Die Reak(on von (debeeinflussten Flussmündungen auf Ver(efungen und Einengungen

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Die Reak(on von (debeeinflussten Flussmündungen auf Ver(efungen und Einengungen"

Hinrich Weber
vor 6 Jahren
Abrufe

1 Die Reak(on von (debeeinflussten Flussmündungen auf Ver(efungen und Einengungen Das Risiko für einen Systemwechsel hin zu extremen Trübungsverhältnissen Autor: Prof. Dr. C. Johan Winterwerp, University of Technology/ Deltares AuFraggeber: Flämische Afdeling MariNeme Toegang sowie das niederländische Ministerium für Infrastruktur und Umwelt, Rijkswaterstaat, Waterdienst und DirekNon Zeeland.

2 Zentrale Fragestellung Wird sich die Schelde mit der nächsten VerNefung wie Loire und Ems zu einem System mit extremer Trübung entwickeln?

3 Inhalte der Studie Auswertung von Daten zu Ems, Elbe, Loire und Schelde. Entwicklung eines analynschen Modells zur Berechnung der Tidewelle in Ästuaren Analyse der ReakNon Ndebeeinflusster Flüsse auf menschliche Eingriffe. Prüfung der Aussagefähigkeit des Modells, in dem die gemessene historische Entwicklung der Tide in den vier Ästuaren mit den im Modell ermi`elten Prognosen verglichen wurde.

4 Physikalische Mechanismen 1 1. Bildung einer Fluid mud- Schicht bei hohen SchwebstobonzentraNonen 2. die Reibung an der Gewässersohle nimmt ab. 3. Durch die Verringerung der Reibung nimmt die RäumkraF des Gewässers entsprechend ab und weniger Schwebstoffe und Sedimente werden aus dem Gewässer ausgetragen. Als Parameter für die Reibung wird der Chézy- Koeffizient verwendet. Ist dieser hoch, ist die Reibung gering und umgekehrt.

5 Physikalische Mechanismen 2 Ungestörtes Ästuar: ein Trübungsmaximum im Mündungsbereich; die Strömung ist bei ablaufendem Wasser (Ebbephase) stärker als in der Flutphase, in der Nordseewasser in die Flussmündung einströmt. Dieses Verhältnis wird als ebbstromdominant bezeichnet.

6 Physikalische Mechanismen 2 Ein durch Eindeichungen und VerNefungen verändertes Ästuar: Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit bei Flut und Abnahme bei Ebbe, Entstehung einer Tideassymetrie. Starke Tideassymetrie - zweites Trübungsmaximum - Regime ShiF, d.h. Systemwechsel

7 ReakNon der Tidenasymmetrie als FunkNon des Vorhandenseins einer Gezeitenzone sowie von Schlick in der Wassersäule oder im Flussbe` tidal asymmetry at x = 25 km from the mouth flood dominant ebb dominant muddy bed, without intertidal area sand bed, without intertidal area sand bed, with intertidal area water depth [m]

8 Ergebnisse Wird der Ndebeeinflusste Bereich (Gezeitenzone) verkleinert, wird das System flutstromdominant (Tideassymetrie) (abhängig vom Ausmaß) Durch die Flutstromdominanz werden Schwebstoffe und Sedimente in die Flussmündung eingetragen und das Ästuar verliert seine Spülwirkung. Als Folge davon entsteht ein zweites Trübungsmaximum (Systemwechsel: Veränderung der physiklischen wie Gewässersohle, Rauhigkeit) Durch die konnnuierlich ansteigenden SchwebstobonzentraNonen wird entsprechend die geschwächt (Chézy- Koeffizient steigt an). Die schleichende Abnahme der führt zu einer Verstärkung der Tideassymetrie. Die Verstärkung der Tideassymetrie führt zu einer Zunahme der SchwebstobonzentraNon und damit zu einer Verstärkung der ablaufenden Prozesse, ohne das von außen weiter in das System eingegriffen wird. Dieser sich selbst verstärkende Prozess wird vom Autor Schneeballeffekt genannt.

9 Schneeballeffekt

10 Ergebnisse für die Elbe Der größte AnsNeg Chézy- Koeffizient wurde für den inneren Teil des Elbeästuars ermi`elt. Die für das innere Elbeästuar ermi`elten hohen Chézy- Werte stehen nicht mit hohen SchwebstobonzentraNonen in Zusammenhang, da letztere in diesem Teil des Flusses nicht gemessen wurden. Die Analyse lässt jedoch den Schluss zu, dass das Elbeästuars auch auf kleine Änderungen der Form (Tiefe/ Breite) empfindlich reagiert. (Report S. 74)

11 Kipppunkt für Ästuare Existenz eines krinscher Punktes, bei dessen Überschreiten das Ästuar mehr oder weniger autonom in einen Zustand extremer Trübung wechselt. Ein solcher Punkt kann in einem Ndebeeinflussten Fluss durch umfassende technische Maßnahmen wie VerNefung des Stroms und Verkleinerung des Ndebeeinflussten Bereichs überschri`en werden. Bisher war es noch nicht möglich diesen krinschen Punkt genau festzulegen (zu quannfizieren). Die Veränderung der effeknven Rauhigkeit (Chézy- Koeffizient) könnte ein wesentlicher Indikator sein. In Ems und Loire ist bereits der krinsche Punkt überschri`en und ein Systemwechsel hat sta`gefunden. Die Elbe könnte den kri(schen Punkt überschriyen haben oder steht kurz davor, die Obere Seeschelde dagegen nicht.

12 Schwebstoffgehalte im Süßwasserbereich der Ästuare von Elbe, Weser und Ems Elbe Weser Ems Schwebstoffgehalt oberflächennah 50 mg/l 50 mg/l bis mg/l Schwebstoffgehalt sohlnah bis mg/l bis mg/l bis über mg/l fluid mud Sichttiefe ca. 30 cm ca. 20 cm 1-2 cm

13 Entwicklung der Gewässergüte an der Ems Innerhalb von 10 Jahren hat sich die Gewässergüte der Unterems um drei Gewässergüteklassen verschlechtert.

14 Fazit Eine weitere VerNefung der Elbe stellt ein unkalkulierbares Risiko für die Umwelt dar und ist deshalb ökologisch nicht zu verantworten. Es muss vermieden werden, dass in Deutschland das zweite von insgesamt vier Ästuaren, die als europäische Naturschutzgebiete unter Schutz stehen, kippt und zerstört wird. PK am Elbe auf der Kippe

Ähnliche Dokumente

Untersuchungen zur Minderung des Schlickeintrags in die Unterems Vergleich von Lösungsvarianten

Untersuchungen zur Minderung des Schlickeintrags in die Unterems Vergleich von Lösungsvarianten www.baw.de Katja Rollenhagen Gliederung Systemverständnis: Was können wir aus den derzeitigen Zustand der