Zusammenfassung der UVU
Die Ausbaustrecke reicht von der Außenelbe bei km 745 A2) (km 748 N3)) bis zum Wendekreis am Lotsenhöft bei km 624,4 A in der Norderelbe (mittlerer Freihafen) sowie bis zur nördlichen Begrenzung des Schiffswendekreises unterhalb des geplanten Containerterminals in Altenwerder bei km 621,8 A in der Süderelbe (Köhlbrand) (vgl. Übersichtsplan im Anhang).
Im Gegensatz zu vorangegangenen Ausbaumaßnahmen (z.B. 13,5 m-Ausbau), bei denen die Fahrrinne durchgehend vertieft wurde, sollen Unter- und Außenelbe bei dem aktuellen Vorhaben in verschiedenen Abschnitten unterschiedlich ausgebaut werden. Das charakteristische Merkmal der geplanten Fahrrinnenanpassung ist der sogenannte "Sockel", ein im Vergleich zu anderen Bereichen der Ausbaustrecke weniger stark vertiefter Abschnitt zwischen Lühesand und Otterndorf.
Die Planungen sehen in dem zur Ausbaustrecke gehörenden Abschnitt der Hamburger Delegationsstrecke (Abschnitt zwischen Strom-km 607,5 und 638,9) eine Vertiefung der Fahrrinne auf KN -15,3 m bis Nienstedten (km 632 A) vor. Zwischen Nienstedten und Lühesand (km 648 N) erfolgt ein "rampenartiger" Anstieg der Sohle zum Sockel mit einer Solltiefe von KN -14,4 m. Zwischen Lühesand und Otterndorf (km 713,2 N) erstreckt sich der Sockel mit einer zukünftigen Solltiefe von KN -14,4 m. Zwischen Otterndorf und Scharhörn (km 747,9 N) soll die Sohle wiederum rampenartig von KN -14,4 m auf die für den letzten Abschnitt der Ausbaustrecke unterhalb von Scharhörn geplante Solltiefe von KN -15,2 m abfallen (vgl. Tab. 1 und Abb. 5). Bei den Tiefenangaben handelt es sich um die zukünftigen Solltiefen, d.h. um die für die Schiffahrt vorzuhaltenden Mindesttiefen. Diesen Solltiefen sind ein Vorratsmaß für die Baggerung von 0,3 m sowie eine Baggertoleranz von ± 0,2 m hinzuzurechnen, d.h. die tatsächliche Ausbaubaggertiefe wird sich zwischen der Solltiefe zuzüglich 0,1 m im Minimum und zuzüglich 0,5 m im Maximum bewegen.
Die Unter- und Außenelbe weist schon heute bereichsweise Tiefen auf, die die geplanten Ausbautiefen z.T. deutlich überschreiten. Neben den in fast allen Ästuaren natürlicherweise vorhandenen Übertiefen gibt es in der Unterelbe Abschnitte, wo die Übertiefen eine indirekte Folge der anthropogenen Eingriffe im Zuge der Unterhaltungsbaggerungen sind (z.B. aufgrund der Absenkung von Riffeltälern bei der Baggerung von Riffelstrecken). Durch den nach einer Vertiefung der Sohle ausgelösten "morphologischen Nachlauf" (Wiedereinstellung eines Gleichgewichtes zwischen Abtrag und Ablagerung) stellen sich vor allem in Baggerbereichen mit Riffelformationen die alten morphologischen Strukturen auf einem insgesamt niedrigeren Niveau ein.
| Ausbau-Teilstrecke | Bemerkung | Solltiefe |
maximale Baggertiefe1 | ||
| KN | NN | KN | NN | ||
| Hamburger Delegationsstrecke bis Nienstedten Norderelbe km 624,4 A bzw. Köhlbrand km 621,8 A bis Unterelbe km 632 A | -15,3 m | -16,7 m | -15,8 m | - 17,2 m | |
| Nienstedten bis Lühesand km 632 N bis km 648 N | Anstieg der Sohle zum Sockel | -15,3 m bis -14,4 m | -16,7 m bis -15,8 m | -15,8 m bis -14,9 m | - 17,2 m bis -16,3 m |
| bis St. Margarethen entspricht KN = NN -1,4 m | |||||
| Lühesand bis Otterndorf km 648 N bis km 713,2 N | Sockel | -14,4 m | -15,8 m bis -16,1 m | -14,9 m | - 16,3 m bis -16,6 m |
| bei gleichbleibendem KN nimmt die auf NN bezogene Tiefe elbabwärts zu | |||||
| Otterndorf bis Außenelbe km 713,2 N bis km 747,9 N | Abfall der Sohle unterhalb von Otterndorf | -14,4 m bis -15,2 m | -16,1 m bis -17,0 m | -14,9 m bis -15,7 m | -16,6 m bis -17,5 m |
| bei Scharhörn ist KN = NN -1,8 m | |||||
| Erläuterungen: km 632 A Strom-km km 648 N Fahrrinnen-km 1 maximale Baggertiefe = Solltiefe + Vorratsmaß für die Baggerung + Baggertoleranz KN = Kartennull NN = Normalnull | |||||
Abb. 5: Generalisierte Darstellung der geplanten Ausbautiefen unter KN
Abb. 6: Längsschnitt der Sollsohle bezogen auf NN
Die Fahrrinnenbreite soll nach den Planungen im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke bereichsweise um bis zu 20 m reduziert werden, ohne bereits vorhandene örtliche Verbreiterungen (z.B. zwischen km 630 A und 632 A) zu verändern.
Im Zuständigkeitsbereich der Wasser- und Schiffahrtsämter Hamburg und Cuxhaven, im folgenden Revierstrecke genannt, sind zwischen Schulau (km 642 N) und dem Bereich bei der Rhinplatte Süd (km 671 N) vor allem Neutrassierungen und Verbreiterungen der Kurven vorgesehen. Von Wedel bis Pagensand soll für die geraden Fahrrinnenbereiche eine Verbreiterung von 250 auf 300 m erfolgen, entsprechend sollen die Kurven auf bis zu 400 m aufgeweitet werden. Die Kurve bei der Störmündung (ca. km 690 N) wird neu trassiert und von derzeit ungefähr 370 m auf maximal 440 m verbreitert, um die Ausweichmöglichkeiten sich begegnender Schiffe zu verbessern. Für den Streckenabschnitt ab der Mittelrinne (km 735 N bis 748 N) ist eine Reduzierung der Rinnenbreite von z.Zt. 500 m auf zukünftig 400 m geplant (vgl. Abb. 7). Im Zuge der Baggerarbeiten zur geplanten Fahrrinnenanpassung ist ferner eine Abflachung der Kurve am Leitdamm Kugelbake vorgesehen. Diese Maßnahme ist unabhängig von der Fahrrinnenanpassung (Vertiefung) erforderlich. Die im Bereich der zukünftigen Trasse vorgesehenen Vertiefungen sind jedoch Bestandteil der geplanten Fahrrinnenanpassung. Ziel dieser Maßnahme ist die langfristige Stabilisierung des Außenelbe-Rinnensystems und die Minimierung der Unterhaltungsbaggerei in der Mittelrinne.
Abb. 7: Heutige und geplante Fahrrinnenbreiten im Bereich der Revierstrecke
Die voraussichtlichen Ausbaubaggermengen betragen insgesamt rd. 26,5 Mio. m3, wovon ca. 4,2 Mio. m3 in der Hamburger Delegationsstrecke anfallen. Die Zahlen spiegeln die ungefähre Größenordnung des voraussichtlich anfallenden Materials wider und können sich bis zur Realisierung der Maßnahme noch ändern. Diese Rechenunsicherheit resultiert aus der zeitlichen Entwicklung der Elbsohlstrukturen. Aufgrund der ständigen Materialbewegungen lassen sich die langfristigen Veränderungen der Sohltopographie unter Berücksichtigung der aktuellen Unterhaltungsbaggerungen somit nur abschätzen.
3.4 Beschaffenheit des Baggerguts
Bei den Baggerungen im Rahmen der Fahrrinnenanpassung werden sowohl im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke als auch im Bereich der Revierstrecke überwiegend Fein- bis Grobsande mit unterschiedlich hohen Schluff- und/oder Kiesanteilen anfallen. Fein- und Grobsande treten vor allem in den Großriffelstrecken auf, die die Sohle der Fahrrinne zwischen Köhlbrandmündung und Außenelbe in weiten Bereichen prägen.
Die Großriffelstrecken werden in größeren Abständen durch Sedimentationsstellen unterbrochen, wie z.B. bei Juelssand, der Rhinplatte und dem Osteriff. In diesen Bereichen, die sich durch eine fast ebene und relativ glatte Oberfläche auszeichnen, überdecken feinsandige Schluffe oder stark schluffhaltige Feinsande die tiefer unter der Oberfläche anstehenden gröberen Sande.
Geschiebemergel und steiniges Moränenmaterial werden hauptsächlich im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke vorkommen. In der Ausbaustrecke der Wasser- und Schiffahrtsämter wurde dieses Material bei früheren Vertiefungen bereits abgebaggert und fällt bei dem geplanten Ausbau voraussichtlich nur noch örtlich an.
Schließlich können im Zuge von Verbreiterungen lokale Kleivorkommen in jenen Fahrrinnenbereichen angeschnitten werden, wo die Kleideckschichten bei den vorausgegangenen Ausbaumaßnahmen noch nicht abgebaggert wurden. Unter diesen nicht sehr mächtigen Deckschichten stehen Sande mit zum Teil schluffigen und kiesigen Beimengungen an.
Zur Realisierung der Fahrrinnenanpassung kommen in Abhängigkeit von dem zu baggernden Material und der Wirtschaftlichkeit unterschiedliche Geräte zum Einsatz.
Die Baggerung von bindigen, schwer lösbaren Bodenarten wie Ton und Geschiebemergel oder dem möglicherweise an den Fahrrinnenrändern vorkommenden festgelagerten Klei erfordert den Einsatz von Eimerkettenbaggern, die den Boden mittels einer Eimerleiter eben abschälen und auf diese Art eine klare, nach Tiefe und Breite genau kontrollierbare Sohle herstellen. Das aufgenommene Material wird über seitliche Schüttrinnen in neben dem Bagger liegende Klappschuten verladen, die das Baggergut zu den Klappstellen transportieren (vgl. Abb. 8).
Im Bereich der Hamburger Delgationsstrecke sollen die Eimerkettenbagger an 5 Tagen in der Woche für jeweils 13 Stunden (von 7 bis 20 Uhr) eingesetzt werden. Im Interesse einer beschleunigten Fertigstellung der neuen Fahrrinne sollen nach Möglichkeit zwei Bagger parallel arbeiten, wobei der Abstand zwischen den Baggern aus Gründen der Schiffssicherheit 2 bis 3 km beträgt.
Sande mit Schluff- und Kiesanteilen sowie bindige Sedimente wie feinsandiger Schluff werden mit Hopperbaggern (Schleppkopfsaugbagger) entnommen, die sich im Vergleich zu den Eimerkettenbaggern durch eine höhere Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit sowie eine größere Beweglichkeit im Verkehrsgeschehen auszeichnen (vgl. Abb. 9).
Hopperbagger lassen sich in ihrer Arbeitsweise mit Staubsaugern vergleichen, die mit nachschleppenden, seitlich an Rohrleitungen geführten Saugköpfen Boden im Boden-Wasser-Gemisch aufsaugen. Dieses Boden-Wasser-Gemisch wird über die Rohrleitungen in den Laderaum gespült, wobei das Wasser einschließlich des noch suspendierten Feinmaterials im Verlauf des Ladevorgangs (Dauer i.d.R. ca. 1 Stunde) seitlich über die Laderaumkante abgeleitet wird. Nach dem Baggern transportiert der Hopper das Baggergut zur Verklappstelle, wo das Material wieder dem Strom zugeführt wird.
Da Hopperbagger ihren Schleppkopf i.d.R. gleichmäßig über die Sohle bewegen, verursachen sie eine flächendeckende Vertiefung der gebaggerten Bereiche. In Riffelstrecken hat diese Baggertechnik also eine gleichmäßige Niveauabsenkung sowohl der Kuppen als auch der Täler zur Folge.
Hopperbagger sind i.d.R. rund um die Uhr, d.h. an 7 Tagen in der Woche für jeweils 24 Stunden im Einsatz, wobei die Arbeitszeiten vom Baggerunternehmer weitgehend unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten organisiert werden.
Abb. 8: Prinzipskizze der Arbeitsweise eines Eimerkettenbaggers
Abb. 9: Prinzipskizze der Arbeitsweise eines Hopperbaggers
3.6 Unterbringung des Baggergutes
Das bei dem Ausbau und der Unterhaltung anfallende Baggergut wird größtenteils in der Unter- und Außenelbe selbst umgelagert. Eine landseitige Unterbringung von Baggergut ist vorwiegend für Feinstsedimente (Klei und stark schluffhaltige Feinsande) geplant, die auf dem Spülfeld Pagensand untergebracht werden sollen.
Der bei der geplanten Fahrrinnenanpassung im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke anfallende Sand soll zu 90% für diverse Baumaßnahmen im Bereich des Hamburger Hafens (z.B. Hafenbeckenverfüllungen und Flächenaufhöhungen) verwendet werden. Die restlichen 10% werden für Strandvorspülungen genutzt. Der eiszeitliche Geschiebemergel aus der Delegationsstrecke soll in einer speziell dafür herzustellenden Klappgrube untergebracht werden. Diese Mergelklappgrube ist nördlich des Mühlenberger Lochs im unmittelbaren Bereich des südlichen Fahrrinnenrandes zwischen km 632,5 A und km 634,5 A geplant (vgl. Abb. 10). Zur Herstellung der Grube werden zunächst 1 Mio. m3 Sand gebaggert und nach dem oben beschriebenen Konzept verbracht (dieser Betrag ist in den im Kapitel 3.3 genannten Zahlen enthalten). Anschließend soll die Grube mit dem in der Delegationsstrecke anfallenden Geschiebemergel verfüllt werden, wobei der Eintrag von Schwebstoffen in das Mühlenberger Loch durch die Abstimmung der Verklappungen auf bestimmte Tidephasen minimiert werden soll.
Abb. 10: Mergelklappgrube nördlich des Mühlenberger Lochs
In der Ausbaustrecke des WSA Hamburg von km 638,9 A bis km 689 A sollen alle Sande mit geringen Schluffbeimengungen und Kiesanteilen in mehreren ufernahen "Baggergutablagerungsflächen" untergebracht werden. Die Unterbringung der Sande vor Twielenfleth, vor Krautsand (von der Ruthenstrommündung bis zum Krautsander Watt) und vor Brokdorf zwischen Hollerwettern und Scheelenkuhlen ist zwischen der 3 m-Tiefenlinie und der 6 m- bis 7 m-Tiefenlinie vorgesehen (vgl. Kap. 3.7).
Der möglicherweise in den Verbreiterungsbereichen vorhandene Klei und der bei den Baggerstellen "Juelssand" und "Rhinplatte" vorkommende feinsandige Schluff sollen auf der Elbinsel Pagensand aufgespült werden (vgl. Abb. 11). Die Aufspülung wird eine Fläche von ca. 32 ha (einschließlich der Spülfelddämme) in Anspruch nehmen.
Das Baggergut aus dem Amtsbereich des WSA Cuxhaven (km 689 A bis km 748 A) wird in sieben Klappstellen untergebracht, die bereits heute für die Verklappung von Unterhaltungsbaggergut genutzt werden (vgl. Übersichtsplan im Anhang). Die Verklappung des gebaggerten Materials soll in diesen Bereichen die Strömungsenergie und dadurch die Erosion reduzieren.
Geschiebemergel fällt im Bereich des WSA Hamburg vermutlich nicht an, da dieses Material bereits während der beiden letzten Vertiefungen weitgehend aus der Fahrrinne entfernt wurde. Möglicherweise verbleiben nach der Sandbaggerung mit Hoppern noch Geschiebemergelreste im Sollprofil, die mit dem Eimerkettenbagger gebaggert und in den folgenden Bereichen verklappt werden sollen:
o in einem Ablösekolk südlich der Westspitze der Insel Hanskalbsand im Eingang zur Hahnöfer Nebenelbe und
o in einem ufernahen Streifen an der Hetlinger Schanze zur Sicherung des dortigen Prallhanges.
Sollte darüber hinaus in der Außenelbe bei km 733,4 N noch steiniges Material anfallen, dann wird dieses Material in Kolken am Leitdamm Kugelbake verklappt. Diese Verfahrensweise soll dazu beitragen, die Standsicherheit des Leitdammes Kugelbake langfristig zu gewährleisten.
In der Tabelle 2 sind die Baggergutverbringungsstellen in einer Übersicht dargestellt.
Tab. 2: Übersicht der Baggergutverbringungsstellen
| Verbringungsstelle | Bezeichnung |
Lage Fahrrinnen-km (N) |
Flächengröße [ha] | Material | Bemerkungen |
| Klappgrube | Mühlenberger Loch | 632,5 - 634,5 | 30 | Ton und Mergel | |
| Klappstellen | Hanskalbsand | 643,0 - 643,5 | 3 | Geschiebemergel | |
| Hetlinger Schanze | 649,0 - 650,5 | 14 | Geschiebemergel | ||
| km 690 | 689,5 - 691,0 | 15 | Sande mit geringen Schluffbeimengungen | Klappstelle der Unterhaltungsbaggerei | |
| km 706 | 706,0 - 708,0 | 33 | Sande mit geringen Schluffbeimengungen | Klappstelle der Unterhaltungsbaggerei | |
| km 714 | 714,0 - 715,5 | 17 | Sande mit geringen Schluffbeimengungen | Klappstelle der Unterhaltungsbaggerei | |
| km 733 | 734,5 - 735,5 | 32 | Sande mit geringen Schluffbeimengungen | Klappstelle der Unterhaltungsbaggerei | |
| km 737 | 738,0 - 740,5 | 113 | Sande mit geringen Schluffbeimengungen | Klappstelle der Unterhaltungsbaggerei | |
| km 741 | 742,0 - 744,0 | 102 | Sande mit geringen Schluffbeimengungen | Klappstelle der Unterhaltungsbaggerei | |
| Baggergutablagerungsflächen mit baulicherSicherung | Twielenfleth | 652,0 - 653,0 | 33 | Sande mit geringen Schluffbeimengungen | |
| Krautsand | 670,5 - 674,0 | 88 | Sande mit geringen Schluffbeimengungen | ||
| Hollerwettern -Scheelenkuhlen | 681,5 - 688,5 | 106 | Sande mit geringen Schluffbeimengungen | ||
| Spülfeld | Pagensand | 661,5 - 663,0 | 32 | Klei, feinsandiger Schluff und stark schluffiger Feinsand |
Unter "Strombaumaßnahmen" sind generell bauliche Maßnahmen zu verstehen, die der Flußregelung durch Verbesserung der Wasserstands- und Strömungsverhältnisse dienen. Für den Bereich der Hamburger Delegationsstrecke sehen die Planungen keine festen Strombauwerke vor. Allerdings sollen im Rahmen der Maßnahme und nach Abschluß der Vertiefungen sogenannte "weiche Strombau-Aktivitäten" durchgeführt werden. Hierbei handelt es sich um die zuvor erwähnten Sandvorspülungen, die zur Sicherung der Strände in den Bereichen
- Othmarschen/Nienstedten/Blankenese,
- Schweinsand/Neßsand,
- Bullenhausen und
- Heuckenlock
beitragen sollen. Nach den bisherigen Erfahrungen des Amtes Strom- und Hafenbau müssen die Strandvorspülungen alle 3 bis 5 Jahre wiederholt werden.
Die Einrichtung der ufernah gelegenen "Baggergutablagerungsflächen" vor Twielenfleth, Krautsand sowie zwischen Hollerwettern und Scheelenkuhlen sollen das lokale Strömungsregime optimieren und somit strombauliche Funktionen erfüllen. Jeweils eine Fuß- und zwei seitliche Randsicherungen sollen gewährleisten, daß das sandige Baggergut im Bereich der Ablagerungsfläche verbleibt und nicht mit dem Tidestrom verfrachtet wird. Ziel dieser Strombaumaßnahmen ist es, durch eine Veränderung des Strömungsregimes die Intensität der Unterhaltungsbaggerungen in einzelnen Bereichen der Unterelbe langfristig zu reduzieren.
Im Gebiet Twielenfleth-Juelssand waren in den vergangenen Jahren aufgrund von starken Sedimentationen umfangreiche Unterhaltungsbaggerungen erforderlich. Die Einrichtung der Baggergutablagerungsfläche vor Twielenfleth (vgl. Übersichtsplan im Anhang) soll den Flut- und Ebbstrom stärker bündeln und auf die Fahrrinne lenken und dadurch zu einer Reduzierung der Sedimentation an dieser Unterhaltungsbaggerstelle beitragen. Die für die Verbringung von Baggergut vorgesehene Fläche hat eine Gesamtgröße von ca. 33 ha und soll von derzeit NN -6 m bis NN -9 m auf NN -4,4 m (KN -3 m) aufgehöht werden.
Bei der Rhinplatte befindet sich ein weiterer, durch starke Sedimentation und infolgedessen intensive Unterhaltungsbaggerungen gekennzeichneter Bereich. In diesem Gebiet sollen die Baggergutablagerungsflächen "Krautsand" und "Hollerwettern-Scheelenkuhlen" zu einer Reduzierung der Unterhaltungsbaggerungen beitragen.
Die Verbringung von Baggergut am Ufer vor Krautsand soll den Querschnitt der Hauptrinne verengen und die Strömung zur Hauptrinne hin verlagern. Die Baggergutablagerungsfläche "Krautsand" besteht aus zwei Teilflächen, die von einer trapezförmigen Aussparung für den Anleger und den Pegel Krautsand unterbrochen werden. Während im Bereich dieser Aussparung keine Verklappung von Baggergut erfolgt, sollen die für die Baggergutablagerung vorgesehenen Flächen von derzeit NN -7 m bis NN -12 m auf NN -4,4 m aufgehöht werden. Die Gesamtgröße der Baggergutablagerungsfläche "Krautsand" beträgt ca. 88 ha.
Zwischen Hollerwettern und Scheelenkuhlen soll der Einbau von Baggergut die Flut- und Ebbströme vom schleswig-holsteinischen Ufer ablenken, um so die Strömungsbelastung in den Uferbereichen zu verringern. Gleichzeitig soll die Durchströmung der Hauptrinne sowie der Nebenrinnen am niedersächsischen Ufer wieder verstärkt werden. Die Baggergutablagerungsfläche besteht ebenfalls aus zwei Teilflächen, die von einer trapezförmigen Aussparung nördlich und südlich der Kühlwasserversorgung des Kernkraftwerks Brokdorf unterbrochen werden. Mit Ausnahme dieser Aussparung, in der kein Baggergut verklappt wird, werden die für die Baggergutablagerung vorgesehenen Flächen von derzeit NN -7 m bis NN -19 m auf NN -4,4 m aufgehöht. Die Gesamtgröße der Baggergutablagerungsfläche "Hollerwettern-Scheelenkuhlen" beträgt ca. 106 ha.
In Tabelle 3 sind die Größen der Baggergutablagerungsflächen differenziert aufgelistet.
Tab. 3: Größe der Baggergutablagerungsflächen
| Baggergutablagerungsfläche | Flächengröße [ha] | ||
| Fußsicherung1) | Randsicherung2) | Gesamtfläche | |
| Twielenfleth | 2,2 | 0,9 | 33 |
| Krautsand | 6,7 | 1,5 | 88 |
| Hollerwettern-Scheelenkuhlen | 7,6 | 0,8 | 106 |
| Erläuterungen: 1) Bei der Ermittlung der Flächengröße der Fußsicherungen wurde von einer Breite von 22 m an der Basis ausgegangen. 2) Bei der Ermittlung der Flächengröße der Randsicherungen wurde von einer Breite von 9 m an der Basis ausgegangen. | |||
3.8 Zeitlicher Ablauf der Baumaßnahme
Die gesamte Baumaßnahme einschließlich der Baggergutunterbringung wird sich über einen Zeitraum von maximal 30 Monaten erstrecken. Im Bereich der Delegationsstrecke soll der genannte Ausbau innerhalb von rund 9 Monaten erfolgen.
Der Ausbau der Revierstrecke erstreckt sich vermutlich über einen Zeitraum von 24 Monaten. Die Ausführungszeit umfaßt auch eventuell anfallende Restarbeiten, wie z.B. das Entfernen schwerlösbarer Böden mit Eimerkettenbaggern oder der erneute Einsatz von Hopperbaggern in Bereichen mit schnellem Sedimenteintrieb.
Fußnoten: