Wasserbau Küste

Untermieter auf Messpfahl der BAW

An den Seeschifffahrtsstraßen kam es in den letzten Jahren vermehrt zu Schäden an Buhnen durch schiffserzeugte langperiodische Wellenbelastungen. Seit 2014 prüft die BAW in Kooperation mit dem WSA Hamburg an der Unterelbe die Stabilität von zwei Buhnen mit einer optimierten Geometrie. Zur Beurteilung der geometrischen Veränderung über die Zeit führt die BAW in Kooperation mit der HafenCity Universität Hamburg ein Monitoring der beiden Bauwerke durch.

Panoramablick vom Messpfahl auf die schadhafte Buhne. Die Länge der Buhne beträgt rund 120 m.

Die beiden Bauwerke befinden sich im Bereich des Naturschutzgebiets „Haseldorfer Binnenelbe mit Elbvorland“. Hier kommen u.a. zwei Laserscanner für das automatisierte Monitoring zum Einsatz. Für eine flächenhafte Abdeckung bei der geodätischen Erfassung sind die beiden Laserscanner jeweils auf einem 11 m hohen Messpfahl installiert. An einem dieser Pfähle wurde vom WSA Hamburg ein Nistkasten angebracht, der, so die Hoffnung, auch von Turmfalken zur Aufzucht ihrer Jungen genutzt wird.

Im Rahmen der Qualitätssicherung der Messdaten ist es erforderlich, die verwendeten Messgeräte regelmäßig auf ihre Funktionstüchtigkeit zu überprüfen. So stand auch in diesem Frühsommer eine routinemäßige Wartung der Laserscanner an, was eine Begehung der Messpfähle erforderte. Zur Überraschung der beteiligten Kolleginnen und Kollegen machte sich zum Ende der Kontrollarbeiten Leben im Nistkasten bemerkbar. Dabei war zunächst die Möglichkeit eines direkten Einblicks nicht gegeben. Was mag es also gewesen sein, das dort die Aufmerksamkeit hervorrief? Die angefertigten Fotos brachten es an den Tag: Im Kasten saßen fünf Jungvögel, die sich später als Turmfalken entpuppten.

Position des Nistkastens (braun) an der Plattform des Messpfahls.

Erster Fototermin im Leben eines Turmfalken

 

Alle fünf Jungvögel haben mittlerweile erfolgreich eigenständig den Nistkasten verlassen. Nun hoffen die Kollegen, dass im nächsten Frühjahr an unseren Messpfählen erneut eine Brut stattfindet.

Containerschiff passiert Messpfahl

Ein Containerschiff passiert einen der beiden installierten Messpfähle

Verfasst von Bernhard Kondziella

Als technischer Angestellter bin ich überwiegend im Bereich der Naturmessungen und im Bereich des physikalischen Modellwesens tätig. Angesiedelt sind diese Themen im Referat K2 "Ästuarsysteme I" der Dienststelle Hamburg.

Vorstellung des Masterplans Ems 2050 beim BAW Kolloquium

Am 15. Juni 2017 fand das alljährliche BAW Kolloquium zum Thema „Projekte und Entwicklungen für aktuelle Fragestellungen im Küstenwasserbau“ in Hamburg statt. Auf der gut besuchten Veranstaltung wurde auch der Masterplan Ems 2050 vorgestellt. Im ersten Themenblock des Kolloquiums lag der Fokus zunächst auf der Elbe. In drei Vorträgen wurden unterschiedliche Blickwinkel auf den Stand des Verfahrens zur geplanten Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe (Elbvertiefung) dargestellt.

Der zweite Themenblock befasste sich mit dem Ems-Ästuar, der Masterplan Ems 2050 wurde in zwei Vorträgen thematisiert. Das vorrangige Ziel des Masterplans Ems 2050 ist die Lösung des Schlickproblems in der Unterems. Im Rahmen der Machbarkeitsuntersuchung wurde sowohl von der WSV/BAW als auch vom NLWKN/Forschungsstelle Küste die Möglichkeit einer zeitweisen Querschnittseinengung mithilfe des Emssperrwerks untersucht, mit dem Ziel hierdurch den Schwebstoffeintrag in die Unterems zu reduzieren. Durch diese Untersuchungen sind eine Reihe von Steuerungsvarianten des Emssperrwerks entstanden, welche in den weiteren Untersuchungen zusammenfasst als „flexible Tidesteuerung“ weiter betrachtet werden.

Bild 1: Das Emssperrwerk bei Gandersum

Im ersten Vortrag zum Masterplan Ems wurden neben diesen untersuchten Steuerungsvarianten auch die Hintergründen des Masterplans vorgestellt. Der Fokus dieses Vortrags vom WSA Emden lag auf den durch die flexible Tidesteuerung entstehenden Beeinträchtigungen für die Schifffahrt. Hierbei wurden auch aktuelle Überlegungen zur praxisorientierten Umsetzung der flexiblen Tidesteuerung vorgestellt, die unter Einbindung der Schifffahrt erarbeitet werden.

Der zweite Vortrag zum Masterplan Ems gab einen Einblick in die bei der BAW im Rahmen der Machbarkeitsstudie durchgeführten Arbeiten. Schwerpunkte wurden auf das Bearbeitungskonzept, die Weiterentwicklung der Steuerungsvarianten des Emssperrwerks im Laufe der Untersuchungen und die Entstehung von Sunk- und Schwallwellen gelegt.

Außerdem wurde in einem dritten Vortrag zur Ems das KFKI Forschungs- und Entwicklungsprojekt „MudEstuary“ vorgestellt. Dieses befasst sich mit der Simulation der Tidedynamik unter dem Einfluss von Flüssigschlick. An der Universität der Bundeswehr in München werden Laborversuche durchgeführt, mit dem Ziel die Interaktion von Turbulenz und Flüssigschlickrheologie in granularen Strömungen zu untersuchen. Bei der BAW finden die numerische Modellierung der Interaktion von Turbulenz und Flüssigschlickrheologie sowie die Anwendung des neuen Modellansatzes am Emsästuar statt. Da es im Ems-Ästuar aufgrund der hohen Schwebstoffkonzentrationen regelmäßig zur Ausbildung von Flüssigschlicken kommt, ist die Möglichkeit, diese auch in den Modellen berücksichtigen zu können, für die Projektarbeit z.B. im Masterplan Ems 2050 von großer Bedeutung.

Die Vorträge des Kolloquiums sind unter folgendem Link zu finden: https://vzb.baw.de/publikationen/kolloquien/0/2017-06-15_BAW-Kolloquium_Gesamt_.pdf

Verfasst von Marissa Albers

Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Bereich Wasserbau im Küstenbereich im Projekt "Masterplan Ems 2050".

BAW-Baugrundkolloquium im Rahmen der Bohrtechniktage 2017 in Bad Zwischenahn

26. bis 28. April 2017 im Bau-ABC Rostrup in Bad Zwischenahn

Zum BAW-Baugrundkolloquium, zusammen veranstaltet mit den Bohrtechniktagen, sind viele Tagungsteilnehmer, Besucher und über einhundert Fachausteller nach Bad Zwischenahn in das Bau-ABC Rostrup gereist, dem bundesweiten KompetenzCentrum der deutschen Bauwirtschaft für Brunnenbau, Spezialtiefbau, Bohrtechnik, Horizontal-Spülbohrtechnik und Geotechnik.

Die erfolgreiche Kooperation mit dem Bildungs- und Tagungszentrum Bau-ABC Rostrup fand somit erneut eine Fortsetzung. Interessante Vorträge zu den Themen „Bohrungen und Baugrund, Herausforderungen bei der Ausführung in der horizontalen und vertikalen Bohrtechnik “ sowie die direkte Verbindung zwischen Theorie, Vortrag und dazugehöriger praktischer Vorführung im Austausch mit allen Beteiligten waren das Ziel der Veranstaltung.

Dieses Konzept sorgte für eine sehr gute Stimmung bei den mehr als 750 Teilnehmern und 850 Tagesgästen. Die Veranstaltung diente als Plattform zur Schaffung eines Techniküberblicks mit umfangreichen Möglichkeiten des fachlichen Erfahrungsaustausches zwischen Planern, Behörden, Herstellern und Ausführenden. Fachvorträge aus der BAW sowie von externen Sachverständigen zu Baugrunderkundung und –beschreibung, Bauverfahren sowie Planung und Vergabe von geotechnischen Arbeiten wurden ergänzt durch Vorführungen aus dem geotechnischen Labor einschließlich der Interpretation von Boden- und Felsproben durch entsprechende Fachleute.

Die Veranstaltung war professionell geplant, inspirierend, informativ, unterhaltsam, hochkarätig und richtungsweisend. Es ist der Veranstaltung gelungen, von der handwerklichen Kompetenz bis hin zu hochkarätigen akademischen Vertretern, alle in einem Fachforum zu versammeln. Sie wurde ihrem Anspruch als Wissensdrehscheibe gerecht.

Das nächste Baugrundkolloquium findet gemeinsam mit den Bohrtechniktagen im Mai 2020 statt.

Tagungsband, Vorträge und Fotos finden Sie unter www.bohrtechniktage.de/programm zum Download. Wer nicht dabei war, erhält mit diesem Imagefilm einen Eindruck über die Veranstaltung.

 

Keyfacts:

  • 750 Tagungs-Teilnehmer (45% Zuwachs zu 2014)
  • 850 Tagesgäste
  • Fachausstellung mit 3.000 m² Ausstellungshalle, 1.500 m² Freifläche und 800 m² Freihalle
  • 118 Aussteller aus Deutschland und Europa (27% Zuwachs zu 2014)
  • Fachmesse für Brunnenbau, Baugrunderkundung, Spezialtiefbau und Horizontalspülbohrtechnik (HDD), vertikale und horizontale Bohrtechnik gebündelt in einer Veranstaltung
  • Erste deutschlandweite Fachtagung für Horizontalspülbohrtechnik (Theorie/Praxis/Fachaaustellung)
  • Theorie und Live-Praxis verzahnt in einer Tagung
  • Im Rahmenprogramm: Abendveranstaltung, Ehemaligentreffen, Foyervorträge
  • Studienabschlussarbeiten der Ostfalia Hochschule Suderburg (Partner des Dualen Studiums für Brunnenbauer und Spezialtiefbauer)
  • Bohrtechniktage seit 2008, alle 3 Jahre, 2017 zum 4.ten Mal. Die nächsten Bohrtechniktage mit der BAW finden im Mai 2020 statt
  • Gemeinschaftsveranstaltung Bau-ABC Rostrup, ZDB und BAW
  • Veranstaltung im bundesweiten KompetenzCentrum der Bauwirtschaft für Brunnenbau, Spezialtiefbau, Bohrtechnik, Horizontal-Spülbohrtechnik und Geotechnik.
  • Vorträge zu den Themen „Bohrungen und Baugrund, Herausforderungen bei der Ausführung in der horizontalen und vertikalen Bohrtechnik “
  • Tagungsband, Vorträge und Fotos finden Sie unter www.bohrtechniktage.de/programm zum Download

O-Töne von Besuchern, Gästen, Teilnehmern und Ausstellern:

  • Direkte Verbindung zwischen Theorie, Vortrag und dazugehöriger praktischer Vorführung im Austausch mit allen Beteiligten.
  • Hohe Zustimmung bei den mehr als 750 Tagungs-Teilnehmern.
  • Die Veranstaltung diente als Plattform zur Schaffung eines Techniküberblicks mit umfangreichen Möglichkeiten des fachlichen Erfahrungsaustausches zwischen Planern, Behörden, Herstellern und Ausführenden.
  • Fachvorträge aus der BAW sowie von externen Sachverständigen zu Baugrunderkundung und –beschreibung, Bauverfahren sowie Planung und Vergabe von geotechnischen Arbeiten wurden ergänzt durch praktische Vorführungen aus dem geotechnischen Labor einschließlich der Interpretation von Boden- und Felsproben durch entsprechende Fachleute.
  • Die Veranstaltung war professionell geplant, inspirierend, informativ, unterhaltsam, hochkarätig und richtungsweisend.
  • Es ist der Veranstaltung gelungen, von der handwerklichen Kompetenz bis hin zu hochkarätigen akademischen Vertretern, alle in einem Fachforum zu versammeln.
  • Sie wurde ihrem Anspruch als Wissensdrehscheibe gerecht.
  • Abendveranstaltung als lockere Austauschplattform mit Liveacts.

Verfasst von Gerd Siebenborn

Gerd Siebenborn | Referat Geotechnik Nord | Abteilung Wasserbau im Küstenbereich | Bundesanstalt für Wasserbau | Federal Waterways Engineering and Research Institute | Wedeler Landstraße 157 | 22559 Hamburg | E-Mail: gerd.siebenborn@baw.de | Tel.: +49 40 81908-327 | Fax: +49 40 81908-527 | http://www.baw.de

Neues Schiff für die Fischerei- und Meeresforschung, Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft investiert 85 Mio. EUR in die neue WALTHER HERWIG

von links nach rechts, die Herren Dr. Kloppmann, Damen, Dr. Kraus, Dr. Eiden, de Lange, Prof. Heinzelmann (Bildquelle: BLE)

Am 22.März 2017 unterzeichnete der Präsident der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE), Dr. Hanns-Christoph Eiden in Hamburg den Bauvertrag für das neue hochseetaugliche Fischereiforschungsschiff WALTHER HERWIG. Ab 2020 werden damit modernste Forschungsarbeiten für eine nachhaltige Nutzung von Ressourcen und den verbesserten Schutz der Meeresökosysteme möglich. Den Auftrag zum Bau erhielt die DAMEN Shipyards Gorinchem (Niederlande). Der dem Auftrag zugrunde liegende Schiffsentwurf entstand in Zusammenarbeit der DAMEN Shipyards Gorinchem mit dem norwegischen Konstruktionsbüro Skipsteknisk. Als bauausführende Werft ist die DAMEN Shipyards Galati, Rumänien vorgesehen. Der Neubau wird mit knapp 85 m Länge und 17,40 m Breite das größte Schiff in der Flotte der BLE sein, er bietet Platz für 26 Besatzungsmitglieder sowie 26 Wissenschaftler. Haupteinsatzgebiete werden die Nord- und Ostsee sowie der Nordatlantik von den Subtropen bis Grönland sein. Zur Ausrüstung gehören unter anderem zwei große Seitenhangars, diverse Nass- und Trockenlabore sowie Stellplätze für Labor- und Transportcontainer. Ein etwa 300 Quadratmeter großes Fischerei- und Arbeitsdeck bietet die Möglichkeit, ohne Zeitverzug von Bodenfischerei auf Schwarmfischfänge umzustellen. Wissenschaftliche Arbeitskrane, Aussetzvorrichtungen und Winden gehören darüber hinaus zur Grundausstattung. Die vorgesehenen Winden ermöglichen Arbeiten bis zu einer Wassertiefe von 6000 m. Die umfangreiche hydroakustische Ausstattung zur nicht-invasiven Erfassung von Fischen und anderen Meeresorganismen, u.a. auch angeordnet in zwei Hubkielen, komplettiert die wissenschaftliche Ausrüstung. Der dieselelektrische Antrieb genügt hohen Umweltstandards. Über eine Kombination aus SCR- Katalysatoren und Rußpartikelfilter wird der Ausstoß von Stickoxiden (NOx) und Rußpartikeln erheblich reduziert und übertrifft neueste Abgasvorschriften. Während der Hafenliegezeiten stellt eine Landstromversorgung die nötige Energie für den Schiffsbetrieb bereit. Darüber hinaus wird der Neubau über Manövriereinrichtungen zur dynamischen Positionierung verfügen und höchste Anforderungen an die Unterwasserschallemissionen gemäß der DNV-GL Silent (R)- Grenzkurve sowie der ICES CRR 209 erfüllen. Das Referat Schiffstechnik der BAW wird in enger Zusammenarbeit mit der BLE und dem Thünen-Institut die nun folgende Konstruktions- und Bauphase bis zur geplanten Indienststellung im Januar 2020 im Rahmen der Bauaufsicht verantwortlich begleiten.

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BMVI investiert 114 Mio. Euro in die neue ATAIR mit umweltfreundlichem Flüssiggasantrieb (LNG) für das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH)

Heute, am 15.12.2016 wurde im Beisein des Parlamentarischen Staatssekretärs des BMVI, Enak Ferlemann durch die Präsidentin des BSH, Frau Monika Breuch- Moritz und den Geschäftsführer der Fassmer Werft GmbH & Co. KG, Harald Fassmer der Vertrag zum Bau und zur Lieferung des neuen Vermessungs- Wracksuch- und Forschungsschiffes ATAIR unterzeichnet. Die Flotte des Bundesamtes für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) erfährt mit diesem Auftrag einen ersten Modernisierungsschub und macht die Tür auf für die Anwendung von emissionsarmem Flüssiggas (LNG) auf einem Behördenschiff. Das BMVI investiert mit der neuen ATAIR 114 Millionen Euro in ein hochmodernes, den höchsten Umweltanforderungen entsprechendes Schiff für Nord- und Ostsee. Die ATAIR erfüllt strengste Standards für die Emissionen von Stickoxiden (NOx) gemäß den Vorgaben der Internationalen Seeschifffahrts-Organisation (IMO Tier III) sowie darüber hinaus die Vorschriften für Rußpartikel-Emissionen der amerikanischen Umweltbehörde (US EPA Tier IV) und entspricht den Vorgaben des Umweltzeichens „Blauer Engel“ für umweltfreundliches Schiffsdesign (RAL-UZ 141).

Die ATAIR wird das größte Schiff in der Flotte des BSH sein – mit 74 Meter Länge, rund 17 Meter Breite, einem Tiefgang von 5 Metern und einer Geschwindigkeit von rund 13 Knoten. Sie bietet Platz für 18 Personen Besatzung und 15 Wissenschaftler.

Zur Ausrüstung gehören unter anderem Labore, eine Luftschadstoffmessstation sowie ein Arbeitskran, ein Heckgalgen und ein Schiebebalken für geologische Arbeiten am Meeresboden. Ein 200 Quadratmeter großes freies Arbeitsdeck bietet Raum für Labor- und Transportcontainer. Neben zwei autark operierenden Vermessungsbooten ist ebenfalls eine umfangreiche Tauchausrüstung und eine Taucherdruckkammer an Bord.

Während der Konzeption und Planung des Neubauvorhabens sowie der Durchführung des gesamten Vergabeverfahrens wurde das Referat Schiffstechnik der BAW unterstützt von einem Projektteam des BSH sowie der internen Vergabestelle der BAW Karlsruhe in Zusammenarbeit mit der Kanzlei Heuking, Düsseldorf.

Die nunmehr folgende Konstruktions- und Bauphase wird als verantwortliche Bauaufsicht federführend vom „Team ATAIR“ des Referates Schiffstechnik  wahrgenommen. Hierbei werden auch weiterhin das Projektteam des BSH sowie die künftige Besatzung aktiv mitwirken.

Die Indienststellung der neuen ATAIR ist für das 1. Quartal 2020 vorgesehen.2016_12_12_datenblatt_vwfs_atair_final

Bildatlas zum Klimawandel in neuer interaktiver Publikationsreihe der BAW

BildatlasUm die umfangreichen Untersuchungsergebnisse aus KLIWAS und KLIMZUG-NORD geeignet darzustellen, haben wir die neue Möglichkeit der interaktiven Publikationsreihe BAWBildatlas genutzt. Als Ergänzung zu den Forschungsberichten aus KLIWAS und KLIMZUG-NORD sind zwei interaktive Bildatlanten erschienen. Sie beinhalten umfangreiche Analysen zu möglichen Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstand und Strömung in den Ästuaren von Elbe, Jade-Weser und Ems. Sie können z.B. als Nachschlagewerke dienen, um Betroffenheiten schnell zu identifizieren.

Im Rahmen der Projekte KLIWAS und KLIMZUG-NORD hat die BAW mithilfe dreidimensionaler hydrodynamisch-numerischer Modelle der Ästuare von Elbe, Jade-Weser und Ems in verschiedenen Szenarien zentrale Aspekte möglicher Zukünfte untersucht. Die Haupteinflussfaktoren Meeres­spiegel, Oberwasserzufluss und Wind werden im Rahmen der erwarteten Änderungen durch den Klimawandel variiert. Mittels dieser Sensitivitätsstudien lassen sich klare Wenn-Dann Aussagen formulieren und mögliche Betroffenheiten ableiten. Die Ergebnisse stellen somit keine Projektionen dar, sondern vermitteln vielmehr, welche Auswirkungen mit welchen potenziellen Änderungen der Eingangsparameter verbunden sind. Im zweiten Schritt werden ausgewählte Szenarien in Kombination mit Anpassungsoptionen wiederholt.

KLIWAS beschäftigte sich mit den Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt. Es wurden Betroffenheiten identifiziert und mögliche Anpassungsoptionen untersucht. Im Schlussbericht Auswirkungen des Klimawandels auf die deutsche Küste und die Ästuare sind die bei der BAW erarbeiteten Ergebnisse der KLIWAS-Projekte 2.04 / 3.02 dargestellt.

KLIMZUG-NORD betrachtete die Folgen eines möglichen Klimawandels für die Metropolregion Hamburg. Die Ist-Situation und zukünftige Veränderungen sind in Berichten aus den Modellgebieten z.B. Wilhelmsburg im Klimawandel (Schlünzen, K.H. und Linde, M. (Hrsg), 2014) dargestellt. Das Kursbuch Klimaanpassung (KLIMZUG-NORD Verbund, 2014) zeigt Handlungsoptionen für die Metropolregion Hamburg auf.

Die Ergebnisse aus KLIWAS und KLIMZUG-NORD bilden ebenfalls die Grundlage für folgende Veröffentlichungen im Sonderheft zur ICHE 2014 Die Küste 81 (2014):

  1.  E.Rudolph: Storm Surges in the Elbe, Jade-Weser and Ems Estuaries
  2.  R.Seiffert und F.Hesser: Investigating Climate Change Impacts and Adaptation Strategies in German Estuaries

 

Verfasst von Elisabeth Rudolph

Dipl. Meteorologin, seit 1994 bei der BAW angestellt. Sie untersucht Sturmfluten in den Ästuaren von Elbe, Jade-Weser und Ems.

Wie viel Sediment ein Schiff wohl aufwirbelt?

Wie viel Sediment wirbelt ein Schiff am Gewässergrund auf? Im Fachjargon: Abschätzung des schiffserzeugten Sedimenttransports. So treibt die Kollegen in dem Forschungsprojekt „Schiffserzeugter Sedimenttransport in Seeschifffahrtsstraßen“ auch die Frage um, ob es überhaupt möglich ist, das Signal der schiffserzeugten Schwebstoffkonzentration von der in einem Tidegewässer natürlich auftretenden hohen Schwebstoffkonzentration zu trennen. Um auch diese Frage messtechnisch zu beantworten, führte die BAW zusammen mit dem WSA Hamburg und der Firma AquaVision BV (NL) umfangreiche 16-tägige (23.10. – 08.11.2015) Messungen direkt vor der Haustür in der Elbe nahe Lühesand (vgl. Titelbild) durch.

Unter Einbeziehung der nautischen Abteilung des WSA-Hamburg bestand die besondere Herausforderung darin, ein Konzept zu entwickeln, zahlreiche Messgeräte direkt in der Fahrrinne der Elbe zu installieren, ohne den Schiffsverkehr beim Ausbringen und Einholen der Gerätschaften sowie während der Messungen zu gefährden. Schließlich war zu vermuten, dass einige Schiffe mit einer sehr geringen Kielfreiheit über die Messgeräte am Gewässergrund fahren werden. Von der Auswahl eines geeigneten Messgebietes bis zur Installation der Messgeräte verging eine etwa halbjährliche intensive Planungsphase. Hierbei waren zahlreiche Randbedingungen zu berücksichtigen. Der Messzeitraum musste lang genug sein, denn es sollten möglichst ausreichend „große Schiffe“ von mehr 350 m Länge den Messbereich passieren. Die Sohle sollte mit möglichst leicht erodierbaren Material bedeckt sein, gleichzeitig jedoch stabil genug sein, dass sie die ca. 800 kg schweren Ankersteine trägt und nicht im Schlick versinken lässt. Zudem sollte es im Messquerschnitt möglich sein, die Ankersteine in kurzer Zeit gefahrlos auszubringen und zu bergen, ohne die Schifffahrt zu beeinträchtigen. Dies gelang unter Verwendung von rund 900 m Ankerkette. Abgestimmt werden musste auch, dass der vorgesehene Messzeitraum möglichst unbeeinflusst von Maßnahmen wie Unterhaltungsbaggerungen ist, die zu einer Trübungsänderung führen könnten.
Dank detaillierter Planung seitens der BAW und einer sehr verlässlichen und guten Zusammenarbeit mit dem WSA Hamburg (speziell dem Außenbezirk Wedel) verflüchtigte sich jedoch das anfängliche Unwohlsein in der Magengegend der Verantwortlichen und die strombaupolizeiliche Genehmigung zur Durchführung der Messungen konnte erteilt werden.

Das Titelbild zeigt den Messbereich in der Elbe nahe Lühesand. Für die sohlnahen punktuellen Messungen wurden 6 Ankersteine (blaue Quadrate im Titelbild) in der Fahrrinne versenkt. Die Ankersteine sind jeweils mit Trübungssensoren, Drucksonden (Wasserspiegellage) und zeitlich hochauflösenden ADV-Strömungsmessgeräten (32 Hz) bestückt. Die nachstehenden Bilder geben einen Eindruck des Messgeräteaufbaus. Um die räumliche und zeitliche Schwebstoffverteilung in der Wassersäule zu erfassen, wurden darüber hinaus an drei Tagen schiffsgestützte ADCP-Messungen durch die Firma AquaVision BV durchgeführt.

 

Ausbringen und bergen der massiven Ankersteine. Verbunden sind die einzelnen Steine mit einer insgesamt 900m langen Kette.

Ausbringen und bergen der massiven Ankersteine. Verbunden sind die einzelnen Steine mit einer insgesamt 900 m langen Kette.

Beim Arbeiten in der Natur missglückt erfahrungsgemäß die eine oder andere Messung. Nur zwei der insgesamt 12 Messgeräte stellten etwas vorzeitig ihren Dienst ein. In Anbetracht der komplexen Messungen ist das ein guter Wert.

Nun beginnt die eigentliche Arbeit der Wissenschaftler. Nach der Faustregel eines erfahrenen Kollegen heißen 16 Tage im Gelände messen, im Anschluss ca. 160 Tage im Büro zu verbringen. Dies bedeutet dann, gewissenhaft die Messdaten analysieren und bewerten. Allerdings wird am Ende häufig ein Pulk neuer Fragen aufgeworfen.

 

Verfasst von Steffen Grünler

Als wissenschaftlicher Angestellter prüfe, analysiere und interpretiere ich mittels komplexen Messtechnologien aufgenommene Daten. Der Fokus der Naturuntersuchungen liegt hierbei auf Strömungs- und Transportprozessen in Tideästuaren.

10. Deutsche Klimatagung in Hamburg

Direkt an der Elbe mit Blick über den Hamburger Hafen trafen sich vom 21. bis 24. September 2015 mehr als 200 Klimaforscherinnen und -forscher zur 10. Deutschen Klimatagung in der HafenCity Universität Hamburg (HCU). In diesem Jahr wurde die Tagung gemeinsam von der Deutschen Meteorologischen Gesellschaft (DMG) und dem KlimaCampus Hamburg, einem Netzwerk von Institutionen in der Metropolregion Hamburg, die im Bereich Klima- und Klimafolgenforschung tätig sind, ausgerichtet.

Thema der Tagung war der Klimawandel und so gab es Vorträge und Poster zu den Themenfeldern „Klimawandel – global bis lokal“, „Klimafolgen – regional und lokal“, „Klimaanpassung und Mitigation – Climate Smart“ sowie „Klimakommunikation – Mediale Diskurse und Öffentlichkeit“. Die geladenen Vorträge von Jochem Marotzke (MPI für Meteorologie), Christoph Raible (Universität Bern), Grit Martinez (University of Maryland) und Wolfram Mauser (Universität München) gaben einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung zum Klimawandel und seinen Folgen.

Im Themenfeld „Klimafolgen – regional und lokal“ zeigte die BAW in einem Vortrag und auf zwei Postern Ergebnisse aus den Forschungsvorhaben KLIMZUG-Nord und KLIWAS (siehe KLIWAS – Abschlussbericht) zu den Auswirkungen des Klimawandels für die Ästuare von Elbe, Jade-Weser und Ems. So hatten die Mitarbeiterinnen der BAW die Gelegenheit, Auswirkungen eines Klimawandels für die Bundeswasserstraßen sowie Anpassungsoptionen an einen Klimawandel einem breiten Publikum aus Meteorologie, Ozeanographie oder den Sozialwissenschaften vorzustellen.

Poster

Zum Abschluss der Veranstaltung stellte das Deutsche Klima-Konsortium (DKK) sein aktuelles Positionspapier zu den Perspektiven für die Klimaforschung 2015 bis 2025 vor.

Auch das Rahmenprogram dieser Tagung wird in Erinnerung bleiben. Im Kontrast zum modernen Gebäude der HCU in der HafenCity fand das Jubiläumsdinner der 10. Deutschen Klimatagung in der Handwerkskammer, einem 100 Jahre alten Fritz-Schumacher-Bau, am Holstenwall statt. Zum 10. Jubiläum gab es natürlich auch eine Geburtstagstorte, die Hans Graf und Hans von Storch anschneiden durften!

Geburtstagstorte

Die Fotos wurden freundlicherweise vom Veranstalter der 10. DKT 2015, DMG und KlimaCampus Hamburg, zur Verfügung gestellt.

 

 

 

 

 

Verfasst von Elisabeth Rudolph

Dipl. Meteorologin, seit 1994 bei der BAW angestellt. Sie untersucht Sturmfluten in den Ästuaren von Elbe, Jade-Weser und Ems.

Nachgefragt: Modellierung von Morphodynamik

Ich habe mich mit Frau Dr. Zorndt über das Thema „Modellierung von Morphodynamik“ unterhalten. Frau Dr. Zorndt hat an der Leibnitz Universität Hannover Bauingenieurwesen studiert und anschließend am Franzius-Institut für Wasserbau, Ästuar- und Küsteningenieurwesen promoviert. Seit 2014 ist sie wissenschaftliche Mitarbeiterin der Abteilung Wasserbau im Küstenbereich der Bundesanstalt für Wasserbau. Dort beschäftigt sie sich unter anderem mit der Morphodynamik der Weser.

Klöpper: Frau Dr. Zorndt, Sie waren Ende September auf dem internationalen Workshop Morphodynamics 2015 an der TU Hamburg-Harburg. Was versteht man unter Morphodynamik?

Zorndt: Der Begriff Morphologie bedeutet allgemein die Lehre der Gestalt. Die Morphodynamik beschreibt die Änderung der Morphologie im Laufe der Zeit. Im Wasserbau oder Küsteningenieurwesen ist überwiegend die Geomorphologie gemeint. In Tideflüssen besteht das Gewässerbett überwiegend aus sandigem Material, manchmal auch aus feinkörnigeren Schluffen. Veränderungen des Gewässerbettes durch Erosion oder Sedimentation werden durch Tideströmungen und Seegang induziert. Über lange Zeiträume kann man in der Natur die Verlagerung von Prielen und Rinnen beobachten – ein Resultat des Sedimenttransports.

Klöpper: Sie verstehen sich als Küsteningenieurin. Der Workshop, auf dem Sie waren, wurde aber vom Institut für Geotechnik und Baubetrieb der TUHH organisiert. Sind das nicht ganz unterschiedliche Disziplinen?

Zorndt: Im Küsteningenieurwesen kommt überwiegend die prozessbasierte morphodynamische Modellierung zum Einsatz. Im Workshop ging es darum, welche Erkenntnisse oder Methoden aus dem Bereich der Geotechnik gewonnen werden können, um die Konzepte oder Parametrisierungen des Sedimenttransports in morphdynamischen Modellen zu verbessern.

Klöpper: Was ist prozessbasierte morphodynamische Modellierung?

Zorndt: Es ist eine Methode, morphodynamische Prozesse zu simulieren. Mit Hilfe eines mathematischen Verfahrens werden Hydrodynamik und Transportprozesse (z.B. von Sedimenten) berechnet. Daraus ergibt sich die morphologische Änderung im Untersuchungsgebiet. Wir betrachten hierbei jedoch nicht einzelne Sandkörner, sondern ein vereinfachtes Ersatzsystem, nämlich einen Bodenkörper, der aus bestimmten Sedimentfraktionen zusammengesetzt ist. Unsere Sedimenttransportformeln werden dann für jede dieser Fraktionen gelöst. Hierbei parametrisieren wir den Beginn der Sedimentbewegung mit Hilfe der Bodenschubspannung. Erst beim Überschreiten einer kritischen Schubspannung beginnt die Bewegung der Sedimente. Für unsere großen Untersuchungsräume (100e von Quadratkilometern) und oft langen Simulationsdauern (Wochen bis Monate) ist das ein geeigneter Modellansatz. Es ist jedoch eine starke Vereinfachung der natürlichen Prozesse, bei der die Bewegung des einzelnen Sandkorns nur parametrisiert wird. Die Wahl des Modellaufbaus und der einzelnen Komponenten ist dabei immer von der Fragestellung abhängig, denn ein Modellsetup, das für alle Raum- und Zeitskalen geeignet ist, gibt es nicht.

Klöpper: Wo kann ich dann nachlesen, was dem aktuellen Stand der Technik oder Wissenschaft in der morphodynamischen Modellierung entspricht?

Zorndt: Das ist eine Frage, die auch auf dem Workshop thematisiert wurde. Denn ein Merkblatt oder eine Richtlinie, wie es sie in anderen Bereichen gibt, haben wir nicht. Die Entwicklung eines solchen Dokuments wurde auf dem Workshop diskutiert.

Klöpper: Verwenden die Geotechniker auch die prozessbasierte morphodynamische Modellierung?

Zorndt: In der Geotechnik werden zurzeit Methoden weiter entwickelt und angewendet, die tatsächlich die Bewegung von einzelnen Partikeln beschreiben, wie zum Beispiel Smoothed Particle Hydrodynamics, die Discrete Element Method oder die Material Point Method. Die Physik der Sedimentbewegung kann mit Hilfe dieser Methoden komplexer abgebildet und höher aufgelöst betrachtet werden. Damit werden Prozesse betrachtet, die wir in unseren Modellen nicht abbilden können. Allerding können mit solchen Modellansätzen nur sehr kleine Raum- und Zeitskalen betrachtet werden.

Klöpper: Das bedeutet, man müsste einen Weg finden die verschiedenen Modellansätze miteinander zu verbinden?

Zorndt: Viele Prozesse, nehmen wir nur mal den Porenüberdruck im Boden, der zu Sedimentbewegung führt, können wir mit Hilfe der heutigen Sedimenttransportformeln nicht berücksichtigen. Für die Morphodynamik können diese Prozesse aber durchaus wichtig sein. Das sehen wir z.B. beim schiffserzeugten Sedimenttransport oder dem Einfluss von Seegang auf Wattflächen. Ein Ziel des Workshops war es daher zu diskutieren, wie man die oben genannten Methoden der Geotechnik nutzen kann, um diese Prozesse in unseren Modellen zu beschreiben oder parametrisieren.

Klöpper: Und was haben Sie aus dem Workshop mitgenommen?

Zorndt: Im Workshop konnten wir die Zusammenführung der Methoden nur oberflächlich andiskutieren. Aber dieser interdisziplinäre Austausch ist wichtig. Bei der BAW wird dieser Austausch hausintern schon länger gepflegt, da hier beide Fachdisziplinen (Geotechnik und Wasserbau) unter einem Dach sitzen und eng zusammen arbeiten. Das Thema ist auch nicht neu, die BAW unterhält bereits Forschungs- und Entwicklungskooperationen mit Geotechnikinstituten der Universitäten. Bis zur ersten Umsetzung wird es aber sicherlich noch einiges an Forschungs- und Entwicklungsarbeit benötigen.

Klöpper: Herzlichen Dank Frau Dr. Zorndt für diese Einblicke.

Verfasst von Morten Klöpper

Als wissenschaftlicher Angestellter im Bereich Wasserbau im Küstenbereich untersuche ich die deutschen Ästuare und Küstengewässer und nutze dabei überwiegend hydrodynamisch numerische Modelle.

Notankerung der „YM WISH“ am 31.7.2015 aus Sicht der AIS Daten

„Riesen-Containerschiff läuft auf Grund der Elbe“, so titelte die Online Regionalausgabe der Zeitung „Die Welt“ am 31.7.2015. Weitaus weniger dramatisch liest sich die Überschrift im Portal des Hafen Hamburg Marketing: „Neubau YM WISH nach Maschinenausfall sicher vor Wischhafen geankert“

Was war passiert: Der 368 m lange und 51 m breite Containerfrachter war am Morgen des 31.7.2015 gegen 5:00 vom Tollerort Terminal Richtung Nordsee ausgelaufen, als gegen 7:05 bei Tonne 96 (querab Pagensand) die Maschine ausfiel. Dies legen jedenfalls die Informationen aus den bei der BAW-DH aufgezeichneten AIS-Daten nahe. Von dem Moment an wurde das Schiff stetig langsamer, bis es 13,5 km weiter stromab gegen 08:30 nördlich von Tonne 80 zum Stehen kam und der Anker geworfen wurde. Laut Zeitungsberichten wurde das Schiff dabei mit der letzten Fahrt in die Unterwasserböschung gefahren und so auf Grund gesetzt. Das lokale Niedrigwasser war 2 Stunden später, so dass durch diese Maßnahme vermutlich das Querschlagen des Schiffes in der Fahrrinne verhindert wurde. Diese Gefahr bestand nämlich dadurch, dass die zu der Zeit noch herrschende Ebbeströmung das Schiff von achtern anströmte. Wenn man nur den Anker geworfen hätte, hätte sich das Schiff unter dem Einfluss der Strömung um den Anker drehen wollen und hätte dann das Fahrwasser blockiert. An dieser Stelle ist die Fahrrinne nur knapp über 300 m breit, so dass das Schiff mit einer Länge von 368 m mit dem Vorschiff auf der Schleswig-Holsteinischen Seite, mit dem Achterschiff auf der Niedersächsischen Seite festgelegen hätte. Alle ein- oder auslaufenden großen Schiffe hätten das Problem gehabt, dass sie irgendwo hätten sicher warten müssen, was eventuell nicht möglich gewesen wäre.

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Man muss den Nautikern des Schiffes und den Lotsen zu diesem umsichtigen Handeln gratulieren. Durch das kontrollierte Aufgrundsetzen konnte das Schiff bis zum Eintreffen der Schlepper stabilisiert werden. Gegen 11:20 fingen die Schlepper laut AIS Daten an, das Schiff wieder in die Fahrrinne zu ziehen, wo sie es dann bis zum Elbe-Hafen in Brunsbüttel schleppten. Dort endete die Fahrt gegen 15:00.

Photos der Aktion findet man hier: http://www.shipwrecklog.com/log/2015/07/ym-wish und hier: http://nok-schiffsbilder.de/modules/myalbum/photo.php?lid=58360

Verfasst von Marcus J. Boehlich

Dipl. Ozeanograph, seit 1987 bei der BAW angestellt. Vorzugsweise mit der Tidedynamik der Elbe sowie mit Geodaten beschäftigt.