5.1 Hydromechanische Folgen der Fahrrinnenanpassung
Zur Vorhersage der durch die geplante Fahrrinnenanpassung zu erwartenden Veränderungen der hydrologischen Kenngrößen wie z.B. Tidewasserstände und Strömungen wurde durch die Bundesanstalt für Wasserbau ein international anerkanntes Modellsystem eingesetzt. Mit diesem ist es möglich, die vielfältigen Beziehungen und Einflußfaktoren innerhalb des Systems zu berücksichtigen.
Die prognostizierten Veränderungen des Tidegeschehens und die daraus folgenden Veränderungen der Geländeoberflächen bilden die Grundlagen für die Prognosen über die Auswirkungen des Vorhabens auf die Schutzgüter. Sie werden nachfolgend dargestellt.
Die Veränderungen der Tidewasserstände variieren in den einzelnen Streckenabschnitten der Elbe. Seewärts von Cuxhaven werden sich die Tidewasserstände in der Außenelbe nicht ändern. Zwischen Cuxhaven und Brokdorf ist eine Niedrigwasserabsenkung und eine Tidehubverstärkung von bis zu 2 cm zu erwarten. Oberhalb von Brokdorf steigen die Werte und erreichen ihr Maximum im Hamburger Hafen. Am Pegel St. Pauli kann das mittlere Tideniedrigwasser um bis zu 7 cm sinken, das mittlere Tidehochwasser kann bis zu 4 cm steigen, so daß sich der Tidehub um bis zu 11 cm verstärkt. Oberhalb von Hamburg nehmen diese Änderungen wieder ab (vgl. Abb. 13).
Die Überflutungsdauer beträgt im Bereich der Wattkanten der Niedrigwasserbereiche mehr als 10 Stunden. Es sind geringe vorhabenbedingte Änderungen von wenigen Minuten (Zu- bzw. Abnahmen der Überflutungsdauer) zu erwarten.
Die Flutdauer (Zeit des Anstiegs von Tideniedrig- bis Tidehochwasser) beträgt in der Außenelbe mindestens 5 ½ Stunden und am Wehr Geesthacht noch mindestens 3 ½ Stunden. Die Ebbedauer beträgt in der Außenelbe mindestens 6 ½ Stunden und am Wehr Geesthacht mindestens 8 Stunden. Im Vergleich dazu sind mit Zu- oder Abnahmen der Flut- und Ebbedauer von 1 bis maximal 5 Minuten geringfügige vorhabenbedingte Änderungen zu erwarten.
Änderungen der Flut- und Ebbestromdauer (Zeit zwischen zwei Umkehrungen der Wasserfließrichtung) sind in sehr geringem, in der Natur nicht meßbaren Maße zu erwarten.
Die mittleren und maximalen Flut- und Ebbeströmungsgeschwindigkeiten betragen in der Fahrrinne zwischen 60 cm/s und 200 cm/s. Im Vergleich zum Ist-Zustand werden in der Fahrrinne geringe Strömungsänderungen von 0 cm/s bis 3 cm/s prognostiziert. Unmittelbar seitlich neben der Fahrrinne nimmt die Strömungsgeschwindigkeit leicht ab. Vereinzelt werden darüber hinaus in den Randbereichen auch größere Strömungsänderungen prognostiziert.
Die Transportkapazität der Tideströmungen für Sedimente sind in der Fahrrinne am höchsten. Es sind geringe vorhabenbedingte Änderungen von 0 % bis 3 %, vereinzelt bei 5 % zu erwarten.
Die Salzgehalte in der Elbe werden sich vorhabenbedingt nur geringfügig (< 1 0/00) ändern. Die obere Brackwassergrenze (Bereich, in dem sich Süß- und Salzwasser mischen) wird sich geringfügig, d. h. um etwa 500 m stromauf verlagern.
In den Elbenebenflüssen sind geringe vorhabenbedingte Änderungen der Tidewasserstände (1 bis 5 cm) und Salzgehalte (0 - 0,10/00) zu erwarten.
Im Falle von Sturmfluten ist mit Erhöhungen der höchsten Wasserstände von 1 cm bei schweren und bis 2,5 cm bei mittleren Sturmfluten zu rechnen. Die Sturmflutscheitelwasserstände werden sich nach dem Ausbau im Bereich Elbmündung bis Brunsbüttel maximal um 1 cm, zwischen Brunsbüttel und Hamburg um bis zu 2,5 cm erhöhen. Die Veränderungen sind so gering, daß der Sperrwerksbetrieb nicht geändert werden muß. Auswirkungen auf die Nebenflüsse und die Überschwemmungsbereiche sind nicht zu erwarten.
Durch das Vorhaben sind sehr geringe Änderungen des Seeganges zu erwarten, die nicht zu Mehrbelastungen der Deiche und Deckwerke führen. Auswirkungen auf die Oberflächenform der Sände und Watten sind nicht zu erwarten.
In Bereichen mit bereits vorhandenen Übertiefen können bei unangemessenen Schiffsgeschwindigkeiten über 12 Knoten - wie derzeit auch - erhebliche Schiffswellen und Rückströmungen entstehen. Durch die Vertiefung selbst werden die Ufer, Deckwerke und Deichfüsse vermutlich nicht einer erhöhten Belastung ausgesetzt.
Durch die Absenkung des Tideniedrigwassers wird es in einigen Bereichen zu Vergrößerungen der Wattflächen kommen. Die Wattflächen werden sich in Abhängigkeit von der Geländeneigung zwischen wenigen cm und 5 m vergrößern. Die Tideniedrigwasserabsenkung wird in einigen Bereichen zur Verringerung von Flachwasserbereichen führen. Dies wirkt sich besonders in den ökologisch wertvollen Bereichen negativ aus. Der Gewässerboden in den Tiefwasserbereichen wird durch die Ausbaggerungen direkt beeinflußt. Indirekt wird er durch das Wiedereinstellen eines Gleichgewichts zwischen Abtrag und Ablagerung beeinflußt.
Abb. 13: Ausbaubedingte Änderungen der Tidewasserstände im Längsschnitt
