‰, bei niedrigem Oberwasserzufluß im Bereich Glückstadt Maximalwert von 5‰ und im Bereich Cuxhaven Maximalwerte von ca. 27‰. Lage der oberen Brackwassergrenze bei mittleren Oberwasserzuflüssen bei Glückstadt und bei niedrigen Oberwasserzuflüssen bei Lühesand-Nord.
Bewertung: Geringe ausbaubedingte Änderungen der Salzgehalte. Geringfügige Stromaufverlagerung der oberen Brackwassergrenze.

 
 

Ausbaubedingte Veränderungen der Tidewasserstände in den Elbenebenflüssen
Nebenfluß	Bereich	Differenz im Thw [cm]		Differenz im Tnw [cm]
			"worst case"		"worst case"
Ilmenau	Ilmenau-Sperrwerk	+3 bis +4	+4	-2 bis -3	6
	Luhemündung			- 1 bis -2	3
	Schleuse Fahrenholz			0	0
Este	Mündung	+4	+5	5 bis -6	-10
	Moorende			1	-2
	Buxtehude			1	-2
Lühe	Mündung	+ 4	+5	5	-9
	Straßenbrücke Steinkirchen	+ 4	+5	±1	±2
	Horneburg	+ 3	+4	+1	+1
	Daudieck (Aue)	0	0	0	0
Schwinge	Mündung	+3	+4	-4	-7
	Straßenbrücke Klappbrücke
	Stade			-2	-4
Pinnau	Mündung	+ 3	+4	3	-7
	Uetersen	+ 3	+4	0 bis +1	±1
	Pinneberg	+ 2	+3
	Wulfmühle	0	0	0	0
Krückau	Mündung	+3 bis +4	+4	3	-6
	BWStr - km 3,0			0	-1
	Straßenbrücke B 5	+ 3	3	0	0
	Straßenbrücke BAB 23	0	0
Stör	Mündung	+1	+2	-3	-4
	Breitenburg			0	0
	Rensing
Oste	Mündung	0	0	-1	2
	Hechthausen			0	0

 
 

Ausbaubedingte Veränderungen der Tidewasserstände in den Elbenebenflüssen
Ist-Zustand: Tidenhub in den Mündungsbereichen beträgt zwischen 2,8 m (Stör) und 3,4 m (Este).
Bewertung: Die ausbaubedingten Veränderungen sind vom hydrodynamischen, flußbaulichen und nautischen Standpunkt her als gering einzustufen. Der "worst case" stellt den ungünstigsten Fall mit einer absolut geringen Eintrittswahrscheinlichkeit dar (vgl. Kap. 5).

 
 

Salzgehalte in den Nebenflüssen
Nebenfluß	Ausbaubedingte Änderung
Pinnau und Krückau	Zunahme der Salzgehalte im Unterlauf von ca. 0,03‰.
Stör	Zunahme der maximalen Salzgehalte in der Mündung um ca. 0,1‰. Erhöhung der mittleren Salzgehalte am Störsperrwerk um 0,05‰, zwischen Störsperrwerk und Kasenort 0 bis 0,05‰, oberhalb Kasenort keine Änderung.
Oste	Leichte Verschiebung der Brackwasserzone stromab. Absinken der Salzgehalte unterhalb von Osten bis zur Ostemündung von 0 bis ca. 0,06‰.
Ist-Zustand: Maximale Salzgehalte zwischen 1‰ in der Pinnaumündung und bis zu 15,5‰ in der Ostemündung.
Bewertung: Geringe ausbaubedingte Änderung der Salzgehalte in den Nebenflüssen.

 
 

Ausbaubedingte Änderung der Seegangsbelastung auf Ufer, Watten und Deiche
o Bei extremen Sturmfluten mit Wellenhöhen von 6,5 m am seeseitigen Rand Änderungen der Wellenhöhen großflächig unter ± 2 cm. o Südlich der Fahrrinne in Höhe Neuwerk regional Zunahmen der Wellenhöhen bis 5 cm und nördlich dieses Bereiches Abnahmen der Wellenhöhen bis 5 cm.
Ist-Zustand: Vom Modell berechnete maximale Wellenhöhen betragen oberhalb von Cuxhaven zwischen 1,0 m und 3,5 m.
Bewertung: Geringe ausbaubedingte Änderungen des Seeganges und infolgedessen keine nennenswerte Mehrbelastung der Deiche und Deckwerke sowie Auswirkungen auf die morphologische Entwicklung der Sände und Watten zu erwarten.

 
 

Sturmflutkenngrößen
Elbabschnitt	Ausbaubedingte Änderung
innerer Ästuarbereich von Glückstadt bis Hamburg	höchster ausbaubedingter Anstieg der Sturmflutscheitelwasserstände bei allen drei modellierten Sturmfluten: o Anstieg der Scheitelwasserstände von 2 bis 2,5 cm bei der - im Vergleich zu den anderen modellierten Sturmfluten - etwas niedrigeren Flut vom 28.01.1994 ("füllige" Windstaukurve) o Anstieg der Scheitelwasserstände um 1 bis 1,5 cm bei der höchsten bisher im Unterelberaum aufgetretenen Sturmflut vom 03.01.1976 ("steile" Windstaukurve) o Anstieg der Scheitelwasserstände von etwa 1 cm bei der extremen Bemessungssturmflut
Pegel St. Pauli	Eintritt der Sturmflutscheitelwasserstände bei mittleren Sturmfluten bis zu ca. 5 Minuten früher und bei extremen Sturmfluten 2 bis 1 Minute früher.
Ist-Zustand: Maximale Windstauhöhe am Pegel Cuxhaven von 4,15 m bei der Sturmflut vom 03.01.1976. Höchster Wasserstand am Pegel St. Pauli von 6,02 m NN bei der Sturmflut vom 28.01.1994
Bewertung: Die Veränderungen sind so gering, daß der Betrieb der Sperrwerke nicht geändert werden muß. Auswirkungen auf die Nebenflüsse und die dahinterliegenden Überschwemmungsbereiche sind nicht zu erwarten. Die Ergebnisse der Sturmflutmodellierung führten allerdings zur Erweiterung des Untersuchungsgebietes. Da das Wehr Geesthacht bei hohen Sturmfluten "gelegt" wird, wirken sich die ausbaubedingten Änderungen der Sturmflutkenngrößen bis Bleckede aus. Die Untersuchung der Auswirkungen dieser Veränderungen auf die anderen Schutzgüter erfolgt in dem Ergänzungsband zur UVS.

 
 

Ausbaubedingte Änderungen der schiffserzeugten Belastungen
o In Bereichen mit Querschnittserweiterung in der Tendenz leichte Abnahme der schiffserzeugten Wellen bei Schiffsgeschwindigkeiten von 12 bzw. 15 kn. o In Bereichen mit bereits vorhandenen Übertiefen (keine Querschnittserweiterung) können örtliche Belastungszunahmen entstehen, so daß bei Schiffsgeschwindigkeiten über 12 kn erhebliche Schiffswellen und Rückströmungen entstehen können. Im Bereich des Hamburger Hafens können Geschwindigkeiten von mehr als 10 kn deutliche Erhöhungen der schiffserzeugten Belastungen bewirken.
Ist-Zustand: Überproportional erhöhte Belastungen bei unangemessen hohen Schiffsgeschwindigkeiten (z.B. Bereich der Lühemündung).
Bewertung: Risiko von überproportional erhöhten Schiffswellen und Rückströmungen bei Schiffsgeschwindigkeiten von mehr als 12 kn in Bereichen mit bereits vorhandenen Übertiefen und in engen Querschnitten der Unterelbe.

9.1.1.2 Morphologie Die nachfolgenden Prognoseaussagen und Beurteilungen der ausbaubedingten Veränderungen des Reliefs bzw. der morphologischen Entwicklung basieren auf den Auswertungen und Modellergebnissen der BAW-AK (vgl. Kap. 5 und MATERIALBAND I), den Untersuchungen zur Morphologie von GKSS und HGU (vgl. Kap. 9.1.2 und MATERIALBAND II) sowie den von der Planungsgruppe Ökologie + Umwelt Nord durchgeführten Auswertungen über die morphologischen Strukturelemente. Das Relief im Untersuchungsgebiet wird durch die geplante Maßnahme direkt (Baggerungen) oder indirekt (Tidedynamik) verändert. Die Baumaßnahmen wirken direkt auf das Relief des Flußbettes, indem

die Fahrrinne bereichsweise durch Baggerungen vertieft wird,

die Fahrrinne bereichsweise verbreitert oder ihre Sollbreite reduziert wird,

das Baggergut z.T. im Strom verklappt wird und dort zunächst zum größten Teil sedimentiert,

das Baggergut z.T. seitlich der Fahrrinne in Baggergutablagerungsflächen eingebaut wird und

das Baggergut z.T. auf Spülfeldern aufgespült wird. Zudem haben die Baumaßnahme bzw. die Eingriffe in die Gewässersohle Veränderungen der Tidedynamik zur Folge, die

über veränderte Strömungsgeschwindigkeiten in Verbindung mit dem Sedimentations- und Erosionsverhalten auf das Relief der Gewässersohle rückwirken und

sich über veränderte Wasserstände, Überflutungsdauern, Strömungsgeschwindigkeiten sowie Sedimentations- und Erosionsverhalten auf die terrestrischen Flächen (Deichvorland), die Ufer, die Watt- und Flachwasserbereiche und insgesamt auf die Strukturvielfalt auswirken. Auswirkungen auf die morphologischen Strukturelemente Die Auswirkungen auf die morphologischen Strukturelemente lassen sich auf der Grundlage der verfügbaren Daten nicht exakt quantifizieren. Hierfür wären detaillierte Informationen über die Geländetopographie notwendig, die in dem erforderlichen Umfang nicht zur Verfügung stehen (vgl. Kap. 12). Aus diesem Grund können i.d.R. nur Trendaussagen über die Flächenveränderungen getroffen werden. Eine Bewertung der Veränderungen nach dem im Kapitel 7.1.1.3 beschriebenen Verfahren ist daher nicht möglich. o Deichvorland und Elbinseln Die morphologische Entwicklung des episodisch (bei Sturmfluten) überfluteten Deichvorlandes infolge des geplanten Fahrrinnenausbaus läßt sich aus den zu erwartenden Veränderungen der Tidewasserstände, der Sturmflutwasserstände und der Strömungen ableiten. Durch den Anstieg des MThw und die Verlängerung der Überflutungsdauer werden die auf Wasserstandsänderungen empfindlich reagierenden Biotope der ufernahen Säume beeinträchtigt. Bei einer Schädigung der Vegetation erhöht sich die Gefahr von Erosionen im Uferbereich, weil die strömungsberuhigende Wirkung der Pflanzen fehlt (vgl. Kap. 9.3 und 9.4.2). Strömungsbedingte Erosionen können hingegen ausgeschlossen werden, da für den Bereich der Vordeichflächen keine Strömungsänderungen prognostiziert werden. Darüber hinaus können in geringem Umfang Sedimentationen stattfinden, da die prognostizierte Erhöhung der Sturmflutwasserstände (bis zu 2,5 cm) bei zugleich unveränderten Strömungsgeschwindigkeiten zu einem erhöhten Schwebstoffeintrag in die Vordeichflächen führt. Die ausbaubedingten Änderungen der Seegangsbelastung bleiben nach den Berechnungen der BAW-AK unterhalb einer nachweisbaren Größe (± 2 cm). o Wattflächen Neben den prognostizierten Absenkungen des Tnw, die bereichsweise zu Vergrößerungen der Wattflächen führen, können morphologische Veränderungen in den Wattgebieten infolge geänderter Strömungen, verändertem Schwebstofftransports oder veränderter Überflutungsdauern auftreten. Über die Veränderungen der Wattflächen können nur Trendaussagen getroffen werden. Eine Bewertung der Veränderungen nach dem im Kapitel 7.1.1.3 beschriebenen Verfahren ist nicht möglich. In der Außenelbe seewärts von Cuxhaven sind keine ausbaubedingten Veränderungen der Wattgebietsgrößen zu erwarten, da hier nur Wasserstandsänderungen von < 1 cm prognostiziert werden. Im Elbabschnitt zwischen Cuxhaven und Brunsbüttel wird die Größe der Wattflächen durch die Tnw-Absenkung von bis zu 2 cm in der Tendenz zunehmen. Zwischen Brunsbüttel und Lühesand werden die Wattgebiete in Abhängigkeit von dem jeweils örtlichen Geländegefälle um einen ca. 1 m breiten Streifen vergrößert. Bei relativ steilen Unterwasserböschungen mit Neigungen von 1:10 und kleiner (z.B. Bereich des Fährmannsander Wattes in Höhe der Buhnenköpfe im Niedrigwassersaum) sind durch die prognostizierte Tnw-Absenkung von ca. 5 cm nur Wattgebietsvergrößerungen in Streifenbreiten von 0,5 bis 1 m zu erwarten. Für das Mühlenberger Loch werden sich bei den prognostizierten Tnw-Absenkungen von bis zu 7 cm in Bereichen mit flachen Neigungen von 1:50 zusätzliche Wattstreifen im Niedrigwassersaum mit Breiten von 2 bis zu 5 m ergeben. An tieferen Rinnen mit Neigungen von ca. 1:10 sind Flächenzunahmen von 0,5 bis 1 m Breite zu erwarten. An den steilen Böschungen des Hamburger Hafens (überwiegend 1:3) ergeben sich nur trockenfallende Streifen von 5 bis 9 cm Breite. Im Naturschutzgebiet Heuckenlock hängen die Flächenzunahmen von den kleinräumigen Geländeneigungen ab. Die ausbaubedingten Änderungen der Seegangsbelastung auf die Wattflächen bleiben nach den Berechnungen der BAW-AK unterhalb einer nachweisbaren Größe (±2 cm). Die Berechnungen mit dem Schwebstofftransportmodell der GKSS ergaben für den größten Teil des Untersuchungsgebietes nur geringfügige Veränderungen des Schwebstoffregimes. In Teilbereichen werden als signifikant bewertete Änderungen der Schwebstoffkonzentration von mehr als 5% prognostiziert (vgl. Tab. 9.1 - 4). So werden für das Nordufer von Hanskalbsand und die Wedeler Au signifikante Ablagerungen von Schwebstoffmaterial von bis zu 40% am Ende eines Spring-Nipp-Zyklusses vorhergesagt. Es handelt sich hierbei um dauerhafte Ablagerungen mit Mächtigkeiten von 1 bis 5 mm nach der Konsolidierung. Die Ablagerungen erfolgen, bis sich ein morphologischer Gleichgewichtszustand zwischen Sedimentation und Erosion einstellt und die Schichten eine maximale Mächtigkeit erreichen (vgl. Kap. 9.1.2). o Flachwasser In den Flachwasserbereichen kann es zum einen aufgrund der prognostizierten Absenkungen des Tnw zu Flächenverlagerungen und teilweise auch zu Änderungen der Flächengröße kommen. Zum anderen können sich die von der BAW-AK prognostizierten Strömungsänderungen auf die Morphologie der Flachwasserbereiche auswirken. Die Auswirkungen auf die Flächengröße sind abhängig von der Morphologie der Flachwasserbereiche und der sich anschließenden tieferen Bereiche. Dabei können hinsichtlich der auftretenden Änderungstendenzen folgende Typen unterschieden werden (vgl. Abb. 9.1 - 2):

Typ 1: Durchgängig gleichmäßige Neigung zwischen MTnw und MTnw minus 4 m. Tendenz: gleichbleibende Flächengröße (vollständige Verlagerung).

Typ 2: Flache Neigung zwischen MTnw und MTnw minus 2 m mit anschließendem steilen Abfall zwischen MTnw minus 2 m und MTnw minus 4 m. Tendenz: Flächenverkleinerung (unvollständige Verlagerung).

Typ 3: Steile Neigung zwischen MTnw und MTnw minus 2 m mit anschließendem flachen Abfall zwischen MTnw minus 2 m und MTnw minus 4 m. Tendenz: Flächenvergrößerung (unvollständige Verlagerung). Bei ausgedehnteren Wattflächen und Flachwasserbereichen können Kombinationen dieser Typen auftreten, die jeweils gesondert zu betrachten sind. Um eine Vorstellung über die Größe der Abnahme zu erhalten, wurde eine vereinfachte Modellbetrachtung der Gegebenheiten durchgeführt, da sich aufgrund der sehr differenzierten Morphologie keine detaillierte Berechnung oder Modellierung der Änderung dieser Bereiche vornehmen läßt. Zunächst erfolgt eine kartographische Abschätzung der Flächenveränderungen der Flachwasserbereiche. Für die auf diese Weise ermittelten am stärksten betroffenen Gebiete werden dann exemplarisch Beispielschnitte konstruiert, um detaillierte Aussagen treffen zu können. Grundlage der Betrachtung waren die auf den Peilplänen beruhenden Isolinien von MTnw, MTnw minus 2 m und MTnw minus 4 m. Aus dem Abstand dieser Linien zueinander kann auf die durchschnittliche Neigung des Flachwasserbereichs sowie der sich anschließenden tieferen Bereiche geschlossen werden. Abb. 9.1 - 2: Schematische Darstellung verschiedener Relieftypen im Flachwasser der Tideelbe

Die Verteilung der drei Typen bzw. der Gebiete, in denen Abnahmen und Zunahmen des Flachwassers zu erwarten sind, ist in Karte 9.1 - 1 dargestellt. Diese Karte ermöglicht eine Abschätzung der Bereiche, in denen mit Flächenveränderungen zu rechnen ist. In folgenden Bereichen überwiegen die Abnahmetendenzen deutlich:

Mühlenberger Loch und Hahnöfer Nebenelbe,

Nordspitze Pagensand,

Nordspitze Schwarztonnensand,

Brammer Bank,

Böschrücken,

Störmündung und

Ostemündung. Die Überlagerung dieser Bereiche mit denen der ökologisch bedeutsamen Flachwasserbereiche ermöglicht eine erste Abschätzung der Bereiche, für die eine erhebliche Beeinträchtigung zu befürchten ist: Insbesondere für die ökologisch bedeutsamen Bereiche des Mühlenberger Lochs, der Hahnöfer Nebenelbe und der Brammer Bank ist hierdurch mit einer erheblichen Beeinträchtigung des Naturhaushaltes zu rechnen. Für diese Bereiche wurden die bereits erwähnten Beispielschnitte konstruiert, die eine Berechnung der jeweiligen Flächenänderung anhand der durchschnittlichen Neigungen zwischen den Isolinien ermöglichen (schematische Betrachtung). Für die Abschätzung wurden die von der BAW-AK prognostizierten maximalen Änderungen der Tidewasserstände herangezogen (vgl. Tab. 9.1 - 1). Auf diese Weise wurde für den östlichen Teil des Mühlenberger Lochs (vgl. Abb. 9.1 - 3, Schnitt "Mühlenberger Loch"), ausgehend von einer prognostizierten Absenkung des Tnw um ca. 6 cm, eine Abnahme von ca. 38 m und für den Schnitt östlich Neßsand (vgl. Abb. 9.1 - 3, Schnitt "Ost-Neßsand") sogar eine Abnahme von ca. 56 m festgestellt. Für den Westen des Mühlenberger Lochs (Schnitt "NO-Neßsand", in Abb. 9.1 - nicht dargestellt) wurde eine Breitenabnahme des vorhandenen Flachwasserbereiches um ca. 16 m ermittelt. Die für die Brammer Bank (vgl. Abb. 9.1 - 3, Schnitt "Brammer Bank Süd") ermittelten Werte betragen ca. 5 m. Die Flächenabnahmen sind darauf zurückzuführen, daß in den tieferen Gewässerbereichen i.d.R. etwas steilere Neigungen als in den gegenwärtigen Flachwasserbereichen vorliegen. Diese Abschätzung ermöglicht keine quantitativen Aussagen über zu erwartende Flächenabnahmen. Es wird jedoch deutlich, daß in bestimmten Bereichen klare Tendenzen zu einer Flächenabnahme der Flachwasserbereiche bestehen (insbesondere im Mühlenberger Loch). Aussagen über die Auswirkungen auf die Morphologie der Flachwasserbereiche lassen sich aus der Prognose der GKSS über die Sedimentations- und Erosionstendenzen in den Flachwasserbereichen ableiten (vgl. Kap. 9.1.2). Die Prognose berücksichtigt die bisherige morphologische Entwicklung der Nebenelben und Nebenrinnen, die anhand der MORAN-Methode (vgl. Kap. 5) bereits detailliert untersucht wurde. Durch das Schwebstofftransportmodell der GKSS werden für die Hahnöfer Nebenelbe und die Wedeler Au dauerhafte Ablagerungen von Schwebstoffmaterial am Ende eines Spring-Nipp-Zyklusses prognostiziert. Die Ablagerungen erfolgen bis zum Erreichen eines morphologischen Gleichgewichtszustandes zwischen Sedimentation und Erosion (vgl. Kap. 9.1.2). In der morphologischen Entwicklung der Pagensander Nebenelbe sind keine ausbaubedingten morphologischen Änderungen zu erwarten. Lediglich für den Bereich des Bishorster Sandes, an der südlichen Ausmündung der Pagensander Nebenelbe, werden aufgrund der sehr geringen Wassertiefen und der damit verbundenen relativ hohen Rauheit Strömungsabnahmen und dadurch weiterhin begünstigte Sedimentationstendenzen prognostiziert. o Tiefwasser (Gewässersohle) Die Auswirkungen der geplanten Fahrrinnenanpassung auf die morphologische Entwicklung der Gewässersohle bzw. des Tiefwassers resultieren einerseits aus den direkten Veränderungen infolge der Ausbaubaggerungen. Andererseits kommt es zu indirekten Veränderungen aufgrund des morphologischen Nachlaufs, durch den sich nach dem Ausbau eine morphologische Entwicklung der Gewässersohle bis zu einem neuen dynamischen Gleichgewicht einstellen wird. Nach Einschätzung der BAW-AK erfolgt in den gegenwärtig vorhandenen Übertiefen, die bereits tiefer als die künftige Sollsohle liegen und in denen somit keine Ausbaubaggerungen stattfinden, nach der Fahrrinnenanpassung eine strömungsbedingte Erosion. Die Erosion wird solange anhalten, bis ein dynamischer Gleichgewichtszustand erreicht ist (vgl. Kap. 5). Darüber hinaus gibt es in weiten Bereichen der Sohle Riffelformationen, in denen die Riffeltäler bereits tiefer liegen als die geplante Sollsohle. Es handelt sich bei diesen Transportkörpern um komplexe dynamische Sohlstabilisierungsformen, und es wird erwartet, daß sie sich nach dem Ausbau auf einem tieferen Niveau wieder einstellen werden. Aus diesem Grund werden sowohl die Riffelkämme (Glättung der Sohle) als auch die Riffeltäler gleichmäßig vertieft (vgl. Kap. 3). Des weiteren wird davon ausgegangen, daß sich nach der geplanten Maßnahme die Böschungen auf eine Neigung nachentwickeln werden, die den örtlichen Bodenverhältnissen angepaßt und somit stabil ist. Die morphodynamische Entwicklung des Rinnensystems der Außenelbe einschließlich der Nebenrinnensysteme wie Luechterloch, Zehnerloch und Medemrinne wird sich ausbaubedingt nicht verändern. Bereits im Ist-Zustand zeigen die Rinnensysteme infolge des Zusammenspiels zwischen unterschiedlich induzierten Strömungen (mit ihren Strömungsgeschwindigkeiten) und dem Materialtransport durch Sedimentaufwirbelungen erhebliche morphologische Formänderungen. Abb. 9.1 - 3: Beispielschnitte (schematisch) zur Abschätzung der Flächenänderungen des Flachwassers

Die Hauptabflußrinne oberhalb von St. Margarethen (innerer Ästuarbereich) wird bereichsweise direkt durch die geplanten Ausbaubaggerungen vertieft. Darüber hinaus werden in Abschnitten mit Übertiefen Vertiefungen von 0,5 m bis 2 m durch den morphologischen Nachlauf eintreten. In dem durch wechselnde Tiefen mit Hochlagen, Übertiefen und Riffelstrecken geprägten Sockelbereich ergeben sich morphologische Veränderungen aus den Ausbaubaggerungen und dem morphologischen Nachlauf. Bei einer strikten Einhaltung der geplanten Sollbaggertiefen (einschließlich Baggertoleranz) werden sich in diesem Bereich nach Abklingen des morphologischen Nachlaufs langfristig stabile Verhältnisse einstellen. Bei Überschreitung der geplanten Sollbaggertiefen ist hingegen mit einer stärkeren Sohlerosion im Sockelbereich zu rechnen, die über den im hydromechanischen Modell der BAW-AK berücksichtigten Umfang des morphologischen Nachlaufs hinausgeht. Eine stärkere erosionsbedingte Vertiefung des Sockelbereichs könnte wiederum Veränderungen der Tideparameter nach sich ziehen, die über die unter Zugrundelegung der geplanten Solltiefen prognostizierten Veränderungen hinausgehen. Die Ergebnisse über die möglichen ausbaubedingten Veränderungen der Sedimentations- und Erosionstendenzen in der Fahrrinne, die veränderte Unterhaltungsaufwendungen zur Folge haben könnten, werden in Kapitel 9.1.2 beschrieben. Für weitergehende Informationen wird auf den MATERIALBAND II b verwiesen. Uferbeschaffenheit Nach dem derzeitigen Stand der Planungen sind im Rahmen der Fahrrinnenanpassung keine zusätzlichen Ufersicherungen geplant. Die Erfahrungen mit den vorangegangenen Ausbaumaßnahmen in der Tideelbe zeigen jedoch, daß diese Maßnahmen mit zusätzlichen Ufersicherungen oder der Verstärkung bestehender Deckwerke verbunden waren bzw. diese nach sich zogen. Somit besteht auch bei der geplanten Fahrrinnenanpassung das Risiko, daß bislang unverbaute Uferabschnitte zu sichern oder bereits bestehende Deckwerke zu verstärken sind. Diese Maßnahmen hätten erhebliche und nachhaltige Beeinträchtigungen der naturnahen Uferabschnitte zur Folge. Nebenflüsse Eine Verlandung der durchströmten Bereiche der Nebenflüsse ist nicht zu erwarten, weil sich aufgrund der Tidenhubverstärkungen in der Tendenz leichte Erhöhungen der Strömungsgeschwindigkeiten einstellen werden. Da die prognostizierten Geschwindigkeitserhöhungen äußerst gering sind, können auch wirksame Erosionen ausgeschlossen werden. Es werden auch keine Auswirkungen auf die Morphologie durch Sedimentation infolge eines veränderten Feststoffhaushaltes der Nebenflüsse erwartet. Diese Aussage beruht darauf, daß in der Tideelbe keine flächendeckenden Veränderungen der Schwebstoffkonzentrationen in der Wassersäule und nur geringfügige Veränderungen in der Transportkapazität (Geschiebefracht) prognostiziert werden und somit ausbaubedingt kein nennenswerter Stofftransport in die Nebenflüsse stattfinden wird (vgl. Kap. 9.1.2). 9.1.2. Schwebstoffregime Die nachfolgenden Ausführungen stützen sich auf die Prognoseaussagen der Gutachter

GKSS-FORSCHUNGSZENTRUM GEESTHACHT und

GESELLSCHAFT FÜR ANGEWANDTE HYDROGRAPHIE, GEOÖKOLOGIE UND UMWELTTECHNIK (HGU), die in den MATERIALBÄNDEN II a und II b ausführlich dargestellt sind. In diesem Kapitel erfolgt nach der Darstellung der Auswirkungen während der Bauphase zunächst eine Erläuterung des Schwebstofftransportmodells. Anschließend werden die vom Modell errechneten langfristigen Veränderungen des Schwebstoffregimes und die prognostizierten Auswirkungen auf die wasserbaulichen Materialumlagerungen beschrieben. Im Zusammenhang mit dieser Beschreibung wird jeweils auf die für das Schwebstoffregime relevanten Parameter der Tidedynamik Bezug genommen, die sich durch die geplante Maßnahme verändern werden. 9.1.2.1. Auswirkungen während der Bauphase Die Aussagen über die Auswirkungen auf das Schwebstoffregime während der Bauphase basieren auf den Ergebnissen mehrerer Umlagerungsversuche (AMT STROM- UND HAFENBAU 1996, BFG 1995) und den Kenntnissen der Fachgutachter über das Schwebstoffregime der Tideelbe; Modellrechnungen wurden hierfür nicht durchgeführt. Die Bauphase ist ein Übergangszustand zwischen dem Ist- und dem Ausbauzustand, in dem Sedimente an der Sohle und dem Rand der Fahrrinne angeschnitten werden. Das angeschnittene Sediment beeinflußt das Schwebstoffregime nur, wenn es sich um bindiges Material (Feinstsedimente) handelt. Durch die Baggerungen werden diese Feinstsedimente aufgewirbelt und durch die Strömung in Schwebe gehalten bzw. transportiert, während der im Sediment enthaltene Sand auf der Sohle verbleibt. Dieses "Auswaschen" dürfte während der Bauphase am intensivsten sein. Bisherige Untersuchungen ergaben, daß die Verklappung von feinkörnigem Material nur kurzfristig im unmittelbaren Bereich der Verbringungsstelle zu signifikanten Erhöhungen der Schwebstoffkonzentrationen führt. Bei der Verklappung von sandigem Baggergut trennt sich der Sand sehr schnell vom Feinmaterial und sedimentiert im direkten Umfeld der Klappstelle (vgl. Kap. 7.1.2.4). Wenngleich die Intensität, die Dauer und der von den Schwebstoffkonzentrationserhöhungen betroffene Bereich aufgrund fehlender Naturmeßdaten nicht exakt prognostiziert werden können, läßt sich aus den Ergebnissen der Untersuchungen der Schluß ziehen, daß es maßnahmebedingt nur zu zeitlich und örtlich begrenzten Erhöhungen der Schwebstoffkonzentrationen kommen wird. Insbesondere das bei der geplanten Fahrrinnenanpassung anfallende sandige Baggergut wird bei der Verklappung die Schwebstoffkonzentrationen am Verbringungsort nur geringfügig beeinflussen. Das in der Hamburger Delegationsstrecke anfallende bindige Ausbaubaggergut (Mergel) soll konzentriert in die geplante Klappgrube in der Nähe des Mühlenberger Lochs verbracht werden. Infolgedessen ist dort mit einer ständigen lokalen, strömungsbedingten Remobilisierung bzw. Resuspension zu rechnen. Dies führt zu einer bodennahen Erhöhung der Schwebstoffkonzentration, die in etwa 2 km Entfernung nicht mehr von der natürlichen Trübung zu unterscheiden sein dürfte. Solch eine konzentrierte Verklappung wird dem Schwebstoffregime insgesamt weniger Material zuführen als eine verteilte Verklappung. An dieser Stelle sei allerdings erwähnt, daß auch kurzfristige und lokal begrenzte Erhöhungen der Schwebstoffkonzentration möglicherweise erhebliche Beeinträchtigungen anderer Schutzgüter nach sich ziehen (vgl. Kap. 9.1.3 und 9.4.1). 9.1.2.2 Langfristige Auswirkungen Die geplante Maßnahme hat Veränderungen der Tidedynamik zur Folge, die sich auch auf das Schwebstoffregime in der Tideelbe auswirken. Die entscheidende Steuergröße in der Schwebstoffdynamik ist das räumlich und zeitlich stark variierende Strömungsfeld¹⁾ , das den horizontalen Schwebstofftransport, den Konzentrationsausgleich, die Sedimentation sowie die Resuspension und die Erosion bestimmt. Die prognostizierten Änderungen des Strömungsfeldes wirken sich somit auch auf die oben genannten Faktoren aus. Die Auswirkungen auf die Schutzgüter erfolgen letztlich durch die Veränderung der Menge und Zusammensetzung der im strömenden Wasser mitgeführten und abgesetzten Schwebstoffe (vgl. Kap. 7.1.2.1) Schwebstofftransportmodell Das Schwebstofftransportmodell ermöglicht die Darstellung der flächenhaften Verteilung der Schwebstoffkonzentration und Bodenbelegung zu verschiedenen Tidephasen. Für die Prognose werden die mit dem Modell berechneten ausbaubedingten Änderungen als prozentuale Veränderungen gegenüber dem Ist-Zustand dargestellt. Nach dem derzeitigen Stand der Schwebstofftransportmodellierung und bei der Komplexität des Systems ist mit Hilfe von Modellen z.Zt. keine wirklich realistische Nachbildung der Natur erreichbar. Die exakte Wiedergabe eines realen Zustands des Systems zu einem bestimmten Zeitpunkt durch das Modell ist also weder möglich noch beabsichtigt. Daher wurden für die Beschreibung des Ist-Zustandes die Ergebnisse der Ist-Zustands-Modellierung nicht verwendet. Dennoch sind aus dem Vergleich von Szenarien mit identischen Rand- und Anfangsbedingungen (z.B. Oberwasserzufluß), jedoch unterschiedlicher Morphologie und Hydrodynamik, die Trends ausbaubedingter Veränderungen hinsichtlich der Schwebstoffkonzentration (Trübung, Lichtklima), Erosion und Deposition (Schlickfall, Überdeckung) quantitativ bestimmbar. Das von der GKSS eingesetzte zweidimensionale Schwebstofftransportmodell berechnet den advektiven Transport von Schwebstoff durch die Strömung unter Einbeziehung der turbulenten Diffusion sowie den Stoffaustausch zwischen Wassersäule und Gewässersohle. Es basiert auf den vom hydromechanischen Modell der BAW-AK übernommenen Daten zur Topographie, den Wassertiefen, den Wasserständen und den Strömungsgeschwindigkeiten. Die von der BAW-AK errechneten zweidimensionalen Strömungsfelder beeinflussen maßgeblich das Schwebstoffregime und stellen somit die entscheidende Steuergröße des Schwebstofftransports dar. Um die Veränderungen der Bodenbelegung zu modellieren, wurde darüber hinaus der sohlnahe Transport ebenfalls durch einen advektiv-diffusiven Ansatz berechnet. Die genaue Beschreibung des Schwebstofftransportmodells findet sich im MATERIALBAND II a. Das Untersuchungsgebiet wurde entsprechend der Einteilung der BAW-AK in 19 Teilgebiete untergliedert. Von diesen Teilgebieten wurden wiederum fünf Untersuchungsräume für die detaillierte Darstellung der Modellierungsergebnisse ausgewählt (vgl. Abb. 9.1 - 4):

Das Mündungsgebiet bei Cuxhaven,

die Trübungszone im Bereich Brunsbüttel,

die Trübungszone im Bereich Glückstadt,

die Unterelbe bei Wedel sowie

das Mühlenberger Loch. Während die ersten drei Untersuchungsräume in bezug auf das Schwebstoffregime charakteristisch für einen längeren Abschnitt der Tideelbe sind, wurde mit dem Mühlenberger Loch ein unter hydrobiologischen Aspekten sensitiver Bereich ausgewählt. In dem Untersuchungsraum Wedel kommt es hingegen ausbaubedingt zu umfangreichen Veränderungen der Morphologie, da dort der geplante Anstieg der zukünftigen Sollsohle zum Sockel hin erfolgt (vgl. Kap. 3). Abb. 9.1 - 4: Die Teilgebiete der Schwebstofftransportmodellierung in der Übersicht

Von den fünf für die hydrodynamische Modellierung der BAW-AK festgelegten Szenarien (vgl. Kap. 5) wurden für die Schwebstofftransportmodellierung drei Szenarien ausgewählt, mit denen Extremsituationen der natürlichen Variationen der Tidedynamik erfaßt werden können und in denen die maximalen ausbaubedingten Änderungen zu erwarten sind (vgl. Kap. 5):

QH hohes Oberwasser (ca. 1300 - 1600 m³/s)30.03.92 bis 13.04.92

SN Spring-Nipp-Zyklus bei niedrigem Oberwasser (ca. 200 - 400 m³/s)30.06.92 bis 13.07.92

QLW niedriges (low) Oberwasser mit Ostwind (ca. 250 m³/s)02.10.92 bis 07.10.92 Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt für das Spring-Nipp-Szenario, so daß sie mit den Ergebnissen der hydronumerischen Modellierung der BAW-AK vergleichbar sind. Die für dieses Szenario ermittelten Ergebnisse lassen sich aufgrund der Ähnlichkeit der ausbaubedingten Änderungen auch auf die anderen Szenarien übertragen. Das Spring-Nipp-Szenario stellt zudem sowohl für die ökologische als auch die ökonomische (Unterhaltungsbaggerungen) Betrachtung einen "worst case" dar, da es durch niedriges Oberwasser gekennzeichnet ist. Bei niedrigem Oberwasserzufluß

kann die obere Brackwassergrenze und die an sie gekoppelte Trübungszone sehr weit stromauf gelangen,

kann der limnische Bereich der oberen Tideelbe abnehmen und der Lebensraum für die an Süßwasser angepaßten Organismen kleiner werden und

sind die im Hamburger Hafen anfallenden Baggermengen stark erhöht. Folgende Parameter werden durch das Modell berechnet:

Der Schwebstoffgehalt in der 2 m-Deckschicht, d.h. in den oberen 2 m der Wassersäule.

Die Bodenbelegung, d.h. die Masse des am Boden deponierten, leicht wieder aufwirbelbaren bzw. resuspendierbaren Materials. Die Berechnung der Bodenbelegung dient der Beurteilung der ausbaubedingten Veränderungen im Sedimentations- und Erosionsgeschehen.

Der Anteil der langsam sinkenden Schwebstofffraktion in der Wassersäule als Indikator für den Transport gelöster Stoffe. Die Sinkgeschwindigkeit der langsam sinkenden Schwebstofffraktion von 0,03 mm/s wird als Anhaltspunkt für das Transportverhalten der gelösten Stoffe herangezogen. Es können jedoch keine absoluten Konzentrationen der gelösten Stoffe aus dem Schwebstoffgehalt abgeleitet werden. Durch die Analyse der Differenz zwischen Ist- und Ausbauzustand werden somit Trendaussagen über das veränderte Transportverhalten ermöglicht. Die Ergebnisse dienen zur Prognose der Gewässergüte (vgl. Kap. 9.1.3). Ausbaubedingte Änderungen des Schwebstoffregimes Grundlage für die Bewertung der maßnahmebedingten Auswirkungen auf das Schwebstoffregime sind die mit dem Modell errechneten prozentualen Veränderungen der Schwebstoffkonzentration. Die Bewertung der prozentualen Änderungen trägt der Tatsache Rechnung, daß die Tideelbe Bereiche mit unterschiedlich hohen Schwebstoffkonzentrationen aufweist. So ist eine Zunahme der Schwebstoffkonzentration um 10 mg/l im Bereich der Trübungszone bei Glückstadt, die im Ist-Zustand mittlere Konzentration von 250 mg/l aufweist, anders zu bewerten als im Bereich des Mühlenberger Lochs, wo im Ist-Zustand mittlere Schwebstoffkonzentrationen von 49 mg/l gemessen werden. Die Angabe von absoluten Werten erfolgt daher nur als zusätzliche Information. Die Variationsbreite der Schwebstoffkonzentrationen beträgt in den verschiedenen Abschnitten der Tideelbe, bedingt durch die Oberwasserdynamik sowie meteorologische und saisonale Einflüsse, 200% und mehr. Da Abweichungen von weniger als 5% völlig von den natürlichen Schwankungen durch Oberwasser- und Windeinflüsse überdeckt werden und sich somit nicht von der natürlichen Hintergrundvariabilität unterscheiden lassen, werden erst Abweichungen von 5% und mehr als signifikante Änderungen des Schwebstoffregimes definiert. Die langfristigen ausbaubedingten Änderungen der Schwebstoffkonzentrationen in der 2 m-Deckschicht und Änderungen der Bodenbelegungen bewegen sich zumeist unter 5%. Für die Nebenelben werden weder generelle Zunahmen noch Abnahmen prognostiziert. Die Gebiete mit prognostizierten Veränderungen der Schwebstoffkonzentration von mehr als 5% lassen sich Tabelle 9.1 - entnehmen. In der Karte 9.1 - 2 werden die prozentualen Veränderungen gegenüber dem Ist-Zustand als Isoflächen (Flächen gleicher mittlerer Änderungen) dargestellt. Tab. 9.1 - 4: Bereiche mit Veränderungen der Schwebstoffkonzentrationen in der 2 m-Deckschicht > 5%
 

Gebiet	Zunahme [%]	Abnahme [%]	Änderung [ mg/l]
südöstlicher Bereich des Mühlenberger Lochs	maximal 20	-	ca. 10
Wattgebiete bei Hetlingen	maximal 40	-	ca. 20 - 40
Wattgebiete des NSG Nordkehdingen	5 - 10	-	ca. 30
Wattgebiete bei Kratzsand und Medemsand	5 - 10	-	< 5
nördlicher Teil des Mühlenberger Lochs	-	5 - 10	< 5
Wattgebiete bei Schweinsand	-	5 - 10	< 5
Bereich der Wedeler Au	-	5 - 10	< 10

Sedimentations- und Erosionsgeschehen Generell sind Sedimentationstendenzen in Gebieten zu erwarten, in denen sich die Strömung verringert und umgekehrt Erosionstendenzen dort, wo sich die Strömungsgeschwindigkeiten erhöhen. Insgesamt sind jedoch nach den Modellrechnungen der BAW-AK die ausbaubedingten Änderungen der Strömungsgeschwindigkeiten so gering - sie ändern sich nur an wenigen Stellen um mehr als 1 cm/s im Vergleich zu Strömungsgeschwindigkeiten von 2 m/s im Ist-Zustand - daß diese in der Schwebstofftransportmodellierung nicht von anderen Prozessen trennbar waren. Somit wurden zur Ermittlung des Sedimentations- und Erosionsgeschehens die ausbaubedingten Änderungen der Bodenbelegung herangezogen. Diese Ergebnisse resultieren jedoch nicht aus den lokalen Auswirkungen einer veränderten Strömungsgeschwindigkeit, sondern aus dem geänderten Schwebstoffangebot durch den horizontalen Transport und aus der Veränderung des Tidegangs der Strömungsgeschwindigkeit. Die regionale Verteilung der Fließgeschwindigkeit im Verlauf einer Tide ändert sich ausbaubedingt in geringem Maße und führt hauptsächlich zu Veränderungen im horizontalen Transport. Insgesamt sind keine flächendeckenden Veränderungen im Sedimentations- und Erosionsgeschehen zu erwarten. Überwiegend betragen die Veränderungen weniger als 5%. Für einzelne Bereiche werden jedoch Veränderungen der Bodenbelegung mit leicht resuspendierbarem Material prognostiziert. Die vom Modell berechneten geringen Änderungen der Bodenbelegung treten vor allem in strömungsberuhigten Flachwasserbereichen auf. Die Zunahmen in der Bodenbelegung von mehr als 5% sind für das gesamte Untersuchungsgebiet in Karte 9.1 - 2 dargestellt. An folgenden Stellen werden signifikante Ablagerungen von Schwebstoffmaterial von bis zu 40% (bei Bodenbelegungen von 500 bis 3000 g/m² im Ist-Zustand) am Ende eines Spring-Nipp-Zyklusses vorhergesagt:

Hahnöfer Nebenelbe, Nordufer von Hanskalbsand (200 m breiter Streifen) und Wedeler Au. Für das Spring-Nipp-Szenario ergeben sich in diesen Gebieten dadurch Ablagerungen mit einer Mächtigkeit von zunächst 1 bis 5 cm (unverfestigt). Nach der Konsolidierung beträgt die Mächtigkeit der Schicht 1 bis 5 mm. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Ablagerungen bei geänderten Randbedingungen (z.B. höheres Oberwasser) wieder erodiert werden können. Die Ablagerungen erfolgen zudem nur solange, bis sich ein morphologischer Gleichgewichtszustand zwischen Sedimentation und Erosion einstellt und die Schichten eine maximale Mächtigkeit erreicht haben. Die Frage, ob es sich bei diesen Ablagerungen um erhebliche oder nachhaltige Beeinträchtigungen handelt, wird aus hydrobiologischer Sicht beurteilt (vgl. Kap. 9.4.1). Für tiefere Bereiche, speziell der Fahrrinne, werden keine ausbaubedingten Erosionsgebiete und keine dauerhafte Sedimentation prognostiziert. Das bei Stauwasser am Boden deponierte Material wird während des Flut- bzw. Ebbstromes vollständig resuspendiert. Veränderungen in der Unterhaltungsbaggerei Für die Prognose der Unterhaltungsbaggerungen werden die Ergebnisse der hydronumerischen Modellierung der BAW-AK für die Geschiebetransporte und die vorgestellten Ergebnisse der Schwebstoffmodellierung verwendet. Aus beiden Modellierungen geht hervor, daß nur unerhebliche ausbaubedingte Veränderungen sowohl im Geschiebetransport als auch im Schwebstoffregime zu erwarten sind. In Kapitel 7.1.3.4 wurde bereits ausführlich beschrieben, welchen hydrographischen Abhängigkeiten (primär Oberwasser) die Unterhaltungsbaggerungen unterliegen. Es ist davon auszugehen, daß die große Schwankungsbreite der natürlichen Einflüsse die zu erwartenden relativ gering veränderten hydrodynamischen Einflüsse aus den Ausbaubaggerungen bei weitem übersteigen wird. Somit werden sich auch die zukünftigen Unterhaltungsbaggermengen weitestgehend im Rahmen der bisherigen Schwankungsbreite bewegen. In Bereichen mit Fahrrinnenverbreiterungen wird es tendenziell vorübergehend zu Sedimenteintreibungen aus den Seitenbereichen in die Fahrrinne im Rahmen des morphologischen Nachlaufs kommen. Daher werden für den Außenelbebereich, in dem überwiegend geringfügige Änderungen von Fahrrinnenlage und -breite geplant sind, tendenziell abnehmende Unterhaltungsbaggermengen prognostiziert. Demgegenüber ist in der Unterelbe, wo Fahrrinnenverbreiterungen in größerem Umfang stattfinden, zunächst mit einem leicht erhöhten mittleren Unterhaltungsaufwand zu rechnen. In Tabelle 9.1 - und Karte 9.1 - 3 sind die wesentlichen Prognoseaussagen über die maßnahmebedingten Veränderungen des Unterhaltungsaufwandes zusammenfassend dargestellt. Unter Berücksichtigung der zu erwartenden gering veränderten hydrodynamischen Einflüsse können sich je nach morphologischer Konstellation eines Baggerabschnittes lokale Trends zu geringfügig höheren oder auch leicht abnehmenden Unterhaltungsaufwendungen ergeben. Es werden somit nur geringe Veränderungen der Gesamt-Unterhaltungsbaggermengen und damit der wasserbaulich umzulagernden Materialmengen prognostiziert. Diese Aussage gilt einschließlich der Nebenelben und Nebenflüsse sowie der Hafenbereiche der Länder und Kommunen. Tab. 9.1 - 5: Trends der ausbaubedingten Veränderungen des Unterhaltungsaufwandes in den Baggerabschnitten
 

Baggerabschnitt [Fahrrinnen-km]	Veränderung des Unterhaltungsaufwandes
km 607,6 - 638,9 N	o vorübergehende Zunahme durch erhöhten Sedimenteintrieb o langfristig keine Veränderung
km 638,9 - 641 N	o vorübergehende Zunahme durch erhöhten Sedimenteintrieb o langfristig keine Veränderung
km 641 - 643 N	o keine ausbaubedingten Veränderungen
km 643 - 644 N	o keine ausbaubedingten Veränderungen
km 644 - 646 N	o vorübergehende Zunahme durch erhöhten Sedimenteintrieb o langfristige Zunahme aufgrund der Vergrößerung der zu unterhaltenden Fläche
km 646 - 651 N	o vorübergehende Zunahme durch erhöhten Sedimenteintriebo langfristige Zunahme aufgrund der Vergrößerung der zu unterhaltenden Fläche
km 651 - 654 N	o vorübergehende Zunahme durch erhöhten Sedimenteintrieb o langfristige Reduzierung durch geplante Strombaumaßnahmen (Baggergutablagerungsfläche "Twielenfleth")
km 654 - 658 N	o keine ausbaubedingten Veränderungen
km 658 - 662 N	o vorübergehende Zunahme durch erhöhten Sedimenteintrieb o langfristige Zunahme aufgrund der Vergrößerung der zu unterhaltenden Fläche
km 662 - 666 N	o vorübergehende Zunahme durch erhöhten Sedimenteintrieb und aufgrund der Vergrößerung der zu unterhaltenden Fläche o langfristige Zunahme aufgrund der Vergrößerung der zu unterhaltenden Fläche
km 666 - 669 N	o keine ausbaubedingten Veränderungen
km 669 - 676 N	o langfristige Reduzierung
km 676 - 689,1 N	o keine ausbaubedingten Veränderungen
km 689,1 - 697 N	o keine ausbaubedingten Veränderungen
km 697 - 708 N	o langfristige Reduzierung
km 708 - 716 N	o langfristige Reduzierung
km 716 - 723 N	o langfristige Reduzierung
km 723 - 728 N	o keine ausbaubedingten Veränderungen
km 728 - 734 N	o langfristige Reduzierung
km 734 - 738 N	o vorübergehende Zunahme durch erhöhten Sedimenteintriebo langfristige Reduzierung
km 738 - 741 N	o langfristige Reduzierung
km 741 - 745 N	o keine ausbaubedingten Veränderungen

9.1.3 Gewässergüte 9.1.3.1 Auswirkungen während der Bauphase Während der Bauphase kann es durch die Resuspension der Sedimente zu einer Beeinträchtigung der Gewässergüte kommen, wenn die im Porenwasser der Sedimente enthaltenen Nähr- und Schadstoffe unter Sauerstoffverbrauch freigesetzt werden. Die Auswirkungen der maßnahmebedingten Materialumlagerungen auf die Gewässergüte lassen sich anhand der von verschiedenen Institutionen (z.B. Amt Strom- und Hafenbau Hamburg, BfG) durchgeführten Untersuchungen (vgl. Kap. 7.1.2.4) abschätzen. So haben die Umlagerungsversuche im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke gezeigt, daß bei der Verklappung von schlickigem Baggergut unabhängig von Tidezustand und Topographie des Umlagerungsgebietes sich bei allen gemessenen Parametern (O₂-Sättigung, Redoxpotential, Ammonium, Phosphat) innerhalb kurzer Zeit die Ausgangswerte im Wasserkörper vor der Verklappung einstellten. Die kurzzeitig meßbare Sauerstoffzehrung kann nur beim Vorhandensein eines ausgeprägten Sauerstoffdefizits zu gravierenden Auswirkungen führen (NETZBAND 1996). Die Untersuchungen der BfG im Bereich Brunsbüttel (BFG 1995) ergaben ebenfalls nur geringfügige Nährstofffreisetzungen und Belastungen des Sauerstoffhaushaltes durch die Umlagerung von überwiegend feinkörnigem Baggergut. Die Aussagen werden gestützt durch eine Beispielrechnung, die das INSTITUT FÜR BODENKUNDE unter stark vereinfachenden Annahmen durchführte, um die möglichen Beeinträchtigungen des Sauerstoffhaushaltes durch Verklappungen abzuschätzen (vgl. MATERIALBAND III, Kap. 2.5.2.1). Die Berechnungen zeigen, daß der Sauerstoffgehalt in einem Wasserkörper nach einer Verklappung nur geringfügig abnimmt. Insgesamt deuten die Untersuchungsergebnisse darauf hin, daß bei der Umlagerung von feinkörnigen Sedimenten nur kurzfristig Beeinträchtigungen der Gewässergüte im direkten Eingriffsbereich, d.h. an den Ausbau- und Verklappstellen, zu erwarten sind. Das bei der geplanten Fahrrinnenanpassung überwiegend zu verklappende sandige Baggergut ist durch tendenziell niedrigere Nähr- und Schadstoffgehalte und ein geringeres Sauerstoffzehrungspotential gekennzeichnet als das bei den Umlagerungsversuchen verklappte feinkörnige Baggergut. Bei der Verklappung von sandigem Baggergut ist daher mit eher geringeren Auswirkungen auf die Gewässergüte zu rechnen. In Anbetracht des Umfangs und der Intensität der aktuellen natürlichen und unterhaltungsbedingten Sedimentumlagerungen sind somit nach dem derzeitigen Stand des Wissens während der Bauphase keine erheblichen oder nachhaltigen Beeinträchtigungen der Gewässergüte zu erwarten. 9.1.3.2 Langfristige Auswirkungen Die von der AG GKSS & HGU prognostizierten Auswirkungen der geplanten Fahrrinnenanpassung auf die Gewässergüte sind ausführlich im MATERIALBAND II a dargestellt. Sie resultieren im wesentlichen aus den von der BAW-AK berechneten Änderungen der Tidedynamik (vgl. Kap. 5). Die Bewertung der Auswirkungen durch die veränderten hydrodynamischen Parameter erfolgt unter Berücksichtigung der derzeitigen Verhältnisse, die sich im wesentlichen aufgrund von oberwasser- und jahreszeitbedingten Effekten durch eine hohe Variabilität auszeichnen. Sauerstoff- und Nährstoffhaushalt Die Prognose der Auswirkungen auf den Sauerstoff- und Nährstoffhaushalt basiert auf der statistischen Analyse, die zur Beschreibung und Bewertung des Ist-Zustandes durchgeführt wurde. Aufgrund des umfangreichen Datenmaterials kann die Prognose des zukünftigen Sauerstoff- und Nährstoffhaushaltes auf die einzelnen Untersuchungsabschnitte bezogen werden. In den Untersuchungsabschnitten I bis III sind durch die geplante Fahrrinnenanpassung keine langfristigen Veränderungen des Sauerstoff- und Nährstoffhaushaltes zu erwarten. In den Abschnitten II und III werden sich auch die ausbaubedingten Änderungen der Verweilzeiten des Wasserkörpers nicht auf die Gewässergüte auswirken. Die von der BAW-AK prognostizierten ausbaubedingten Änderungen der Ebbe- und Flutdauern betragen wenige Minuten und fallen im Vergleich zum Ist-Zustand sehr gering aus. Bereits heute hängen die Transportzeiten und -strecken der mit der Tide stromauf- und stromabverlagerten Wasserkörper im wesentlichen vom Oberwasserzufluß ab und können sich oberwasserbedingt um mehrere Stunden bis Tage verlängern (bei niedrigem Oberwasserzufluß) bzw. verkürzen (bei hohem Oberwasserzufluß). Im Untersuchungsabschnitt II könnte die Querschnittsvergrößerung im Zuge der geplanten Fahrrinnenanpassung die Lichtlimitierung der Algen²⁾ verstärken, was wiederum eine Abnahme des biogenen Sauerstoffeintrags zur Folge hätte. Da die Bedeutung dieses Prozesses für den Sauerstoffhaushalt in wissenschaftlichen Fachkreisen noch umstritten ist (vgl. Kap. 12), kann im Rahmen dieser UVU nur darauf hingewiesen werden, daß hier das Risiko einer erheblichen oder nachhaltigen Beeinträchtigung der Gewässergüte besteht. Im Untersuchungsabschnitt IV resultieren die maßnahmebedingten Veränderungen insbesondere aus der von der BAW-AK prognostizierten Stromaufverlagerung der Brackwasserzone um ca. 500 m. Nach den Aussagen der AG GKSS & HGU stellt diese Verschiebung eine aus Sicht der Gewässergüte unerhebliche Auswirkung des Vorhabens dar. In den Untersuchungsabschnitten V, VI und VII wird die Gewässergüte auch in Zukunft im wesentlichen durch die Zumischung von Nordseewasser geprägt sein, so daß dort keine maßnahmebedingten Änderungen des Sauerstoff- und Nährstoffhaushaltes zu erwarten sind. Anorganische und organische Schadstoffe Die Prognose der langfristigen Auswirkungen der Maßnahme auf die Schadstoffbelastung der Schwebstoffe basiert auf den Ergebnissen der von der GKSS durchgeführten Schwebstofftransportmodellierung (vgl. MATERIALBAND II a). Die im Modell berechneten Veränderungen des Schwebstoffregimes lassen sich auf die am Schwebstoff gebundenen Schadstoffe übertragen und ermöglichen eine qualitative Abschätzung der zukünftigen Schadstoffbelastung. Die zukünftige Belastung der Schwebstoffe mit anorganischen und organischen Schadstoffen läßt sich nur abschätzen, da bereits für die Beschreibung des Ist-Zustandes insbesondere bei den organischen Schadstoffen nur Daten in begrenztem Umfang (1990 bis 1991) zur Verfügung standen. Neben der Schwebstofftransportmodellierung können hierbei aber auch die aus der statistischen Auswertung der Nährstoff- und Sauerstoffparameter abgeleiteten Erkenntnisse über die Prozesse, die die Gewässergüte steuern, zur Formulierung plausibler Aussagen über die zukünftige Belastung mit anorganischen und organischen Schadstoffen herangezogen werden. Die Bewertung der ausbaubedingten Änderungen geht im Sinne einer "worst case"-Betrachtung von der vereinfachenden Annahme aus, daß die Zunahme der Schwebstoffkonzentration in einem Bereich möglicherweise zu einer Erhöhung der Belastung mit Schadstoffen in diesem Bereich führen kann. Nach Einschätzung der AG GKSS & HGU weisen die Konzentrationen der wichtigsten Wassergüte-Parameter aufgrund der Oberwasserdynamik sowie meteorologischer und saisonaler Einflüsse einen Variationsbreite von 10 bis 20% auf. Daher definierten die Fachgutachtern eine Zunahme der Schwebstoffkonzentration um mehr als 5% als signifikante Änderung definiert. Aus den Ergebnissen der Schwebstoffmodellierung ergibt sich, daß die ausbaubedingten Änderungen der Schwebstoffkonzentration auf ca. 80% der vom Modell erfaßten Fläche weniger als 5% betragen und somit nicht signifikant sind. Signifikante Änderungen, d.h. Zunahmen der Schwebstoffkonzentration um mehr als 5%, werden nur für verschiedene trockenfallende Wattgebiete prognostiziert (vgl. Karte 9.1 - 2). Hierzu zählen der südöstliche Bereich des Mühlenberger Lochs (kleinräumige Zunahmen um bis zu 20% bzw. ca. 10 mg/l absolut; vgl. Abb. 9.1 - ), der Bereich der Wedeler Au (Zunahmen von 40% bzw. 20 bis 40 mg/l absolut), Teile der Wattgebiete des NSG Nordkehdingen I und II sowie des Vogelschutzgebietes Hullen (Zunahmen von 5 bis 10% bzw. ca. 30 mg/l absolut; vgl. Abb. 9.1 - ) sowie die auf Höhe von Cuxhaven gelegenen Wattgebiete bei Kratzsand und Medemsand (Zunahmen von 10% bzw. < 5 mg/l absolut). Die mit der Zunahme der Schwebstoffkonzentration möglicherweise ansteigende Schadstoffbelastung läßt sich allerdings nicht quantifizieren. Eine Sonderstellung nimmt der Bereich des "Schadstoffgradienten" unterhalb des Hamburger Hafens ein. In diesem Abschnitt der Tideelbe (Übergangsbereich zwischen den Untersuchungsabschnitten II und III) nehmen die Schadstoffkonzentrationen auf einer relativ kurzen Strecke ab. Dort kann in bislang gering belasteten Gebieten die Zunahme der Schwebstoffkonzentration von weniger als 5% zu einer ökologischen Verschlechterung führen, sofern ausbaubedingt die tendenziell höher belasteten Schwebstoffe von oberstrom eingetragen werden. Auch für diese Bereiche läßt sich die mit der Zunahme der Schwebstoffkonzentration möglicherweise ansteigende Schadstoffbelastung nicht quantifizieren. Abb. 9.1 - 5: Zunahme der Schwebstoffkonzentration im Mühlenberger Loch

Abb. 9.1 - 6: Zunahme der Schwebstoffkonzentrationen in den Wattgebieten des NSG Nordkehdingen

9.1.4 Sedimente Bei den Auswirkungen der geplanten Fahrrinnenanpassung auf die Sedimente lassen sich die direkten Auswirkungen im Bereich der Ausbaubaggerstellen und Verbringungsstellen und indirekte Auswirkungen durch hydrodynamische Veränderungen unterscheiden. Die Bewertung der Auswirkungen des Vorhabens auf die Sedimente erfolgt anhand der Kriterien

Struktur der Gewässersohle und

Schadstoffbelastung der Sedimente. Diese wurden bereits zur Bewertung des Ist-Zustandes herangezogen. Die Aussagen zur Prognose stützen sich auf das Fachgutachten Sedimente der AG MIEHLICH (MATERIALBAND III) 9.1.4.1 Auswirkungen der Ausbaubaggerungen Auswirkungen in den Ausbaubereichen können dann eintreten, wenn durch die Baggerungen Sedimente freigelegt werden, die sich von den derzeit vorhandenen Sedimenten unterscheiden. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, daß die in der Fahrrinne überwiegend vorkommenden jungen Sedimente (vgl. Kap. 7.1.5) entfernt und alte Untergrundsedimente in Form von Klei oder Geschiebemergel freigelegt werden. Mit einer Veränderung der Sohlstruktur kann zudem eine Veränderung der Schadstoffbelastung des Sediments einhergehen. In der Fahrrinne werden durch die Baggerungen möglicherweise nicht-sandige Sedimente freigelegt, die allerdings im Rahmen des natürlichen morphologischen Geschehens aufgrund der hohen Strömungsgeschwindigkeiten in der Fahrrinne kurzfristig erneut von sandigen Sedimenten überlagert werden. Im Bereich der Fahrrinne sind somit keine nachhaltigen Veränderungen des Sedimenttyps und der Schadstoffbelastung zu erwarten. Darüber hinaus kann sich der morphologische Nachlauf auf die Sedimentstruktur der Fahrrinnenböschungen auswirken. In den folgenden Bereichen werden durch den morphologischen Nachlauf bedingte Veränderungen der Sedimentstruktur in den Seitenbereichen prognostiziert:

Zwischen dem Beginn der Ausbaustrecke in der Norderelbe bei km 624,4 N und Tinsdal werden am Nordufer der Elbe Geschiebemergel freigelegt, die derzeit mit Sand überdeckt sind. Die mergelbedeckte Böschungsfläche nimmt dadurch zu.

Am Südufer der Unterelbe bei Lühesand (km 651 N) wird durch die Änderung des Strömungsregimes der in den Böschungsbereichen anstehenden Sande Klei freigelegt. In den übrigen Gebieten sind Sedimentveränderungen im Böschungsbereich nur in geringem Umfang und örtlich begrenzt zu erwarten. Die Bewertung der Erheblichkeit dieser Veränderungen erfolgt hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die aquatischen Lebensgemeinschaften in Kapitel 9.4 der UVS. 9.1.4.2 Auswirkungen der Baggergutverbringung Zur Abschätzung der möglichen Veränderungen im Bereich der Verbringungsstellen werden die Daten der Sedimentbeprobung herangezogen. Durch den Vergleich der Eigenschaften der Sedimente des Ausbaubereichs (Ist-Zustand) mit denen der Sedimente an der Klappstelle (Ist-Zustand) lassen sich sowohl die Veränderungen der Sedimenttypen als auch der Schadstoffbelastung prognostizieren (vgl. Tab. 9.1 - 6). Nachhaltige Veränderungen des Sedimenttyps sind in den Bereichen der Klappgrube "Mühlenberger Loch" sowie der Klappstellen "Hanskalbsand" und "Hetlinger Schanze" zu erwarten, wo die derzeit bzw. nach Herstellung der Klappgrube anstehenden Sedimente (Sande und schlickige Sande) mit Geschiebemergel überdeckt werden. Die Sedimentqualität wird sich durch die Verklappung vermutlich verbessern, da es sich beim Geschiebemergel um ein altes schadstofffreies Untergrundsediment handelt. Bei den Baggergutablagerungsflächen "Twielenfleth" und "Krautsand" wird sich die Sedimentstruktur durch die Verklappungen selbst vermutlich nicht ändern, da die Sedimente des Ausbaubereichs (Sande und Sande mit Schlickschichten) den derzeitigen Sedimenten der Klappstelle entsprechen. Im Bereich der Fuß- und Randsicherungen kommt es hingegen durch den Einbau der Sinkstücke und Dämme (vgl. Kap. 3.4) zu dauerhaften Veränderungen der Sedimentstruktur. Darüber hinaus stellt die Zunahme der spezifischen Sedimentbelastung durch die Verklappung der höher belasteten Sedimente des Ausbaubereichs eine erhebliche Beeinträchtigung dar. Im Bereich der Baggergutablagerungsfläche "Hollerwettern-Scheelenkuhlen" ändert sich die Sedimenttypenverteilung weil der derzeitig anstehende Klei bzw. die teilweise vorhandenen schlickigen Sedimente mit Sanden aus dem Ausbaubereich überdeckt werden. Diese Änderung der Sohlstruktur geht mit einer Zunahme der spezifischen Sedimentbelastung einher (vgl. Tab. 9.1 - 6), so daß in jedem Fall von einer erheblichen Beeinträchtigung auszugehen ist. Tab. 9.1 - 6: Spezifische Belastung der Sedimente der Verbringungsstelle und des Ausbaubereichs
 

Verbringungsstelle	Zinkgehalte in der Kornfraktion < 20 µm (mg/kg TM)
	Verbringungsstelle		Ausbaubereich1)
	Einzelprobe	Median2)	Spannweite	Median
Mühlenberger Loch	902	660	84-103	94
Hanskalbsand	nicht bestimmt	660	84-103	94
Hetlinger Schanze	nicht beprobt	660	84-103	94
Twielenfleth	163	440	428-827	738
Krautsand	nicht bestimmt	440	175-1001	550
Hollerwettern- Scheelenkuhlen	119	320	175-1001	545
km 690	nicht bestimmt	320	129-554	473
km 706	485	240	129-554	473
km 711	88	240	110-606	314
km 714	nicht bestimmt	240	110-606	314
km 733	288	264	10-298	100
km 737	nicht bestimmt	264	10-298	100
km 741	330	264	10-298	100
Erläuterungen: 1) Bei den Sedimenten des Ausbaubereichs handelt es sich um das zu baggernde Material, das an der jeweiligen Verbringungsstelle verklappt und das nach dem Ausbau die Belastung an der Verbringungsstelle bestimmen wird. 2) Angabe des Medians für den Flach- und Tiefwasserbereich des jeweiligen Untersuchungsabschnitts.

Bei der alternativ zum Spülfeld Pagensand diskutierten Aufspülung von feinkörnigem Ausbau-Baggergut (Klei, feinsandiger Schluff, stark schluffiger Feinsand) auf der Brammer Bank käme es zur Überdeckung der derzeitigen Sedimente auf einer Fläche von 249 ha. Obwohl weder eine wesentliche Änderung der Sohlstruktur noch eine Zunahme der Schadstoffbelastung zu erwarten ist, stellt die Aufspülung eine erhebliche und nachhaltige Beeinträchtigung dar, weil Wattflächen und Flachwasserbereiche durch die Aufhöhung (ca. 4,5 m ü.KN) dem Gewässersystem entzogen werden. Die betroffene Fläche beträgt rd. 250 ha, da im Bereich der Böschung neue Wattflächen und Flachwasserbereiche entstehen. Die im Amtsbereich des WSA Cuxhaven gelegenen Klappstellen werden bereits heute zur Unterbringung von Unterhaltungsbaggergut genutzt. Mit Ausnahme der Klappstelle bei km 711 wird sich die geplante Baggergutverbringung an keiner anderen Klappstelle auf die Sedimentstruktur auswirken, da die Ausbau-Sedimente den Sedimenten an der Klappstelle entsprechen. An der Klappstelle bei km 711 kommt es allerdings durch die Überdeckung eines alten Schlicks mit sandigen Sedimenten zu maßnahmenbedingten Veränderungen der Sedimentstruktur. Ein Anstieg der spezifischen Sedimentbelastung wird für die Klappstellen bei km 690 und km 711 sowie - in geringem Umfang - für die Klappstelle bei km 714 prognostiziert. Wenngleich die Sedimente aufgrund der intensiven Morphodynamik möglicherweise verfrachtet werden und nicht an den Klappstellen verbleiben, stellt die Verklappung von höher belastetem Material in gering belasteten Bereichen des Stroms einen erheblichen Eingriff dar. An den Klappstellen bei km 733, 737 und 741 nimmt die Schadstoffbelastung hingegen möglicherweise geringfügig ab, weil die spezifische Belastung der Ausbausedimente geringer ist als die der Sedimente im Bereich der Klappstelle. 9.1.4.3 Auswirkungen hydrodynamischer Veränderungen Neben den zuvor beschriebenen direkten Effekten kann sich die geplante Fahrrinnenanpassung auch indirekt auf die Sedimente auswirken. Einerseits kann die Zu- oder Abnahme der Strömungsgeschwindigkeiten die Sedimenttypenverteilung und infolgedessen die Schadstoffbelastung verändern. Andererseits resultieren indirekte Auswirkungen auf die Sedimente aus der Veränderung der Salinität des Elbwassers und der Zunahme der Wattflächen durch das Absinken des Tideniedrigwassers. Da sich all diese Veränderungen insbesondere auf die aquatischen Lebensgemeinschaften auswirken, werden sie unter diesem Aspekt hinsichtlich ihrer Erheblichkeit und Nachhaltigkeit bewertet (vgl. Kap. 9.4). 9.1.5 Fazit Die in den vorangegegangenen Kapiteln beschriebenen vorhabensbedingten Auswirkungen auf die Schutzgutkomponente Gewässer erfolte getrennt nach den abiotischen Faktoren Hydrologie, Morphologie, Gewässergüte und Sedimente. In diesem Kapitel werden die wesentlichen Aussagen abschließend zusammengefaßt. Die Hydrologie und die Morphologie des Untersuchungsgebietes sind bereits heute aufgrund verschiedener anthropogener Veränderungen als z.T. sehr hoch belastet zu bezeichnen. Die geplante Fahrrinnenanpassung führt zu weiteren Veränderungen der hydrologischen Parameter und der morphologischen Strukturelemente. Wenngleich die BAW-AK nur relativ (im Vergleich zum bereits stark veränderten Ist-Zustand) geringfügige Änderungen der hydromechanischen Parameter prognostiziert, so bedeuten die ausbaubedingten Veränderungen der Tidewasserstände und der morphologischen Strukturelemente Vordeichfläche und Flachwasser eine Fortsetzung des negativen Trends der vergangenen Jahre. Insbesondere die bereits heute sehr hoch belasteten Untersuchnungsabschnitte I und II werden sich infolge der maßnahmebedingten Auswirkungen noch weiter vom angestrebten Zielzustand entfernen. So führt die geringfügige Erhöhung des MThw im Untersuchungsabschnitt II zu einem Wertstufenwechsel von 3 auf 4. Die prognostizierte geringe Zunahme der Wattflächen stellt angesichts der damit einhergehenden Flächenabnahme des Flachwassers ebenfalls eine Verschlechterung des derzeitigen Zustands dar. Darüber hinaus besteht das Risiko erheblicher Beeinträchtigungen der Morphologie, sofern entgegen dem derzeitigen Planungsstand zusätzliche Ufersicherungsmaßnahmen erforderlich sein sollten. Die Erheblichkeit oder Nachhaltigkeit dieser Beeinträchtigungen wird bei den anderen Schutzgütern in den nachfolgenden Kapiteln bewertet. Die ausbaubedingten Änderungen der Sauerstoff-, Nährstoff- und Schadstoffkonzentrationen werden in Anbetracht der im derzeitigen Zustand bereits hohen Variabilität der Gewässergüteparameter vermutlich sehr gering ausfallen. Sollten die Veränderungen der Tideparameter das stromaufwärts gerichtete Vordringen von geringer belasteten Nordseewasser begünstigen, dann könnte es sogar zu einer tendenziellen Verbesserung der Gewässergüte unterhalb von Hamburg kommen. Beeinträchtigungen der Gewässergüte können hingegen durch den Eintrag von höher belasteten Schwebstoffen in geringer belastete Gebiete erfolgen. Da sich die eventuellen Veränderungen der Schadstoffbelastung weder für die trockenfallenden Wattgebiete noch für den Bereich des Schadstoffgradienten quantifizieren lassen, können in diesem Zusammenhang keine Aussagen in bezug auf erhebliche oder nachhaltige Beeinträchtigungen der Gewässergüte getroffen werden. Die Veränderungen des Schwebstoffregimes werden jedoch hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die aquatischen Lebensgemeinschaften bewertet, so daß an dieser Stelle auf die Ausführungen in Kapitel 9.4.1 verwiesen sei. Schließlich besteht im Untersuchungsabschnitt II das Risiko einer nachhaltigen oder erheblichen Beeinträchtigung des Sauerstoffhaushaltes aufgrund der Abnahme des biogenen Sauerstoffeintrags. Nach dem derzeitigen Stand des Wissens lassen sich zu diesem Sachverhalt keine präziseren Aussagen treffen. Beeinträchtigungen der Sedimente durch Veränderungen der Sohlstruktur sind im Bereich der Klappstellen "Mühlenberger Loch", "Hanskalbsand" und "Hetlinger Schanze", der Baggergutablagerungsfläche "Hollerwettern-Scheelenkuhlen" sowie der Klappstelle bei km 711 zu erwarten. Die Frage, ob es sich hierbei um Eingriffe im Sinne des BNatSchG handelt, wird bei der Bewertung der Auswirkungen auf die aquatischen Lebensgemeinschaften behandelt (vgl. Kap. 9.4.1). Im Bereich der Baggergutablagerungsflächen resultieren erhebliche und nachhaltige Beeinträchtigungen der Sohlstruktur aus dem Bau der Fuß- und Randsicherungen. Bei einer Aufspülung von Baggergut auf der Brammer Bank käme es darüber hinaus auf einer Fläche von 249 ha zur Umwandlung von Wattflächen und Flachwasserbereichen in Vordeichsland. Erhebliche Beeinträchtigungen der Sedimente durch die Zunahme der spezifischen Sedimentbelastung werden für die Baggergutablagerungsflächen "Twielenfleth", "Krautsand" und "Hollerwettern-Scheelenkuhlen" sowie für die Klappstellen bei km 690, km 711 und km 714 prognostiziert. Tabelle 9.1 - faßt die erheblichen und / oder nachhaltigen Eingriffe bei den Sedimenten und die Größe der Eingriffsfläche zusammen. Tab. 9.1 - 7: Aufstellung der Eingriffsflächen bei den Sedimenten
 

Bereich	Art der Beeinträchtigung	Eingriffsfläche
Baggergutablagerungsfläche "Twielenfleth"	o Veränderung der Sohlstruktur durch den Einbau von Fuß- und Randsicherungen o Zunahme der spezifischen Schadstoffbelastung	33 ha
Baggergutablagerungsfläche "Krautsand"	o Veränderung der Sohlstruktur durch den Einbau von Fuß- und Randsicherungen o Zunahme der spezifischen Schadstoffbelastung	88 ha
Baggergutablagerungsfläche "Hollerwettern-Scheelenkuhlen"	o Veränderung der Sohlstruktur durch den Einbau von Fuß- und Randsicherungen o Zunahme der spezifischen Schadstoffbelastung	106 ha
Klappstelle bei km 690	o Zunahme der spezifischen Schadstoffbelastung	15 ha
Klappstelle bei km 711	o Zunahme der spezifischen Schadstoffbelastung	47 ha
Klappstelle bei km 714	o Zunahme der spezifischen Schadstoffbelastung	17 ha
Gesamtgröße der Eingriffsfläche ohne Brammer Bank		306 ha
Aufspülung Brammer Bank	o Umwandlung von Wattflächen und Flachwasserbereichen in Vordeichland	249 ha
Gesamtgröße der Eingriffsfläche einschließlich Brammer Bank		555 ha

  Fußnoten: 1.) Die prognostizierten Änderungen des Strömungsfeldes basieren auf den Ergebnissen des zweidimensionalen, vertikal integrierten Modells der BAW-AK, in dem Strömungsänderungen bis 5 cm/s über die Tiefe gemittelt gerechnet werden (MATERIALBAND I). 2.) Bei einer Vertiefung nimmt der Anteil der nicht mehr lichtdurchfluteten Bereiche in einem Gewässer zu. Dadurch ist das Phytoplankton (Algen u.ä.) längere Zeit Bedingungen ausgesetzt, unter denen es keine Photosynthese betreiben kann, so daß der biogene Sauerstoffeintrag in das Gewässer abnimmt.  

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