Untersuchungen zu alternativen, technisch - biologischen Ufersicherungen an Binnenwasserstraßen

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1 -1- Untersuchungen zu alternativen, technisch - biologischen Ufersicherungen an Binnenwasserstraßen Dipl.-Ing. Petra Fleischer Bundesanstalt für Wasserbau Karlsruhe Dipl.-Ing. Hubert Liebenstein Bundesanstalt für Gewässerkunde Koblenz Wasserstraßen - Verkehrswege und Lebensraum in der Kulturlandschaft -

2 Technisch-biologische Ufersicherungen Untersuchungen zur zur Quantifizierung ihrer Belastbarkeit und und Möglichkeiten ihrer Anwendung an an Binnenwasserstraßen Inhalt und Zielstellung Erste Ergebnisse - Versuchsstrecke Weser Fazit/ Ausblick -2-

3 Beteiligte: Erdbau und und Uferschutz (G4) (G4) (Federführung) (Federführung) FRAU FRAU FLEISCHER FLEISCHER Vegetationskunde, Landschaftspflege (U3) (U3) HERR HERR LIEBENSTEIN, LIEBENSTEIN, HERR HERR DR. DR. SUNDERMEIER, SUNDERMEIER, HERR HERR HERZ, HERZ, FRAU FRAU BAUER BAUER Tierökologie (U4) (U4) HERR HERR DR. DR. KOOP KOOP Schiff/ Schiff/ Wasserstraße Naturuntersuchungen (W4) (W4) HERR HERR DR. DR. SOYEAUX SOYEAUX Ökologische Wirkungszusammenhänge (U2) (U2) HERR HERR DR. DR. SCHLEUTER SCHLEUTER -3-

4 Merkblätter MAR - Regelbauweisen MAK - Kornfilter MAG - Geotextil MAV - Verguss Alternative Ufersicherungen Arbeitsgruppen (z.b. Neckar) Einzellösungen (z.b. UHW) Technische Ufersicherungen Richtlinien TLW - Technische Lieferbed. WBSt DIN EN Wasserbausteine F & E- Projekt Berechnungsgrundl. GBB (BAW-Mitt. Nr. 87) - Bemessung Böschungssicherungen Naturschutz FFH - Fauna-Flora-Habitat NSG - Naturschutzgebiete LSG - Landschaftsschutzg. WRRL - WasserrahmenRL -4-

5 Zielstellung: Technisch-biologische Ufersicherungen an Bundeswasserstraßen TECHNISCH-BIOLOGISCHE UFERSICHERUNGEN Anwendungsgrenzen Grundlagen/ Empfehlungen Bauweisen Belastbarkeit Dauerhaftigkeit Unterhaltung Randbedingungen der Anwendung Ausführungshinweise Kennblätter -5-

6 technisch-biologisch -6-

7 Untersuchungen zu technisch-biologischen Ufersicherungen Vorgehensweise Umfrage in der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung Internationale Literaturrecherche 1. Bericht Besichtigung einzelner Streckenabschnitte Detailuntersuchungen in ausgewählten Abschnitten Einrichtung neuer Versuchsstrecken Einzelberichte Ausarbeitung von Empfehlungen -7-

8 Erhaltungszustand Erhaltungszustand Schäden, Schäden, Abbrüche, Abbrüche, Umlagerungen, Umlagerungen, Geometrie Geometrie Böschungsneigung, Böschungsneigung, Wassertiefe, Wassertiefe, Freibord, Freibord, Besonderheiten, Besonderheiten, Geotechnische Geotechnische Randbedingungen Randbedingungen Bodenart, Bodenart, Lagerungsdichte, Lagerungsdichte, Konsistenz, Konsistenz, Grundwasser, Grundwasser, Detailuntersuchungen Hydrologische Hydrologische Randbedingungen Randbedingungen Wasserstände, Wasserstände, Hochwasser Hochwasser Schiffsbelastung Schiffsbelastung Anzahl Anzahl der der Schiffe, Schiffe, Geschwindigkeit, Geschwindigkeit, Abstand Abstand vom vom Ufer, Ufer, Hydraulische Hydraulische Einwirkungen Einwirkungen Wellenhöhen, Wellenhöhen, Absunk, Absunk, Strömungsgeschwindigkeiten, Vegetation Vegetation Pflanzenarten, Pflanzenarten, -vielfalt, -vielfalt, Zustand, Zustand, Fauna Fauna Tierarten, Tierarten, -vielfalt, -vielfalt,

9 1. Detailuntersuchungen - Versuchsstrecke Stolzenau Weser-km 241,55-242,30, rechtes Ufer Stolzenau/Weser Ausgangslage 1988: 1988: --Böschungsneigung 1:3 1:3 --Ufersicherung mit mit losen losen Wasserbausteinen der der Klasse Klasse III III -9-

10 Versuchsstrecke Stolzenau: Ausgangszustand 1988 Beweidung bis zum Ufer, Zugang des Viehs bis zum Wasser Uferbewuchs aus kleinen Buschgruppen, Röhrichtinitiale mit Rohr-Glanzgras, vereinzelt Hochstauden -10-

11 Versuchsstrecke Stolzenau: Planung und Herstellung 1988/ Faschine Steinwall Röhrichtansiedlung Faschine Elemente der technischbiologischen Ufersicherungen Böschungsabflachung Weidensteckholz Entfernung der Anpflanzung Wasserbausteine Röhricht Gehölze Steckhölzer Setzstangen Spreitlagen Faschinen Steinwall Röhrichtansiedlung 1-11-

12 Höhe NN + m 31,0 30,5 30,0 29,5 29,0 28,5 28,0 27,5 27,0 26,5 26,0 25,5 25,0 24,5 24,0 23,5 23,0 22,5 22,0 1. Geometrische und hydrologische Randbedingungen Nov. 88 Jul. 89 HHW (1946) HSW MW MNW Weser-Querprofil km 241,850, rechtes Ufer (Wasserstandsangaben: Pegel Stolzenau km 243,400) Datum Mrz. 90 Nov. 90 Jul. 91 Apr. 92 Dez. 92 Aug. 93 Apr. 94 Dez. 94 Sep. 95 Mai. 96 Jan. 97 Querprofileinmaß 2007 Böschungsneigungen km 241,850 (Bereich 7) Bereich 7: Lage im Buhnenfeld Überflutungszeiten Vegetationsmatte aus Röhricht Uferböschung abgeflacht, Steine abgeräumt Strömungsgeschwindigkeiten Steinwall 10 cm unter hydr. Stau (NN+26,5m) Schubspannungen Entfernung [m] Sep. 97 Jun. 98 Feb. 99 Okt. 99 Jun. 00 Feb. 01 Nov. 01 Jul. 02 Mrz. 03 Nov. 03 Jul. 04 Apr. 05 Dez. 05 Aug. 06 Querprofil 2007 MNW (NN+26,53m) MW (NN+26,90m) HSW (NN+29,12m) HHW (NN+30,50m) Wasserstandslinie Pegel Stolzenau ( ) -12-

13 31,0 30,5 30,0 29,5 29,0 HHW (1946) HSW 2. Geotechnische Randbedingungen Weser-Querprofil km 241,950, rechtes Ufer Bodenaufschlüsse Zusätzliche Aufschlüsse Höhe NN + m 28,5 28,0 27,5 27,0 26,5 26,0 25,5 25,0 24,5 24,0 23,5 23,0 22,5 MW MNW Wasserstand bei Bohrung Bereich 8: Lage außerhalb Buhnenfeld Vegetationsmatten Uferböschung beibehalten, Steine abgeräumt 22, Entfernung [m] Mutterboden, Sand, Schluff Schluff Sand Kies Bohrung BS_04 Abstand zur Uferlinie 6,7m Bohrung BS_03 Abstand zur Uferlinie 13,7m Bodenschichtung Bodeneigenschaften Mutterboden, Sand, Schluff Schluff Kies -13-

14 3. Hydraulische Randbedingungen - Schifffahrt Wasserspiegelanspannung vor dem Bug str k c Rü Heckquerwelle g un öm Absunkmulde Wiederauffüllungsströmung BUNDESANSTALT FÜR GEWÄSSERKUNDE BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU

15 Wasserspiegelveränderung am Ufer Höhe in m+nn 38,00 37,80 37,60 37,40 37,20 Bugstau -15- Wasserspiegelanspannung 1. Absunktal RWS Heckquerwelle RWS 2. Absunktal 37, Zeit [Sek]

16 Versuchsstrecke: Messkampagne Schiffsgeschwindigkeit Schiffsabstand vom Ufer RADAR Druckmessdosen Strömungsmesssonden Anzahl / Art der Schiffe Registrierung an nächstliegender Schleuse

17 Ergebnisse (Messung 8 Tage) Flottenstruktur WSA-Boot 1% SV 5 % Schiffsgeschwindigkeiten SPB 42 % GMS 45 % FGS 4 % TMS 3 % 153 Schiffe total 72 Güterschiffe GMS, TMS (ES) 8 Schubverbände SV 65 Sportboote SPB 6 Fahrgastschiffe FGS 2 WSA-Boote Güterschiffe v m = 10,5 km/h (Bergfahrer) v m = 12,7 km/h (Talfahrer) -17-

18 Ergebnisse (Messung 8 Tage) Uferabstände 18 Güterschiffe (Anzahl: 50) 16 Sportboote Große (Anzahl: 54) Uferabstände! Großes Querschnittsverhältnis! linkes Ufer rechtes Ufer = Versuchsstrecke Ab so 12 lut e 10 Hä ufi 8 gk eit [-] 6 4 Absolute Häufigkeit [-] <75 65-<70 60-< <60 50-<55 45-<50 40-<45 35-<40 Abstand vom Ufer der Versuchsstrecke [m] Abstandsbereiche bzgl. Drucksonde am rechten Ufer [m] 0 30-< < <

19 Wellenhöhen 18 Bergfahrer Talfahrer Güterschiffe Relativ geringe Wellenhöhen! ,05 - < 0,1 0,1 - < 0,15 0,15 - < 0,2 0,2 - < 0,25 0,25 - < 0,3 0,3 - < 0,35 0,35 - < 0,4 0,4 - < 0,45 0,45 - < 0,5 0,5 - < 0,55 0,55 - < 0,6 0,6 - < 0,65 < 30 cm Klassen der Heckwellenhöhe [m] 64 cm von TMS leer mit 14,7 km/h < 0,05 absolute Häufigkeit [-]

20 4. Vegetationsentwicklung Geländeprofilierung 1988 Bepflanzung 1989, Entwicklung Herbst 1989 Buhne 4 3a 7a 7 1 Röhrichtansiedlung 7 Steinwall

21 Vegetationsentwicklung Vegetationskartierungen 1989, 1992, 1999, 2005, 2006 (BfG) 7a 3a 7 Vegetationskartierung 2005, BfG -21-

22 Vegetationsentwicklung Röhrichtentwicklung (Abschnitt 7) Röhrichtansiedlung Steinwall 2006

23 Bewertung des Pflanzerfolges (Röhricht und Gehölze) 1. teilweise fehlgeschlagen Vegetationsbewertung sehr gut sehr gut, bei Pflege Maßnahme erfolgreich, wie vorgesehen entwickelt Maßnahme erfolgreich, zur Erhaltung sind jedoch baldige Pflegemaßnahmen (Gehölzentnahmen zum Schutz des Röhrichts) erforderlich Steckhölzer/Setzstangen (Abschnitt 9) bzw. Schilfmatten (Abschnitt 7) sind nicht angegangen, Bepflanzung mit Schilfbulten aber erfolgreich Fehlgeschlagen Steckhölzer/Setzstangen sind nicht angegangen unbeplant oder rein technisch gesichert (Buhnen) Bewertung des Schutzes vor Ufererosion durch die Vegetation 2. gut weniger gut dichter Röhrichtbewuchs Beschattung durch Gehölze verhindert dichten Röhrichtbewuchs/ Unterwuchs keine Aussage keine Aussage, da technisch gesichert (Buhnen) Naturschutzfachliche Bewertung sehr wertvoll mit nennenswertem Anteil an Biotopen von besonderer Bedeutung + wertvoll Biotope von allgemeiner bis besonderer Bedeutung dominieren; ohne nennenswerten Anteil an Biotopen von besonderer Bedeutung - geringwertig Biotope von geringer Bedeutung dominieren -23-

24 5. Tierökologische Bewertung Aquatisch (Fische und Wirbellose) Terrestrisch (Vögel) Döbel Höckerflohkrebs -24-

25 Vergleich mit herkömmlicher Ufersicherung -25-

26 Fazit - Versuchsstrecke Stolzenau Guter Guter Erosionsschutzdes Ufers schutz Ufers Keine Unterhaltung Keine Unterhaltung Gute Gute Entwicklung der der Vegetation Naturschutzfachlich sehr sehr wertvolle und und wertvolle Vegetation Technisch-biologische Ufersicherungen -- erfolgreiche Lösung Hohe Hohe tierökologische Bewertung Vorteile für für Vögel, Vögel, Fische Fische und und Makrozoobenthos Relativ Relativ geringe Belastungen durch durch Schifffahrt Flache Flache Böschungsneigungen Breiter Breiter Wasserstraßenquerschnitt -26-

27 Weitere Versuchsstrecken für Detailuntersuchungen Vegetationsmatten Parallelwerk N-Rhein MLK UHW -27- Uferentsteinung Main? KRT-Profil + Initialpflanzung O-Rhein Neckar? 1993

28 Ausblick Allgemeingültige Hinweise zur Anwendung technisch-biologischer Ufersicherungen Kennblätter für einzelne alternative Ufersicherungsarten (in Abhängigkeit von Randbedingungen) Sukzessive Veröffentlichungen der Ergebnisse auf gemeinsamer Internetseite von BAW und BfG Konkrete Empfehlungen, unter welchen Bedingungen welche alternativen Ufersicherungen einsetzbar sind Zukünftig solide Grundlagen zur Anwendung technischbiologischer Ufersicherungen an Binnenwasserstraßen -28-

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