Anfang November 2021 fand im deutsch-niederländischen Grenzabschnitt des Rheins eine länderübergreifende Kampagne zum Vergleich von Sedimentmessmethoden statt. Die Kampagne ist Teil des über die Euregio-Rhein-Waal mit INTERREG-Mitteln geförderten Projektes Living-Lab Rhine (LILAR). Dieses ist zugleich Pilotprojekt der deutschen und niederländischen Partner der im Aufbau befindlichen europäischen Forschungsinfrastruktur DANUBIUS-RI. Das LILAR-Projekt strebt an, das gemeinsame Verständnis des Sedimentregimes im Rhein zu verbessern und somit ein nachhaltiges Sediment- und Flussmanagement zwischen Deutschland und den Niederlanden zu unterstützen. An dem Projekt sind neben der BAW auch die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG), das Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt Rhein (WSA) und von niederländischer Seite Rijkswaterstaat sowie Deltares beteiligt. Zudem unterstützen zwei Masterandinnen der TU Delft und der TU Darmstadt das Projekt.

Während der Messkampagne wurden mit insgesamt fünf Schiffen (Abb. 1) – „Rheinland“, „Mercator“ und „Fluctus“ auf Seiten des WSA und „Conrad“ und „Flevomeer“ von Rijkswaterstaat – verschiedene Untersuchungen zum Transport von Schweb- und Geschiebefracht sowie ergänzend auch zu Mikroplastik durchgeführt. Hierbei wurden sowohl Messungen an zwei Flussquerschnitten vorgenommen, als auch die Bewegung des Sediments an der Flusssohle über einen definierten Flussabschnitt untersucht.

Zur Bestimmung des Schwebstoffgehaltes im Flussquerschnitt wurden Wasserproben an mehreren Punkten und aus mehreren Tiefen mit unterschiedlichen Methoden entnommen (Abb. 2). Diese Proben wurden anschließend gesiebt und gefiltert, je nach Methode vor Ort oder im Labor, und der Sedimentrückstand zur genauen Bestimmung der Sedimentkonzentration getrocknet und gewogen. Ein ganz ähnlicher Ansatz wurde bei der Beprobung von Mikroplastik verfolgt (Abb. 3). Ergänzend zur Schwebstoffbeprobung wurde an den gleichen Punkten mittels Aktivsonar-Messgeräten (ADCP und ADV), d. h. über Schallwellen-Reflektion an Schwebstoffpartikeln, der Anteil von Schwebstoffen im Wasser indirekt gemessen.

Für die Bestimmung des Geschiebetransportes wurden Proben von der Sohlenoberfläche mittels zwei Arten von Geschiebefängern gesammelt (Abb. 4). In beiden Fällen wurde bei Geschiebetrieb bewegtes Sediment mit einem Fangkorb aufgefangen, welches dann später im Labor gesiebt wurde, um die unterschiedlichen Anteile der Sedimentfraktionen zu bestimmen. Während der Probenahme zeichneten Kameras die Sedimentbewegungen an der Sohle auf. Indirekte Messungen des Geschiebetriebs fanden wiederum mithilfe von Aktivsonar-Messgeräten statt. Zusätzlich wurde die Höhenlage der Sohle mehrfach mittels Fächerecholot-Peilungen bestimmt, um Dünenbewegungen zu erkennen, die eine andere Art des Geschiebetransportes darstellen.

Die gemeinsame Messkampagne lieferte aufschlussreiche Erkenntnisse bezüglich der unterschiedlichen Messmethoden der deutschen und niederländischen Partner. Neben der noch ausstehenden Quantifizierung der Unterschiede in den Messergebnissen fördern diese Erkenntnisse das Verständnis für Daten aus vergangenen und zukünftigen Messungen und machen diese nicht zuletzt bei der internationalen Zusammenarbeit besser interpretierbar. Außerdem können sie als Grundlage für einen möglichen zukünftigen Abgleich der Messmethoden und -ergebnisse dienen.

Ein Video zur beschriebenen Kampagne ist auf dem Youtube-Kanal der BAW verfügbar [1], eine Bilderserie kann auf Flickr eingesehen werden [2].

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An der Entstehung dieses Beitrages hat Martin Hämmerle mitgewirkt. Fotos: BAW.

Quellen:

[1] https://www.youtube.com/watch?v=KFTVXz4BU-w

[2] https://www.flickr.com/photos/bundesanstalt_fuer_wasserbau/albums/72177720296043685