Rahmenvertragsarbeiten für die Bundesanstalt für Wasserbau: Durchführung und Auswertung von Naturmessungen im Küstengebiet

Zeitraum:

2019 – 2023: Schiffsgestützte Naturmessungen mit ADCP und ergänzenden Systemen
2023 – 2026: Erfassung schiffserzeugter hydrodynamischer Belastungen im Ufer- und Flachwasserbereich

Auftraggeber:

Bundesanstalt für Wasserbau, Standort Hamburg

Küsteningenieurwesen

Naturmessungen

Hydrologie

Naturmessungen bilden eine wesentliche Grundlage für numerische Modellierungen, so dienen Messdaten u.a. der Kalibrierung und Validierung derartiger Modelle. In diesem Zusammenhang hat die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) 2019 erstmals Rahmenverträge zur Ausführung verschiedener Messaufgaben ausgeschrieben, um das hauseigene Messteam zu verstärken. In 2023 erfolgte eine erneute Ausschreibung mit z.T. erweiterten Messaufgaben.
Im ersten Rahmenvertragszeitraum hat IMP zahlreiche ADCP-Strömungsprofilmessungen in Elbe, Weser, Jade und Eider durchgeführt. Je nach Revierbreite wurden dabei zwischen knapp 30 und 200 Profile während einer Tide aufgenommen. Zudem wurde viele Messfahrten durch regelmäßige Tiefenprofilaufnahmen an Terminstationen während der ADCP-Messtiden ergänzt. I.d.R. wurden Wassertemperatur-, Salzgehalts- und Trübungsprofile über die Wassertiefe aufgenommen, z.T. wurden die Messungen um den Parameter Sauerstoffgehalt erweitert. In jedem Falle wurden synoptisch Wasserproben entnommen, die im IMP-eigenen Labor hinsichtlich des Schwebstoffgehaltes ausgewertet wurden, um revierspezifische Korrelationsbeziehungen zwischen Trübung und Schwebstoffgehalt aufzubauen. Für besondere Fragestellungen wurde z.T. auch der Glühverlust der Wasserproben ermittelt.

Die Messungen wurden überwiegend mit gecharterten Arbeitsfahrzeugen durchgeführt. Bei den Messungen unmittelbar vor und hinter dem Eidersperrwerk, die seit der Fertigstellung des Sperrwerkes 1973 erstmalig durchgeführt wurden, kamen unbemannte, seilgeführte Messeinheiten zum Einsatz, die für diesen Zweck speziell von IMP entworfen und gebaut wurden, da an dieser exponierten Stelle schiffsgestützte Messungen nicht durchführbar sind.
Im Rahmen des Projektes „Zukunft Eider” wurden von IMP jedoch noch weitere Arbeiten durchgeführt. So erfolgte eine umfangreiche Sedimentbeprobung von Außen- und Binneneider mit über 150 Bodenproben, die im IMP-eigenen Bodenlabor hinsichtlich der Korngrößenverteilungen analysiert und dokumentiert wurden.
Zudem wurde ein temporäres Messnetz für die Erfassung physikalischer Gewässergüteparameter in Zusammenarbeit mit der BAW eingerichtet und betrieben. Dabei wurden wiederum Wasserproben für die Erstellung gerätespezifischer Trübungs-/Schwebstoffbeziehungen entnommen und ausgewertet. Darüber hinaus wurden Parallelmessungen von Trübungssensoren verschiedener Hersteller durchgeführt und ausgewertet.

Alle Messungen wurden umfassend ausgewertet, die Ergebnisse visualisiert sowie Messumfang, -konfiguration sowie das Auswertekonzept dokumentiert.
Für den seit 2023 laufenden Rahmenvertrag wurden bislang zeitlich hochaufgelöste Wasserspiegelauslenkungs- und Strömungsmessungen an insgesamt 8 Messlokationen auf 2 Profilen in der Unterelbe in Nordkehdingen über rd. 13 Wochen durchgeführt und hinsichtlich der Tideverhältnisse, der schiffsinduzierten Belastungen und der Seegangswirkungen ausgewertet sowie umfassend analysiert und dokumentiert. Ziel der Untersuchungen war die Bestandsaufnahme der Belastungssituation, um daraus Hinweise für die Bemessungen und die Umsetzung technisch-biologischer Ufersicherungen in diesem Uferabschnitt zur Unterbindung weiterer Uferabbrüche abzuleiten.
Dabei konnten knapp 7.000 Schiffsbewegungen betrachtet und aufgrund spezifischer Merkmale aus den zugehörigen AIS-Informationen eingeordnet werden. Im Ergebnis zeigte sich, dass Schiffe im unterkritischen Verkehr eher ein untergeordnetes Belastungsbild für die Uferlinie aufwiesen und maßgebliche Lastanteile eher aus überkritischer Fahrt sowie exponierten Seegangsverhältnissen stammen.
Eine entsprechende Vergleichsmessung nach Umsetzung der technisch-biologischen Ufersicherung ist vorgesehen.