Elbe

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.

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.

YM-WISH_2

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.