Wasserbau Küste

… eine vollgepackte Messwoche am Eider-Sperrwerk

In der vergangenen Woche ist eine aufwändige Messkampagne am Eider-Sperrwerk erfolgreich durchgeführt worden. Hier im BAW Blog ist bereits über die vorbereitende Geräteerprobung berichtet worden.
Im Kern ging es darum, die Strömungs- und Durchflussverhältnisse am Eider-Sperrwerk zu insgesamt vier verschiedenen Betriebszuständen zu erfassen. Betriebszustand bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Wehrtore in Abhängigkeit von der hydrologischen Situation und der Tidephase geöffnet oder geschlossen werden. Dies geschieht zum einen, um die Entwässerung des Hinterlandes zu gewährleisten und zum anderen um den Sedimenteintrag in das Ästuar zu minimieren und die Schiffbarkeit der Eider sicher zu stellen.

Blick auf das Eider-Sperrwerk gen Norden mit eingezeichneten Messquerschnitten

Auf zwei Messquerschnitten in ca. 80 m Entfernung binnen- und seeseitig des Eider-Sperrwerks wurden parallel kontinuierliche ADCP-Querprofilmessungen über über den Zeitraum eines kompletten Tidezyklus aufgenommen. Inklusive Vor- und Nachlauf bedeutet dies ca. 14 Stunden reine Messzeit pro Tag plus jeweils ca. 2-3 Stunden für die Mobilisierung und Demobilisierung der Messanlage. Ein anspruchsvolles Pensum also, welches nur durch einen Zwei-Schicht-Betrieb umgesetzt werden konnte. Hierfür waren ständig 10 Kolleginnen der BAW und des beteilgten Ingenieurbüros IMP, Oldenburg vor Ort.

Für den Aufbau und Betrieb der Messanlage war ein hoher logistischer Aufwand erforderlich. Da die Messungen in einem nicht befahrbaren Bereich vor dem Sperrwerk stattfanden, wurde eigens eine Seilbahnanlage mit einer Spannweite von ca. 300 m entworfen und in den Werkstätten der BAW angefertigt. An dieser Seilbahnanlage ist dann eine Trägerplattform kontinuierlich über den Messquerschnitt geführt worden. Die hierauf installierten Mess-Systeme sind dann von Land aus per WLAN fernbedient worden.

Messfahrt in der Abenddämmerung. kleines Bild: Einsetzen der Trägerplattform

Die Arbeiten wurden durch das WSA Tönning logistisch in hervorragender Weise unterstützt. So mussten beispielsweise an allen vier Ankerpunkten der Seilbahnanlage tonnenschwere Tetrapoden als Gegengewicht gesetzt werden. Hierfür war auf dem seeseitigen Messquerschnitt sogar der Einsatz des WSV-eigenen Tonnenlegers „TRITON“ erforderlich.

Tonnenleger „TRITON“ beim Setzen einer Tetrapode – ein schwieriges Mannöver direkt vor dem Sperrwerk

In der Messwoche vom 13. bis zum 18.09 konnten nun die vier vorgesehenen Betriebszustände wie geplant abgearbeitet werden. Die beiden Messflösse haben ca. 1100 mal die Eider vor dem Sperrwerk überquert und dabei eine Strecke von über 240 km ohne nennenswerte Störung zurück gelegt. Das war eine großartige Teamleistung aller Beteiligten.

Da die Eider-Treene-Sorge Region, die durch das Sperrwerk von der Nordsee getrennt wird von großer Bedeutung für die Entwässerung des nördlichen Schleswig-Holsteins ist, fanden die Arbeiten der BAW auch das Interesse der lokalen Presse und von NDR Fernsehen und Hörfunk. In der Abendausgabe des „Schleswig-Holstein-Magazins“ wurde eine Kurzbericht gesendet, der NDR Hörfunk berichtete und in der Dithmarscher Landeszeitung erschien ein ausführlicher Artikel.

Das NDR-Fernsehen zu Gast an der Mess-Stelle

Mit dieser Messkampagne können erstmalig seit Inbetriebnahme des Eider-Sperrwerks im Jahr 1973 exakte Strömungs- und Durchflussdaten bereit gestellt werden. Damit stehen wichtige Basisdaten für die durch die BAW zu erstellende wasserbauliche Systemanalyse zur Verfügung.

Wie geht es weiter? Anfang Oktober werden zunächst noch die 5 Messgeräteverankerungen geborgen, die ebenfalls im Rahmen dieses Projektes in der Außen- und Tideeider ausgebracht wurden. Und dann geht es an die Analyse, Bewertung und Dokumentation der Daten – der Teil der Arbeit, der erfahrungsgemäß den erheblich größeren zeitlichen Aufwand erfordert – und dann berichtet meist auch kein Fernsehen mehr.
Aber wir vielleicht an dieser Stelle.

Verfasst von Christian Maushake

Ich bin seit 1989 bei der BAW angestellt und beschäftige mich seit Mitte der 90-er Jahre mit Naturmessungen in Küstengewässern und Ästuaren, schwerpunktmäßig mit der Erhebung von Validierungsdatensätzen für die numerische Simulation

Frischer Wind an der Küste – neuer Internetauftritt des KFKI

Ganze 9 Monaten arbeiten wir in der Geschäftsstelle des Kuratoriums für Küsteningenieurwesen (KFKI) bereits an der Veröffentlichung des neuen Fachportals des KFKI. Bei mir liefen die technischen, grafischen und fachlichen Fäden zusammen und heute, am 31.08.2020, ist es endlich soweit:

Die neue Webseite www.kfki.de geht online!

Stolze 10 Jahre hat die bisherige, gewachsene KFKI-Webseite die Forschungscommunity an der Küste begleitet. Nun steht eine neue und barrierefreie Seite zur Verfügung, die auf jedem Endgerät korrekt angezeigt wird.

KFKI Fachportal
Startseite des KFKI Fachportals – www.kfki.de

Im Zuge der Erneuerung der Webseite sollten nicht nur die Inhalte aktualisiert werden, sondern auch ein vollständiges Corporate Design entwickelt werden.

Dazu haben wir gesammelt, was die Menschen mit dem KFKI verbinden – z. B. das Blau des Wassers, das Beige des Sandes, das Grün des Vorlandes und der Deiche sowie der Wunsch nach einer klaren Herangehensweise im Küsteningenieurwesen. Das neue Logo spiegelt einige dieser Punkte wieder.

Logo KFKI
Neues Logo KFKI

In den letzten Monaten habe ich vieles dazugelernt: Eine Brotkrümelspur gibt es nicht nur bei Hänsel und Gretel, sondern sie dient auf einer Webseite zur Orientierung und ist tatsächlich für Hänsel und Gretel wichtig, damit sie wieder den Weg zurück aus dem Wald der Unterseiten mit Hilfe der Brotkrümelleiste finden. Denn nicht nur das Design einer Webseite ist wichtig, sondern auch die Benutzerführung.

Brotkrümelleiste
Brotkrümelleiste unterhalb des Bildes

Klick- und Downloadstatistiken der letzten Jahre wurden ausgewertet, um zu erfahren welche Bereiche von den Nutzern am häufigsten besucht wurden. Inhaltlich wurde jede Menge gekürzt, überarbeitet und neu strukturiert, um alle wesentlichen Inhalte so benutzerfreundlich wie möglich zusammenzustellen.

Es stehen nun alle Hefte der Schriftenreihe Die Küste (inklusive der Westküste Hefte), dem Wissensarchiv für Forschung und Technik an der Nord- und Ostsee, als Open Access Veröffentlichungen zum freien Download bereit. Seit Heft 87 wird jeder Artikel mit einer DOI versehen und vorab Online First veröffentlicht.

Die Digitalisierung und Aufbereitung der Artikel Die Küste und deren Metadaten hat sich bezahlt gemacht, denn diese werden nun beispielsweise in HENRY (Hydraulic Engineering Repository der Bundesanstalt für Wasserbau) in Google Scholar und der Deutschen Digitalen Bibliothek (DDB) zur Verfügung gestellt und für die Erzeugung von DOIs benötigt.

Die Projektdatenbank wurde ebenfalls komplett überarbeitet, alle noch vorhandenen Abschlussberichte der durch das KFKI geförderten Forschungsprojekte seit 1973 wurden digitalisiert und stehen nun als durchsuchbare PDF-Dateien zum freien Download bereit und der Newsletter
KFKI aktuell erscheint nun online im HTML-Format.

Zu guter Letzt möchte ich mich beim gesamten Projektteam für die kompetente Betreuung, Beratung und Ausführung und für die wertvollen Tipps und kreativen Hinweise bedanken.

Falls doch der Fehlerteufel ein Schlupfloch gefunden hat, kontaktieren Sie mich gerne (kfki-sekretariat@baw.de), ich freue mich über alle Hinweise, Lob, Kritik und Anregungen.

Wie ich finde, ist es uns gemeinsam gelungen, gerade in Zeiten in denen es immer wichtiger wird digitalisiert zu arbeiten, einen frischen Wind in das KFKI zu bringen.

Verfasst von Michaela Stiller

Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen - Assistentin der Geschäftsführung

„Zukunft Eider“ – erfolgreiche Geräteerprobung am Eider-Sperrwerk

Im Rahmen des Projektes „Zukunft Eider“ hat die Naturmessgruppe der BAW Hamburg in Zusammenarbeit mit dem WSA Tönning und dem Ingenieurbüro IMP Ingenieure, Oldenburg erfolgreich eine Geräteerprobung am Eider-Sperrwerk an der schleswig-holsteinischen Westküste durchgeführt. Es sollte ein Verfahren erprobt werden, mit dem nah am Bauwerk Durchflussmengen und Strömungsgeschwindigkeiten über den gesamten durchströmten Querschnitt erfasst werden.

Luftaufnahme Eider-Sperrwerk mit Messprofil für die Geräteerprobung (Quelle: BAW)

Hierfür sollen akustische Strömungsprofiler (ADCP) eingesetzt werden, die über den Messquerschnitt geführt werden. Dies ist mittlerweile ein Standard-Verfahren für derartige Fragestellungen.

Unter den gegebenen Randbedingungen stellen sich allerdings besondere Herausforderungen:

Zum einen findet die Messung in einem Bereich statt, der aus Sicherheitsgründen für Wasserfahrzeuge gesperrt ist. Dies bedeutet, dass eine unbemannte Trägerplattform eingesetzt werden muss, auf der die Messtechnik inklusive Datenerfassung und Stromversorgung untergebracht ist. Mittlerweile sind zahlreiche für diesen Zweck konzipierte autonome Fahrzeuge auf dem Markt verfügbar. Aufgrund der genannten Sicherheitsaspekte und der schwierigen Strömungsverhältnisse kommt diese Lösung jedoch nicht in Betracht. Ein Verdriften der Trägerplattform in das Sperrwerk muss auf jeden Fall vermieden werden. Deshalb wurde eine mobile Seilbahnanlage entworfen und gefertigt, die den Messquerschnitt mit einer Länge von ca. 350 m (!) überspannt. An dieser Anlage wird mittels einer Umlaufwinde die (ebenfalls selbst entworfene) Trägerplattform mit der Messtechnik geführt.

Geräteträger und Seilbahnanlage im Einsatz am Eider-Sperrwerk

Zum anderen dienen die Tests der Überprüfung, ob die eingesetzte ADCP-Messtechnik bei den schwierigen Strömungsbedingungen plausible Ergebnisse liefert. Bei einem Tidenhub von ca. 3 m treten nicht nur starke Gezeitenströmungen in beiden Richtungen des Eider-Sperrwerkes auf. Zusätzlich wird die Tide im Normalbetrieb durch das teilweise Schließen der Wehrtore gedrosselt, und zwar sowohl im Flutstrom (landeinwärts) als auch im Ebbstrom (seewärts). Hierdurch entstehen starke Verwirbelungen und Turbulenzen, die eine Messung mit akustischen Verfahren (ADCP) erschweren.

Die durchgeführten Tests haben ergeben, dass die ADCP-Messtechnik überwiegend gute und verwertbare Ergebnisse liefert. Lediglich in Phasen der voll entwickelten Tideströmung muss im strömungsabgewandten Bereich (lee-seitig) des Sperrwerks mit so starken Störungen gerechnet werden, dass die Messungen nicht verwertbar sind.

In dem nun erstellten Messkonzept wird daher vorgeschlagen, auf beiden Seiten des Sperrwerkes parallel zu messen, so dass man auf jeden Fall mindestens auf einem Messquerschnitt valide Strömungs- und Durchflussdaten erfasst.

ADCP-Querprofil während Flutstrom. Oben: Vertikalprofil der Strömungsgeschwindigkeit, die Strömungsschatten der Bauwerkspfeiler zeichnen sich deutlich ab. Unten: Lageplan mit eingezeichneten Geschwindigkeitsvektoren (tiefengemittelt).

Dieses Messkonzept wird nun gemeinsam mit den Kooperationspartnern der BAW im September 2020 in einem einwöchigen Untersuchungsprogramm umgesetzt, bei dem jeweils über den Zeitraum einer Tide (ca. 12,5 Stunden) die Strömungs- und Durchflussverhältnisse zu verschiedenen Betriebszuständen erfasst werden. Begleitend wird über den Zeitraum von ca. 4 Wochen gemeinsam mit dem WSA Tönning ein Netz aus 5 Unterwasserverankerungen in der Tideeider ausgebracht, mit dem gewässerphysikalische Zustandsgrößen wie Strömung, Salzgehalt, Temperatur und Sauerstoffgehalt gemessen werden.

Verfasst von Christian Maushake

Ich bin seit 1989 bei der BAW angestellt und beschäftige mich seit Mitte der 90-er Jahre mit Naturmessungen in Küstengewässern und Ästuaren, schwerpunktmäßig mit der Erhebung von Validierungsdatensätzen für die numerische Simulation

Interaktiver Workshop des EU-Projektes IMMERSE

An dem schwedischen Ästuar Göta Älv fand vom 12. bis 13.06.2019 das erste Transnational Exchange Lab (TEL) des EU-InterReg IVb Forschungsvorhabens IMMERSE (Implementing Measures for Sustainable Estuaries) statt.

Im Rahmen des IMMERSE-Projektes sollen Maßnahmen zur nachhaltigen Entwicklung der Nordseeästuare weiterentwickelt werden sowie der Wissens- und Erfahrungsaustausch zwischen den Nordseeanrainerstaaten gefördert werden. Als Projektpartner des IMMERSE-Projekts hat sich die Abteilung Wasserbau im Küstenbereich der BAW hier beteiligt.

Schwerpunkt in diesem ersten TEL waren die Themen Sedimentmanagement, Hochwasserschutz und Governance. Das gemischte Format aus Vortragsveranstaltung und kleineren Workshops war hervorragend geeignet, um die Fachexpertise der BAW zu den o.g. Themenfeldern einzubringen. Insbesondere die Workshops ermöglichten eine direkte Interaktion zwischen den Fachexperten anderer Nordseestaaten sowie Verwaltungsbehörden und Stakeholdern des Ästuars Göta Älv.

Nach kurzen, einleitenden Vorträgen konnten sich die Teilnehmer in kleinen Arbeitsgruppen zusammensetzen und in eine vertiefte Fachdiskussion einsteigen. Aus diesen Diskussionen wurden dann Key-Messages zusammengefasst. Ein Beispiel dazu: Zum Themenblock Hochwasserschutz hat die Expertenrunde einhellig den positiven Effekt einer multifunktionalen Nutzung von Hochwasserschutzmaßnamen hervorgehoben, die bei konsequenter Umsetzung die Akzeptanz von Hochwasserschutzanlagen verbessern würde.

Weiterhin war die Unterbringung und Behandlung von dem mit TBT (Tributylzinn) kontaminiertem Baggergut aus den Göteborger Hafenbecken und -zufahrten eines der zentralen Themen.  Die Unterhaltung der Hafenzufahrt und somit die Baggergutunterbringung ist zwar nur alle 4-5 Jahre erforderlich, jedoch strengen Umweltauflagen unterworfen.

Es wurde dabei auch herausgearbeitet, dass einige der Herausforderungen in der schwedischen Wasserstraßenunterhaltung durchaus vergleichbar zu anderen europäischen Revieren sind. So nehmen Genehmigungsprozesse durch unterschiedliche und zahlreiche Zuständigkeiten und Amtsbereiche viel Zeit in Anspruch. Aufgrund der physikalisch bedingten Komplexität und der unterschiedlichen Tidebeeinflussung unterscheidet sich das Sedimentmanagement in den Revieren jedoch erheblich. Das Elbeästuar und die Schelde sind einer viel stärkeren Tidedynamik als die Göta Älv ausgesetzt und somit morphologisch deutlich aktiver. Dadurch liegen das Unterhaltungsintervall und die Baggergutmengen in einer anderen Größenordnung als in der Götä Älv.

Solche Vergleiche zwischen den Nordseeästuaren und der Erfahrungsaustausch zum Systemverständnis wurden am zweiten Tag nun während einer Bereisung der Göta Älv in „Smalltalks“ weitergeführt. Am Ende der Fahrt ist dann auch noch die Sonne hervorgekommen und somit haben sich die Mitfahrer nach dem gelungenen TEL verabschiedet.

Rückblick auf die EGU2019

Österreich, Wien, 08.-12.04.2019

Wien, Heimat von Mozart, Hundertwasser, dem Wiener Schnitzel, Manner und für eine Woche Pilgerstätte für 16.273 Wissenschaftler*innen aus 113 verschiedenen Ländern zur jährlichen European Geosciences Union „EGU“ General Assembly. Seit 17 Jahren ist es das Ziel der EGU, einen interdisziplinären wissenschaftlichen Austausch für Forscher*innen zu bieten, die in unterschiedlichsten Geowissenschaftlichen und verwandten Fachgebieten arbeiten.

Weg zum Austria Center Vienna am Mittwoch bei Regen

Dieses Jahr wurde dieses Angebot vom 08. bis 12. April im Austria Center Vienna (ACV) durch insgesamt 5.531 Vorträge, 9.432 Poster und 1.287 PICO (Presenting Interactive Content) Präsentationen umgesetzt. Darunter waren 3 Poster und 1 Vortrag der Bundesanstalt für Wasserbau – Abteilung Küste.

Für uns, von 53°33’N – 10° 0′ E, begann die EGU2019 am Mittwoch, 10. April 2019, mit dem Poster zum Thema „Classifying the impact of natural bathymetry changes on hydrodynamics in the German Bight between 1996 and 2015 (North Sea)” in der “Open Session on coastal and shelf seas (OS2.1)”. Robert Hagen stellte eine Fallstudie aus dem Projekt “EasyGSH-DB” vor, welche den Einfluss der Bathymetrie auf die Hydrodynamik untersucht. In der rund zweistündigen Session wurden eine Menge Fragen beantwortet.

Eingangshalle mit Messeständen im Hauptgebäude des ACV.

Weiter ging es, am Donnerstag zur frühsten Stunde, mit der Session „Informatics in Oceanography and Ocean Science (ESSI1.1)“, wo es unter anderem um Metadaten und Datenbereitstellung ging. Das Poster mit dem Titel „Providing metadata and visualization for 20 years of hydrodynamic model data for the German Bight” wurde von uns dort vorgestellt. Der Schwerpunkt lag dabei auf dem Umgang mit und der Veröffentlichung von großen Datenmengen.

Der Höhepunkt für alle anwesenden Hamburger war die „Tides (OS4.2)“ Session, die dieses Jahr zum ersten Mal stattfand.  Für die Küsteningenieur*innen der BAW bildete dies den fachlichen Abschluss der Konferenz. 

Vortrag vom BMVI Expertennetzwerk in der Tide Session

Caroline Rasquin, Mitglied des Expertennetzwerkes, nutzte die Veranstaltung, um vor über 100 Zuhörern über “The significance of coastal bathymetry representation for the simulation of tidal dynamics in the German Bight with sea level rise” zu referieren. Ihr Vortrag wurde mit großem Interesse verfolgt und positiv von den Zuschauern aufgenommen.


Poster 3 – „Adapting the spatial tidal characteristic analysis to a numerical model of the German Bight“

In der dazugehörigen Poster-Session am Freitagmorgen wurde das letzte Poster mit dem Thema „Adapting the spatial tidal characteristic analysis to a numerical model of the German Bight“ vorgestellt.  Hier wurde die Anwendung einer flächenhaften Analyse für große Gebiete wie der Deutschen Bucht und die daraus resultierenden Möglichkeiten erläutert.

Im Nachwort möchten wir Mattias Green und seinem Team für die Organisation der ersten, zweijährig stattfinden „Tides“ Session danken und freuen uns auf eine Fortführung auf der EGU 2021 in Wien.

Die Teilnahme an der EGU2019 war für uns ein voller Erfolg, mit einem umfangreichen Austausch auf nationaler und internationaler Ebene. Die heimlichen Blicke beider Gesprächsseiten auf die Namensschilder, erlaubten es, Namen Gesichter zuzuordnen und die Beziehungen wieder ein Stück enger zu binden.

In diesem Sinne muss gesagt werden, dass die EGU trotz der inzwischen stolzen Menge an Besuchern es weiterhin schafft, eine Plattform des Austausches zu erzeugen. Neben dem reinen wissenschaftlichen Teil werden auch politikwissenschaftliche Themen angesprochen, um Themen ins Interesse der Besucher zu rücken, welche für die wissenschaftliche Gesellschaft von Bedeutung sind. Dabei behält die EGU ihren unpolitischen Charakter.

Servus EGU2019 und Österreich

Weltleitmesse (SMM) der maritimen Wirtschaft in Hamburg, Referat Schiffstechnik zum zweiten Mal dabei

Vom 04.-07. September 2018 fand mit der SMM 2018 (Schiffbau- Maschine- Meerestechnik) die Weltleitmesse der maritimen Wirtschaft in den Hamburger Messehallen statt.

Nach der ersten sehr positiven Erfahrung in 2016 hatte sich das Referat Schiffstechnik auch in diesem Jahr zu einem noch professionelleren Messeauftritt entschlossen. Schwerpunkt des diesjährigen Messeauftrittes war neben vielfältigen Fachinformationen rund um unsere Arbeit im Rahmen laufender Ausschreibungsverfahren zu aktuellen Schiffsneubauvorhaben des Bundes die fortschreitende Fertigung des neuen Vermessungs-, Wracksuch- und Forschungsschiffes ATAIR für das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH). Auftragnehmer für diesen Neubau ist die Fassmer Werft GmbH & Co KG aus Berne, die mit der ATAIR ihr zweites LNG- angetriebenes Seeschiff sowie für uns das erste seegehende LNG- Behördenschiff bauen. Mit einem eindrucksvollen Foto aus der laufenden Fertigung des Neubaus bei German Naval Yards in Kiel hatte die BAW in ihrem Messestand das Feeling einer echten Schiffbauhalle erzeugt.

So war es auch nicht verwunderlich, dass sich eine Vielzahl von Messebesuchern, dadurch angezogen, mit uns über unsere Aufgaben und unsere Motivation auf einer derartigen Weltleitmesse vertreten zu sein, ins Gespräch kommen wollten. Diesbezüglich hat sich der Messeauftritt des Referates durchaus zu einer Plattform für gute Gespräche mit der Werft- und Zulieferindustrie entwickelt.

Höhepunkte der intensiven Messetage waren zweifellos Besuche und sehr interessante Gespräche mit den MdB Claudia Müller (Grüne) sowie MdB Oliver Grundmann (CDU). Beide zeigten sich beeindruckt von den
Informationen rund um die Aufgaben und Arbeitsweisen des Referates.

Anhand des auftragsbezogen für die ATAIR in Zusammenarbeit mit der Neptun Ship Design GmbH, Rostock sowie der AVEVA GmbH, Hamburg erstellten 3D- Konstruktionsmodells wurden beispielhaft interaktive Funktionalitäten gezeigt, die zukünftig im Hinblick auf die Vorhaltung digitaler Bestandsunterlagen entwickelt und für den Betreiber von Schiffen nutzbar gemacht werden können.

 

Projekt EDoM’18 erfolgreich gestartet

Unter dem Titel „EDoM‘18“ (Ems-Dollart-Measurements) ist in dieser Woche unter federführender Beteiligung der BAW ein groß angelegtes niederländisch-deutsches Naturmessprogramm in der Unter- und Außenems erfolgreich gestartet. Insgesamt 16 Institutionen, Behörden und Universitäten wollen sich mit über 20 Wissenschaftlern daran machen, die hydrologischen Verhältnisse zwischen dem sogenannten „Emder Fahrwasser“ und der offenen Nordsee zu untersuchen.

Ausbringen einer Messgeräteverankerung in der Außenems

Die Ems, die in diesem Bereich teils auf deutschem, teils auf niederländischem Territorium liegt, leidet seit vielen Jahren unter einer Verschlechterung des ökologischen Zustandes. Die Ursache hierfür ist eine extrem hohe Schwebstofffracht, die mit jeder Flut in das System eingetragen wird. Die Mechanismen, die zu dieser „Verschlickung“ führen, sind noch nicht genau verstanden und können durch theoretische Betrachtungen und Simulationsberechnungen noch nicht vollständig nachvollzogen werden. Die aus EDoM’18 gewonnenen Erkenntnisse sollen nun einen Beitrag leisten, um Lösungsstrategien für eine Verbesserung des ökologischen Zustandes sowie für eine Reduzierung der enormen Unterhaltungsaufwendungen der WSV zu entwickeln.

Messnetz aus festen Beobachtungsstationen und schiffsgestützten Messungen

Während eines zweitägigen Workshops in Delfzijl (NL) im Oktober 2017 ist zunächst ein zweistufiges Naturmessprogramm vereinbart worden, dessen erster Teil nun in dieser Woche umgesetzt wurde. Hierfür wurde ein engmaschiges Netz aus insgesamt 10 Unterwasser-Messstationen konzipiert, welches über den Zeitraum von ca. 1 Monat Daten zur Verteilung des Salzgehaltes und zur Strömungs- und Schwebstoffdynamik im Untersuchungsgebiet sammelt.  Eingebettet in dieses Monitoring-Programm ist eine Messkampagne (Ende August 2018) über einen Tidezyklus, an der sich zeitgleich 8 Schiffe aus Deutschland und den Niederlanden beteiligen werden, um hochaufgelöste Beobachtungen der Wassersäule (z.B. Probennahmen, Turbulenz) und Querprofilmessungen zur Durchfluss- und Strömungsverteilung durchzuführen. Die Kampagne wird im Winterhalbjahr (voraussichtlich Januar 2019) wiederholt, um unterschiedliche Abflussbedingungen zu erfassen.

Eine 4-köpfige Planungsgruppe bestehend aus Rijkswaterstaat (zuständig für Verkehrswege), dem Forschungsinstitut Deltares, dem Projektmanagementdienstleister Royal Haskoning (alle NL) und der BAW (im Auftrag des WSA Emden) hat die Koordinierung des umfangreichen Programms übernommen. Darüber hinaus sind (u.a.) beteiligt: der Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN), das Institut für Ostseeforschung Warnemünde (IOW), das Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee (NIOZ) sowie die Universitäten von Oldenburg, Twente, Wageningen und Delft . Im Rahmen internationaler Kooperationen werden sich die University of Maine (US, Spezialgebiet: Turbulenzuntersuchungen) und die Plymouth University (UK, Spezialgebiet: Flockendynamik) beteiligen. Mit ersten Ergebnissen aus der Sommermesskampagne 2018 kann im Winter gerechnet werden, das gesamte Programm wird Ende 2019 abgeschlossen sein.

 

Verfasst von Christian Maushake

Ich bin seit 1989 bei der BAW angestellt und beschäftige mich seit Mitte der 90-er Jahre mit Naturmessungen in Küstengewässern und Ästuaren, schwerpunktmäßig mit der Erhebung von Validierungsdatensätzen für die numerische Simulation

Valerie Vidal und Masha Galling: 2. Platz beim Bundeswettbewerb Jugend forscht!

Valerie Vidal und Masha Galling: 2. Platz beim Bundeswettbewerb Jugend forscht im Fachgebiet Physik!

Wie bereits in einem früheren Blog berichtet (https://blog.baw.de/wp/?p=1015) haben die Schülerinnen Valerie Vidal und Masha Galling über den Sog auf der Elbe fahrender Schiffe und dessen Wirkung auf Badende geforscht. Dabei sind sie in der BAW vom Klemens Ulizcka und Marcus Boehlich betreut worden. Nachdem sie im Fachgebiet Physik Landessiegerinnen geworden waren haben sie nun im Bundeswettbewerb den zweiten Platz errungen. Valerie schreibt: „Für Ihre Unterstützung möchten wir uns ganz herzlich bei Ihnen bedanken. Ich habe mir viel Fachwissen dadurch aneignen können. Dieser Bereich erweckte in mir immer mehr Interesse und Freude, mich mit dem Bereich des Wasserbaus zu beschäftigen.“

Die BAW gratuliert ganz herzlich!

Photo aus: https://www.jugend-forscht.de/projektdatenbank/hilfe-sog-auswirkungen-der-schifffahrt-auf-die-sicherheit-am-elbstrand.html

Verfasst von Marcus J. Boehlich

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

Valerie Vidal und Masha Galling Siegerinnen beim Landeswettbewerb Hamburg Jugend forscht!

Im Oktober 2017 traten Valerie und Masha, 2 Schülerinnen der 9. Klasse des Gymnasiums Rissen an mich heran um Antworten auf Fragen zu bekommen, die während ihrer Arbeit am Thema „“Hilfe“, Sog! Die Elbe ist kein Planschbecken.“ aufgekommen waren. In ihrer Arbeit ging es um die Frage, welche Kräfte Schwall, Sunk und Strömung ausgelöst durch vorbeifahrende Schiffe auf schwimmende Menschen ausüben. Klemens Uliczka hat die Jugendlichen während der Arbeit betreut, ich konnte mich auf das Liefern von Daten (Wasserstände, Querprofile) beschränken.

Valerie Vidal und Masha Galling mit Urkunde und Arbeit

Was getan wurde beschreiben Valerie und Masha so:

1. Thema

,,Sog zieht zwei Kinder in die Elbe“. Dies berichtet die Presse von warmen Sommertagen am Strand. Immer wieder kommt es vor, dass Personen durch den Sog der vorbeifahrenden Schiffe vom Ufer aus in die Fahrrinne gerissen werden. Viele Strandbesucher unterschätzen die große Sogkraft der Elbe. Der meist nicht sichtbare Sog kann jedoch leicht zum Verhängnis werden. Auch in diesem Sommer wurden wir durch die Presse auf einen Großeinsatz am Falkensteiner Ufer aufmerksam gemacht.
Deshalb untersuchen wir mit einer Schaufensterpuppe am Wittenbergener Strand in Rissen wie groß die Sogkraft bei Ebbe und Flut auf den menschlichen Körper sowie bei unterschiedlichen  Schiffsklassen in der Elbe ist. Des Weiteren untersuchen wir wie viel Wasser durch die Schiffe in Form von Sog und Schwells zum Strand austritt. Dabei berücksichtigen wir den Einfluss von Tide und Windgeschwindigkeit sowie Tiefgang, Geschwindigkeit und Größe der vorbeifahrenden Schiffe.

2. Ziel

Wir wollen herausfinden wie stark die Sogkraft im Fahrwasser und wie groß der Absunk (Sog und Schwell) beim Vorbeifahren von unterschiedlicher Schiffsklassen ist, um Gefahren des starken Sogs für Strandbesucher, besonders für Kindern zu verdeutlichen. Wir wollen die Strandbesucher möglichst genau aufklären, wieso man nicht in der Elbe baden sollte und wieso der Sog bei den Standbesucher zum ,,Verhängnis“ werden kann. Unser Ziel ist es zu verhindern, dass insbesondere Kinder an Sommertagen in die Fahrrinne der Schiffe gezogen werden. Dazu wollen wir folgende Fragen beantworten:
1. Wie groß ist die Sogkraft bei Ebbe und Flut in der Elbe sowie bei unterschiedlichen Schiffsklassen?
2. Wie viel Wasser tritt durch die Schiffe zum Strand aus?
3. Mit welcher Geschwindigkeit fahren die Schiffe aus den einzelnen Schiffsklassen?
4. Wodurch wird die Sogkraft beeinflusst?

3. Hypothesen

1. Wir vermuten, dass die Sogkraft bei zunehmender Flut größer wird.
    Gleichzeitig vermuten wir, dass Containerschiffe und Kreuzfahrtschiffe eine große Sogkraft haben , da diese viele Wassermengen verdrängen.
2. Die Größe der Schiffe kann die Sogkraft stark beeinflussen.
3. Es wird keine Veränderungen bezüglich des Absunks geben, wenn das Schiff in Sichtfeld kommt.
     Während das Schiff auf unserer Höhe ist, wird sich das Wasser zurückziehen (Einsatz des Sogs). Hierbei wird sowohl der Wasseraustritt als auch der Wasserstand geringer. Nachdem das Schiff den Steg passiert hat, tritt Wasser zum Strand in Form von Wellen aus ( Einsatz des Schwells)
4. Die Geschwindigkeit der Schiffe könnte einen Einfluss auf unsere Messwerte haben.

Am Ende stand die Erkenntnis, dass die Kräfte auf einen schwimmenden Menschen am Ufer der Elbe von vielen Faktoren abhängen, deren Zusammenhang auch zum Teil beschrieben wurde.

Beim Landeswettbewerb Hamburg von Jugend forscht wurden Valerie und Masha in der Kategorie Physik Landessiegerinnen. Sie werden nun mit Ihrer Arbeit am Bundeswettbewerb teilnehmen. Wir drücken die Daumen!

Verfasst von Marcus J. Boehlich

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

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.