Wie können wir Fischen den Weg weisen? – Expertentagung

Am 8. und 9. Juni 2016 trafen sich in der Bundesanstalt für Wasserbau 160 Fachleute aus Verwaltung, Ingenieurbüros, Universitäten und von Wasserkraftanlagenbetreibern zum 5. Kolloquium aus der Reihe „Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit der Bundeswasserstraßen“. Diesmal ging es um „Schlüsselfragen bei der Umsetzung von Maßnahmen zum Fischaufstieg“. Dieses Kolloquium führten wir, wie das gesamte Projekt „Herstellung der ökologischen Durchgängigkeit“, gemeinsam mit der Bundesanstalt für Gewässerkunde in Koblenz durch.

Die Referenten zeigten auf, dass es noch viel zu tun gibt, um Fischen wieder die Möglichkeit zu geben, an ihre angestammten Laichplätze zu gelangen. Bei der Lösung dieser großen Aufgabe, die auf den Forderungen der EG-Wasserrahmenrichtlinie basiert, stellen sich viele Fragen. Viele Wissenschaftler und Ingenieure an Universitäten und in Ingenieurbüros und eben auch in BAW und BfG erarbeiten Lösungsmöglichkeiten und gewinnen neue Erkenntnisse, z. B. über das Verhalten von Fischen in bestimmten Situationen.

Als Themenschwerpunkte in diesem Kolloquium wurde z. B. ein Blick auf den möglichen Rückbau (Abriss) von Stauanlagen geworfen. Die Fische hätten in einem solchen Fall wieder „freie Bahn“. Allerdings ist dabei zu beachten, dass Stauanlagen einen Zweck, z. B. Ermöglichung von Schifffahrt, Gewinnung von Strom aus Wasserkraft u. ä. haben und die Rechte und Interessen der Nutzer und Anlieger berücksichtigt werden müssen.

Wenn also der Rückbau nicht in Frage kommt, müssen Anlagen gebaut werden, die den Fischen eine gute Wandermöglichkeit bieten. Fische müssen dafür die Aufstiegsanlage zunächst finden und danach auch noch sicher durchschwimmen können. Genauso unterschiedlich wie die Fischarten, die die Fischaufstiegsanlage durchschwimmen wollen, sind auch ihre Fähigkeiten und Gewohnheiten. Einige schwimmen eher am Ufer oder am Boden, andere bewegen sich frei im Wasser. Kleine Fische schwimmen häufig langsamer als größere. Trotzdem sollen Aufstiegsanlagen für möglichst viele funktionieren.

Deshalb war ein weiterer Schwerpunkt im Kolloquium die Gestaltung des Fischeinstiegs in eine Fischaufstiegsanlage. Dafür muss zunächst der richtige Ort gefunden werden, dann muss der Einstieg so gestaltet werden, dass er für die Fische attraktiv ist. Um den Fischen eine Orientierung zu geben, wo sie weiter schwimmen können, wird häufig viel Wasser in den Bereich vor der Fischaufstiegsanlage abgegeben. Es sind große Bauwerke dafür nötig, damit die Fische auf dem richtigen Weg bleiben und die Wassergeschwindigkeit, gegen die sie anschwimmen müssen, nicht zu groß wird. Hier wurden u. a. Forschungsergebnisse von BAW und BfG an einem Bauwerksmodell und von Fischversuchen vorgestellt.

Zum Schluss haben wir einen Blick auf besondere Fischaufstiegsanlagen geworfen: Aufzüge wie im Hochhaus und schneckenförmige „Wendeltreppen“. Natürlich hatten alle Besucher Gelegenheit, die aktuell in der Versuchshalle aufgebauten Modelle zum Thema Fischaufstieg zu besichtigen.

P.S.: Was hat das Bild oben mit all dem zu tun? Das Bild zeigt auf der linken Seite eine Aufnahme eines Dotationsrechens aus Fischsicht (Modell in der Wasserbauhalle). Dort wird von links Wasser in den Einstiegsbereich der eigentlichen Fischaufstiegsanlage gegeben. Der Fisch soll geradeaus schwimmen und nicht vom Rechen und dem dort ausströmenden Wasser irritiert werden. Die rechte Seite ist aus dem dazugehörigen numerischen Modell entnommen. Die bunten Linien veranschaulichen die Strömung in einem der untersuchten Modellzustände.

Verfasst von Anne Kampker

Ich bin wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Wasserbau im Binnenbereich. Ich berate die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung bei der Planung von Fischaufstiegsanlagen und arbeite an der Digitalisierung von Planungsprozessen.

Die neue Versuchsrinne im Wasserbau

Im November 2015 wurde in der Bundesanstalt für Wasserbau in Karlsruhe eine neue Versuchsrinne in Betrieb genommen. Die 18 Meter lange hochmoderne Versuchsrinne verfügt über einen eigenen Wasserkreislauf, kann jedoch ebenso gut mit dem BAW eigenen Wasserkreislauf betrieben werden. Dabei ist ein maximaler Abfluss von 500 l/s möglich. Die Seitenwände der Stahlkonstruktion bestehen aus spezialgehärtetem Glas, sind nachjustierbar und können ggf. durch Plexiglasplatten ersetzt werden. Die ganze Versuchsrinne ist aufgeständert, so dass auch von unten an die Versuchseinrichtung Messinstrumente angeschlossen werden können.

neue_rinne_1-1

Die neue Versuchseinrichtung bietet zahlreiche Möglichkeiten bei der Bearbeitung von Fragestellungen zur hydraulischen Optimierung von Wasserbauwerken. Gegenwärtig können z.B. Untersuchungen zum Lufteintrag, zur Energiedissipation oder zum Schwingungsverhalten teilweise nur unzureichend mit Hilfe numerischer Methoden abgebildet werden. Für diese Fragestellungen haben sich großmaßstäbliche, gegenständliche Labormodelle bewährt.

neue_rinne_2

Mit Hilfe der neuen Versuchseinrichtung werden beispielsweise Segmentverschlüsse einschließlich Wehrschwellen und Tosbecken untersucht und optimiert. Dies geschieht unter Berücksichtigung der entstehenden Lager- und Antriebskräfte, der Energieumwandlung, sowie der Strömungsablösung an der Schützunterkante und der daraus eventuell resultierenden Schwingungsanfachung.

Neben der Bearbeitung aktueller Fragestellungen aus der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV), dienen die großmaßstäblichen Modelle in der Versuchsrinne der Weiterentwicklung numerischer Methoden, sowie deren Validierung. Beispielsweise in Fragen der Fluid-Struktur-Interaktion oder der Mehrphasenströmung.

Verfasst von Udo Pfrommer

Technischer Angestellter im Bereich Wasserbau im Binnenbereich. Ich untersuche und begutachte mit Hilfe von gegenständlichen Modellen Wasserbauwerke nach hydraulischen Gesichtspunkten.

Eine Sandkiste für die Elbe

Im Osten der Elbinsel Wilhelmsburg graben sich seit Monaten Bagger durch Hamburgs wohl größte Sandkiste (Bild 1, oben). Doch was hat es damit auf sich? Auf dem Baustellentag der Jungen HTG ergab sich die Gelegenheit die Fläche jenseits des Kreetsander Hauptdeichs zu besichtigen und die Hintergründe des Projekts zu erfahren.

Die Maßnahme Kreetsand ist, anders als in einigen Medien immer wieder zu lesen, nicht in erster Linie eine Ausgleichsmaßnahme für die geplante Elbvertiefung, sondern vielmehr ein Pilotprojekt im Rahmen des Tideelbekonzeptes.

Übersichtskarte Kreetsand

Bild 2: Übersichtskarte Kreetsand

Das Tideelbekonzept wurde durch die Hamburg Port Authority (HPA) und die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes aufgestellt um der in vielerlei Hinsicht unvorteilhafte Entwicklung des Systems Tideelbe entgegen zu wirken. Phänomene wie der stromauf gerichtete Transport von Sedimenten (Tidal pumping Effekt) oder der Anstieg des Tidehubs in Hamburg  beeinträchtigen sowohl die Hafenwirtschaft und Schifffahrt (Akkumulation von Sedimenten im Hamburger Hafen, Reduktion des Tideniedrigwassers) als auch den Hochwasserschutz und die Natur (z.B. Verlandung von Seitenbereichen und Nebenelben).

Zur Entwicklung und Umsetzung eines nachhaltigen Ästuarmanagements ist ein fundiertes Verständnis der Hydro- und Morphodynamik des Systems Tideelbe unerlässlich. Mit Hilfe physikalischer und numerischer Modelle sowie spezieller Naturmesskampagnen untersucht die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in der Dienststelle Hamburg seit Jahrzehnten das Systemverhalten der Tideelbe und trug damit wesentlich zur Entwicklung des Tideelbekonzeptes bei. Weiterhin untersuchte die BAW im Auftrag der HPA diverse Varianten (darunter auch Kreetsand) zum Anschluss zusätzlichen Flutraums an die Tideelbe.

Die Vergrößerung des Tidevolumens der Elbe wirkt dämpfend auf den Tidehub und kann die Flutstromdominanz sowie den stromauf gerichteten Transport von Sedimenten reduzieren. Die Untersuchungen der BAW zeigen u.a., dass neben der Größe vor allem die Lage des Flutraums maßgebend für seine Wirkung auf das Ästuar ist.

Besonders wirksam sind Flächen in Hamburg. Im urbanen Raum gibt es aber kaum verfügbare Flächen. Die Maßnahme Kreetsand bildet hier eine Ausnahme. Das ehemalige Spülfeld wurde bereits vor Jahren ausgedeicht und liegt seit 2010 im Naturschutzgebiet Auenlandschaft Norderelbe.  Nach Fertigstellung wird ein ökologisch wertvolles Flachwassergebiet entstehen. Erahnen kann man dies bereits im südlichen Teil der Fläche. Hier ist bereits der Anschluss an die Elbe hergestellt. Dazu wurde ein Teil des wertvollen Auenwaldes verpflanzt (im Bild 3, links der Öffnung zur Tideelbe).

So wie der fast fertiggestellte südliche Teil von Kreetsand soll einmal das gesamte Areal aussehen.

Bild 3: So wie der fast fertiggestellte südliche Teil von Kreetsand soll einmal das gesamte Areal aussehen.

Im nordöstlichen Bereich von Kreetsand soll ein Gebiet entstehen, das als Lebensraum für den geschützten Schierlings-Wasserfenchel besonders geeignet sein soll. Daher wurde die Maßnahme Kreetsand auch in die Liste der Ausgleichsmaßnahmen für die geplante Fahrrinnenanpassung der Elbe aufgenommen.

Für die Herstellung des geplanten Sohlniveaus müssen ca. zwei Millionen Kubikmeter Boden  entfernt werden. Das Material ist unterschiedlich stark kontaminiert, wird schichtweise ausgebaut und auf einem eigens hergerichteten Zwischenlager aufbewahrt. Erste wenn geeignete Abnehmer gefunden worden sind, wird das Material per LKW oder über einen baustelleneigenen Anleger per Schiff abtransportiert. Teile der Fläche sehen daher aus wie eine riesige Sandkiste (Bild 4).

Bild 4: In einem Zwischenlager auf Kreetsand warten Berge von Bodenaushub auf den Abtransport

Bild 4: In einem Zwischenlager auf Kreetsand warten Berge von Bodenaushub auf den Abtransport

Nach aktuellen Planungen soll die Fläche im Jahr 2019 fertiggestellt werden. Im Sinne des Pilotcharakters bleibt zu hoffen, dass die Maßnahme Kreetsand  nur der Anfang einer ganzen Reihe von Flächen sein wird, die der Tideelbe wieder zur Verfügung gestellt werden können.

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.

BOGY-Praxiswoche in der BAW

Die Arbeit eines Flussbauingenieurs für Schüler eingänglich zu vermitteln, ist die Aufgabenstellung der BAW bei der Berufs- und Studienorientierung am Gymnasium (BOGY).

Flussmodell der Oder mit beweglicher Sohle

Flussmodell der Oder mit beweglicher Sohle

Die Praxiswoche begann für die Praktikanten mit einer Hallenführung, denn die Wasserbauwerke in geflutetem Zustand zu erleben ist sowohl akustisch, als auch optisch eine Erfahrung. Die Versuchshallen bieten Einblicke in aktuelle Baustellen, sei es die Erneuerung von Infrastruktur, oder der Auf- und Abbau von Modellstrecken. Danach schloss sich der praktische Teil an. Bei Naturmessungen wurden die Praktikanten selbst aktiv.

In diesem Jahr konnte die große Wasserbau-Versuchsrinne (Grüne Rinne) im laufenden Betrieb in Augenschein genommen werden. Zu beobachten gab es das sogenannte zweidimensionale Particle Tracking Velocimetry (PTV), ein kompliziertes photographisches Messverfahren, das die Bewegung von Teilchen an der Wasseroberfläche erfasst. Details zur technischen Ausstattung der BAW werden hier beschrieben: LINK. Zur Bestimmung der Fließgeschwindigkeit kann alternativ auch die berührungslose Erfassung von dreidimensionalen Turbulenzen, im Fachjargon Acoustic Doppler Velocimetry (ADV), zum Einsatz kommen.

Versuchsrinne mit Modell Lauffen

Versuchsrinne mit Modell Lauffen

Am Modell der Staustufe Lauffen am Neckar untersuchten die Praktikanten die Ausgestaltung des Fischpass-Eingangs mit Sohlanschluss. Das Modell im Maßstab 1:10 diente hierbei als anschauliches Beispiel für die Passierbarkeit von Wasserbauwerken. Aufgabenstellung war die Konzeption eines Messprogramms mit Aufnahme der Modellabmessungen und deren Übertrag in ein Bezugssystem: LINK.

Ebenfalls eingebunden waren die Praktikanten im Geotechnischen Labor zur Ermittlung der Kornverteilung. Die Erstellung einer Sieblinie geht mit physischer Betätigung einher, dazu wurde Bodenmaterial abgewogen und in Siebe eingefüllt. Diese Versuche klassifizieren Böden und sind Grundlage für weitergehende bodenmechanische Versuche.

Labor_Apparaturen

Labor-Apparaturen

Ein Besuch der Hochwasserzentrale in Karlsruhe rundete die Praxiswoche in diesem Jahr ab.

Die Anzahl der Teilnehmer für ein BOGY-Praktikum ist auf maximal zwei begrenzt. Der nächste Termin findet voraussichtlich im März/April 2017 statt.

Weitere Informationen gibt es unter: www.baw.de/de/karriere

Verfasst von Jörg Birk

Wer bin ich? Dipl. (FH) Umweltingenieur und seit mehreren Jahren mit der 2D-HN-Modellierung im Bereich Wasserbau beschäftigt.

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.

Jährliches Treffen der Telemac-Benutzer – Welcome to England!

Telemac_Masc„Telemac-Mascaret User Conference“ – zu diesem Event treffen sich jährlich  Telemac-System-Anwender aus sehr unterschiedlichen Arbeitsgebieten, -entwickler und Konsortiumsmitglieder zum Austausch und zur Präsentation Ihrer Projekte. Gastgeber ist immer ein Konsortiumsmitglied, wie auch 2013 die BAW in Karlsruhe (mehr unter www.opentelemac.org).

In diesem Jahr lud das Daresbury Laboratory vom 15. bis 16. Oktober 2015 in seine Räumlichkeiten ein. Die BAW war mit 4 fachlich unterschiedlichen Beiträgen aus den Bereichen Entwicklung und Projekt-Bearbeitung bei dem Treffen vertreten.

Mittwoch morgen um kurz nach 7Uhr machten sich also 4 hochmotivierte BAWler vom Karlsruher Hauptbahnhof auf den Weg nach Daresbury, UK. Ihre Reise führte über den Frankfurter Flughafen nach Manchester und endete mit einem Großraumtaxi (geteilt mit drei, zufällig auf dem Flughafen getroffenen Kollegen aus Österreich  – leider – nicht klassisch im Cab) vor dem Konferenzhotel in Chester. Da das Daresbury Laboratory wahrscheinlich die größte Einrichtung in dem sonst sehr überschaubaren Ort Daresbury (3906 Einwohner laut Wikipedia) ist, waren wir Konferenzteilnehmer in einem Hotel im ca. 30km entfernten Chester untergebracht. Daresbury ist nicht nur durch das 1967 eröffnete Labor (mehr unter httpsTUC2015_Chester1://en.wikipedia.org/wiki/Daresbury_Laboratory) bekannt sondern war auch die Heimat von Lewis Carroll, dem Autor von „Alice im Wunderland“ (für Interessierte: https://de.wikipedia.org/wiki/Daresbury). Chester hat römische Wurzeln (Teile davon sind heute noch zu besichtigen), war laut Wikipedia einmal der größte Binnenhafen Englands und ist für seine mittelalterliche Altstadt und die „Rows“ bekannt und sehenswert. Gleichzeitig für uns Flussbauer spannend: nach der Versandung des vorbeifließenden „Dee“ löste Liverpool an der Mersey-Mündung die Stadt ab (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Chester). Auch die „Union-Canals“ und die „Narrowboats“ prägten für uns das Bild der Region mit.

Donnerstag früh um 8:00 (brit. Zeit) warteten zwei Busse, um die ca. 80 Konferenzteilnehmer vom Hotel zum Tagungsort zu bringen. Auf dem 30-minütigen Weg konnten wir uns einen guten Eindruck des Berufspendelns in Nord-England auf der Strecke von Manchester nach Liverpool verschaffen.

Begrüßt wurden wir Punkt 9 Uhr vom gefühlten Oberhaupt der Telemac-Familie Jean-Michel Hervouet, der wie immer kurzweilig über neue Entwicklungen berichtete. Es schwang aber auch Wehmut mit, denn es war wohl die letzte Begrüßung durch ihn – er geht demnächst in den Ruhestand. Danach wurde es „sportlich“: 10 Vorträge bis zum Lunch um 13:00, nach dem Lunch nochmal 9 Beiträge – alles im 15 Minuten-Takt, soweit die Zeit von den RednerInnen nicht überzogen wurde. Sowohl das TanzThemenspektrum (großräumige Ozeanmodellierung – alpiner Sedimenttransport – Flussmodellierung – numerische Entwicklungen…) als auch das Spektrum an Nationalitäten der Vortragenden waren breit gefächert. Kurze Kaffeepausen wurden für vertiefendes Fachgespräch und Durchatmen genutzt. Lockerer wurde es am Abend, als zum Conference-Dinner im Hotel geladen wurde. Wir konnten schmecken, dass sich die Organisatoren im Zusammenarbeit mit dem Hotel im Vorfeld viel Mühe gegeben hatten, uns einen guten Eindruck von der englischen/ lokalen Küche mit auf den Heimweg zu geben. Besonders Cheshire-Käse, „lemon tarte“ und „Eaton Mess“ werden uns geschmacklich in bester Erinnerung bleiben. Highlight war aber die Band, die uns musikalisch britisch durch den Abend begleitete. Tanzende Numeriker sieht man nicht alle Tage…

Am nächsten Morgen ging es wieder um 8:00 in den Berufsverkehr und pünktlich um 9:00 „sportlich“ und so divers wie am Vortag in der Konferenz weiter: noch 13 Beiträge warteten auf uns Zuhörer.

Um 15:15 (nach verkürzter Mittagspause) war genauso pünktlich auch alles schon wieder vorbei und die TeilnehmermTUC2015-Anreise5_1enge verteilte sich – dank sehr guter Organisation – in Windes Eile auf bereitgestellte Busse und Mini-Busse in Richtung Flughafen bzw. Bahnhof oder Konferenzhotel.

Was bleibt? Für uns als BAWler, die wir sowohl End-User als auch Konsortiumsmitglied sind, bleibt der wichtige Blick über den eigenen Horizont, bleiben aber auch neue Kontakte, bereits bestehende aufgefrischte Kontakte und Anregungen weit über den Flussbau hinaus.

Na dann…, au revoir á Paris en 2016!! Manuela & Regina

Verfasst von Manuela Baron

Wer bin ich? Dipl. Bauingenieurin und seit mehreren Jahren mit der mehrdimensionalen HN-Modellierung im Bereich Wasserbau beschäftigt.

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.

Die BAW beim Wissenschaftsfestival EFFEKTE 2015

„Zukunft der Stadt – Stadt der Zukunft“ – unter diesem Motto feierte Karlsruhe diesen Sommer den 300. Stadtgeburtstag. Wie bereits 2013 zeigten die Wissenschaftseinrichtungen bei verschiedensten Veranstaltungen, weshalb der Bereich Technologie und Wissenschaft eine besondere Stärke der Stadt darstellt.

Am Wochenende des 27. und 28. Juni 2015 verwandelte EFFEKTE den Schlossgarten in ein riesiges Mitmach- und Erlebnislabor, bei dem alle wissbegierigen Besucher bei verschiedenen Live Experimenten, Wissenschaftsshows sowie einem vielfältigen Bühnenprogramm auf ihre Kosten kamen. Die BAW stellte ihr Aufgabengebiet am 28. Juni von 10 bis 18 Uhr unter dem Motto „Wasserbau zum Anfassen“ in einem großen Pavillonzelt vor. Engagierte Kolleginnen und Kollegen demonstrierten dort anhand verschiedener Exponate Ausschnitte ihrer jeweiligen Arbeitsbereiche.

Als einer der wissenschaftlichen Partner der Stadt Karlsruhe hat die BAW darüber hinaus am 14. Juli einen Vortragsabend mit dem Titel „Auf Tullas Spuren in die Zukunft“ im Pavillon im Schlossgarten gestaltet. Das Thema: „Tullas Rheinkorrektion – von der Historie zur Neuzeit“.
Gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), der Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz (LUBW) und der Energie Baden-Württemberg AG (EnBW) zeigte die BAW in Vorträgen, Experimenten und in einer Podiumsdiskussion, wie Nutzung und Gewässerschutz in Einklang gebracht werden sollen. Hanna Sophie Lüke vom WDR übernahm die Moderation des gelungenen Abends.

Norbert Käthler, Geschäftsführer der Stadtmarketing Karlsruhe GmbH resümiert: „Wissenschaft findet schon lange nicht mehr im Elfenbeinturm statt, sondern muss sich der öffentlichen Diskussion stellen. Deshalb freut es mich, dass unsere Partner aus der Wissenschaft ihre aktuellen Forschungsergebnisse im Pavillon präsentiert haben.“

Wir waren sehr gerne dabei!

Verfasst von Sabine Johnson

Meine Aufgaben liegen im Bereich der Presse- und Öffentlichkeitsarbeit.