Die BAW ist „Emsig“ am Messen – Erste Eindrücke vom Messprogramm Ems 2015

Nach monatelangen Planungen startete am Sonntag den 28.06.2015 das groß angelegte Messprogramm der BAW auf der Ems. Bei der einwöchigen Kampagne werden abiotische Parameter wie z.B. Strömungsgeschwindigkeit und -verteilung (ADCP), Salz- (CTD) und Schwebstoffgehalt (ADCP und Wasserproben) gemessen. Mit der Kampagne werden zweierlei Ziele verfolgt. Übergeordnetes Ziel ist eine zusätzliche Validierungsgrundlage für den Aufbau des neuen hydrodynamisch numerischen Emsmodells zu schaffen. Das numerische Modell stellt ein zentrales Werkzeug für die Beratung der WSV und für die Ressortforschung der BAW dar. Des Weiteren werden die erhobenen Daten dabei helfen, das grundlegende Zusammenwirken der komplexen abiotischen Prozesse im System Ems besser zu verstehen. Dieses Verständnis ist immanent um schlussendlich geeignete Maßnahmen zur Verbesserung des Systemzustandes der Ems entwickeln zu können. Eine zentrale Fragestellung ist hierbei, wie weit das Salz in Abhängigkeit vom Oberwasserabfluss in die Ems vordringt. Wie verhält sich beispielsweise der vertikale Salzgradient in Gebieten mit ausgeprägter fluid-mud Dynamik? Ein weiteres Augenmerk liegt auf dem sich verändernden hydraulisch wirksamen Querschnitt im Verlauf der Tide in den Bereichen mit fluid-mud.

 

Ausgeprägte fluid-mud Schicht (Pfeile) im SES am Querprofil Weener

Ausgeprägte fluid-mud Schicht (Pfeile) im SES am Querprofil Weener

Die BAW führt die Messkampagne in Kooperation mit dem langjährigen niederländischen Partner Aqua Vision BV durch. Drei Messboote sind dabei zeitgleich im Einsatz. Im Zweischichtsystem werden acht Ganztidenmessungen über einen Zeitraum von jeweils 13 Stunden auf Querprofilen durchgeführt. Das Querprofil bei Gandersum dient dabei als Referenzprofil. Zeitgleich zu den Messungen an den Querprofilen Pogum, Jemgum, Weener und Rhede werden jeweils Referenzmessungen bei Gandersum durchgeführt. Durch die zeitgleiche Messung lassen sich residuelle Transporte nicht nur über einen Querschnitt, sondern auch über Flussabschnitte bilanzieren. Um das Eindringen der Salzfront in das Ästuar zu erfassen, werden an anderen Tagen mit zwei Schiffen rotierende Längsprofile gefahren. Damit kann die Änderung des vertikalen Salzgradienten über den Tideverlauf nachvollzogen werden. Die Konzeption der Messung ist damit genau auf die Anforderungen der BAW ausgelegt. Allerding ist damit auch ein hoher logistischer und personeller Aufwand verbunden. Der Einsatz von Material und Personal muss daher vorab minutiös durchgeplant werden.

ADCP-, CTD- und SES-Daten

Die ADCP-, CTD- und SES-Daten laufen beim Operator zusammen.

Als sich am Vorabend des ersten Messtages die Besatzungen der drei Messboote kurz vor Mitternacht im Hauptquartier im Deichof bei Leer (Ostrfriesland) versammelt, wird schnell klar, dass die beste und akribischste Planung durch das Unplanmäßige vor Ort beschränkt ist. Nach zwei Tagen des Aufbaus und der Probemessungen funktionierte nicht alles, was im heimischen Labor noch reibungslos klappte. Gegen kurz nach drei Uhr am Sonntagmorgen startete der erste Trupp, um die Messkampagne zu eröffnen. Widrigkeiten wie nicht anspringende Autos, Straßensperrungen und die Verwechslung zwischen Fahrt-über-Grund und Fahrt-im-Wasser torpedieren den Zeitplan schon bevor der Messquerschnitt erreicht wird. Die besonderen Verhältnisse im Ästuar Ems, mit extrem hohen Schwebstoffkonzentrationen fordern die Messtechnik bis in den Grenzbereich.

extreme Schwebstoffkonzentration

Die extreme Schwebstoffkonzentration lässt sich schon optisch erkennen.

Am Ende zahlen sich das Knowhow und die Erfahrung der Kollegen jedoch aus. Im Verlauf der ersten Stunden der Kampagne laufen dann alle Systeme einwandfrei. Dank hoher Flexibilität, großem persönlichen Einsatz und guter Planung läuft die Messkampagne mittlerweile planmäßig. Gemessen wird noch bis zum Samstag den 04.07.2015.

Messgeräte an Bord

CTD, Trübungssensor und direkt befestigter Entnahmeschlauch (links), rechts die Steuerungseinheit mit Pumpe zur automatisierten Wasserprobenentnahme

 

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.

BAWKolloquium 2015 – Projekte und Entwicklungen für aktuelle Fragestellungen im Küstenwasserbau

Aus Sicht der deutschen Reedereien (77%) werden sich die Größen der Containerschiffe in den nächsten drei bis fünf Jahren unvermindert nach oben entwickeln (Quelle: Statista, siehe Bild unten). Zweifel sind angebracht, legt man die Aussagen einer neuen OECD-Studie[1] zugrunde. Zusammenfassend wird darin prognostiziert, dass die weitere Entwicklung zu immer riesigeren Containerschiffen (>20.000 TEU)[2] sehr stark gebremst werden wird. Andere Faktoren wie eine effizientere Motorenleistung tragen mehr zu Kosteneinsparungen pro Container bei als die pure Ladekapazität des Containerschiffes.

Statistik der Schiffsgrößenentwicklung

Prognostizierte Entwicklung der Schiffsgrößen nach Schiffstypen für die kommenden drei bis fünf Jahre (Umfrage Frühjahr 2014).

In diesem Spannungsfeld bewegen sich auch die zahlreichen Arbeiten in den Projekten der BAW und deren Unterstützung für die Planungen der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung. Zirka 100 Teilnehmer aus den Wasser- und Schifffahrtsämtern, Universitäten und der BAW lauschten beim BAWKolloquium am 18. Juni 2015 den Vorträgen und diskutierten mit.
Bei gelungenen Präsentationen von Autoren der BAW, WSV und Projektpartnern konnte ein klarer Bogen gespannt werden, von den aktuellen Anforderungen an die Seeschifffahrt am Beispiel der Erstellung eines neuen Tidefahrplanes hin zu den Auswirkungen immer größerer Schiffe und den steigenden Schiffsverkehr auf die Stabilität von Strombauwerken (Bsp. Buhnen Juelssand). Die Entwicklung der Größe der Containerschiffe und des Umschlages in den Häfen besitzen enorme Auswirkungen auf die Anpassung der Seehafenzufahrten. So müssen beispielsweise im Rahmen von Untersuchungen zur Weseranpassung insgesamt 42 Gutachten verfasst werden. Ein sich anknüpfender Vortrag veranschaulichte am Beispiel eines sehr aufwendigen, dreijährigen Messprogramms zur Erfassung des Schwebstofftransportes in den Ästuaren Elbe, Weser und Ems, welchen beachtlichen aber notwendigen Aufwand die BAW betreiben muss, um die Ergebnisse der numerischen Modellsimulationen adäquat validieren zu können.
Zu welchen dramatischen Auswirkungen der stete Ausbau eines natürlichen Ästuars und damit eine Anpassung an die Bedürfnisse der Seeschifffahrt führen können, zeigt sich exemplarisch an der Ems. Mögliche Lösungsansätze zur Verminderung des Schwebstoffproblems im Rahmen des Masterplanes Ems 2050 wurden aufgezeigt. Das Kolloquium endete mit einem erfrischenden Vortrag über die Erfahrungen im aktuellen Dialogforum zum Strombau- und Sedimentmanagementkonzept der Tideelbe.

Eine etwas herzhaftere Diskussion zu den vorgestellten Beiträgen wäre wünschenswert gewesen. Die beachtliche Teilnehmerzahl und die Diskussionen in der Kaffeepause zeigen uns allerdings das Interesse an den wissenschaftlichen Arbeiten der BAW im Spannungsfeld Ästuar, Seeschifffahrt, Ausbau der Seehafenzufahrten und Hafenwirtschaft. Dazu zählt auch eine diligente Form der Kommunikation der Ergebnisse der Gutachten und Forschungen. Dr. Maik Bohne (HPA) fasste es in seiner Präsentation in etwa so zusammen: Ein erfolgreicher Kommunikationsprozess zur Umsetzung von Großprojekten wie eine mögliche Elbvertiefung muss maßgeblich auf der Klaviatur der Emotionen gespielt werden.

Die Präsentationen der angesprochenen Vorträge finden sich unter www.baw.de http://www.baw.de/DE/service_wissen/publikationen/tagungsbaende/tagungsbaende.html.


 

[1] OECD/ITF (2015): ITF Transport Outlook 2015, OECD Publishing, Paris/ITF, Paris.
DOI: http://dx.doi.org/10.1787/9789282107782-en .

[2] Ultra-Large Container Ships (ULCS) ist die derzeit größte Containerschiffsklasse mit bis zu 22.000 TEU (http://www.meta-evolutions.de/pages/artikel-20080720-schiff-klasse-groesse.html). Das größte derzeit verkehrende Containerschiff, die MSC Oscar trägt maximal 19.224 TEU.

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.

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