Modifikation von Buhnen in der Elbe: Projektrahmen, - ziele und -entwicklungen

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1 Modifikation von Buhnen in der Elbe: Projektrahmen, - ziele und -entwicklungen Dr. Andreas Anlauf Bundesanstalt für Gewässerkunde Bernd Hentschel Bundesanstalt für Wasserbau Seite 1

2 Modifikation von Buhnen in der Elbe Zielsetzung Rahmenbedingungen Buhnenformen Untersuchungsgebiet Methodik Entwicklungen Seite 2

3 - Geschiebeentzug durch Verlandung der Buhnenfelder, gewünschte Eintiefungen in der Strommitte Flächengewinn (Landwirtschaft) Elbe: ca.6900 Buhnen TYP 20 sandgeprägter Fluß Hydraulische Wirkung, Einschnürung der Breite mit Tiefengewinn Uferschutz Sedimentgewinn, (Baustoffindustrie) Deichschutz Minimierung der Unterhaltung, Dauerhaftigkeit der Bauwerke und Verlandung der Uferbereiche Seite 3

4 Zielsetzung Erhalt oder Erhöhung der morphologischen Dynamik und Strukturvielfalt Stopp der langfristigen Verlandung in den Buhnenfeldern Beibehaltung der hydraulischen Regelungsfunktion Analysen der Wirkung veränderter Buhnenformen auf die Strukturen und Entwicklungsmöglichkeiten von Lebensräumen im Buhnenfeld Ermittlung der wesentlichen Faktoren für die Förderung flussgebietstypischer Biotope und Arten im Buhnenfeld Seite 4

5 Rahmenbedingungen Beibehaltung der hydraulischen Regelungsfunktion Beibehaltung der Wirksamkeit für die Schifffahrt Umbau im Rahmen der Unterhaltung: Beibehaltung der Streichlinie, kein Ausbau (kein Planfeststellungsverfahren) Hochwasserneutralität Weitgehende Kostenneutralität Möglichst langfristige Untersuchung Parallelansatz der Untersuchungen Seite 5

6 Buhnenformen Seite 6

7 1992: Zerstörung von Buhnenkörpern (10-15%) Seite 7

8 Buhnenwirkung: Prinzipskizze Deklinante Buhne Buhne Schlechter Uferschutz Geringe Verlandung Orthogonale Buhne Buhne Mittlerer Uferschutz Mäßige Verlandung Theoretische Vorüberlegungen und Sichtung historischer Bauformen Inklinante Buhne Buhne Guter Uferschutz Hohe Verlandung Seite 8

9 Entwicklung der Knickbuhne inklinante Buhne deklinante Buhne verminderte Verlandungsneigung Abflußbündelung im Knick bei überströmter Buhne erhöhte Strömungsdiversität und morphologische Dynamik Uferschutz Seite 9

10 Voruntersuchungen: - Aerodynamisches Modell - Hydraulisches Modell - Numerisches Modell => Naturversuch Seite 10

11 Modellaufbau Maßstab 1 :: (Halbmodell) Geometrie schematisiert (Elbe- km km 440, 440, linkes Flußufer) Länge ca. ca m (Natur), bzw m (Modell) Seite 11

12 Neubau des Buhnenkopfes Modellfall Konstruktion eines neuen Buhnenkörpers auf großer Schädigung Abgeknickter Buhnenkörper Wurzel der vorhandenen Buhne Seite 12

13 Seite 13

14 2. Versuchsbuhne (Kerbbuhne) Konstruktion einer definierten Absenkung im Buhnenkörper Seite 14

15 einkerben knicken Regelbuhnen = Referenzen 3+3 Versuchsbuhnen Kerbbuhne (2+3) Knickbuhne (4) Seite 15

16 Untersuchungsgebiet Hamburg Mittelelbe bei Wittenberge Wittenberge Magdeburg Seite 16

17 Versuchsstrecke Elbe-km 439,8 446,0 Seite 17

18 Untersuchungsgebiet Schönberg Referenzbuhnen Kerbbuhnen Knickbuhnen Seite 18

19 Untersuchungsgebiet Scharpenlohe Referenzbuhnen Kerbbuhnen Seite 19

20 Bild:Rana Seite 20

21 Seite 21

22 Methodik Seite 22

23 Zeitrahmen Bau von Versuchsbuhnen Erhebung Istzustand Kontroll- Untersuchungen (tw) Kontroll- Untersuchungen Auswertung Abschluß Hochwasser 02 Seite 23

24 Untersuchungen Hydromorphologische Untersuchung, Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe ADCP-Aufnahmen von Geländehöhe und Strömung ein- bis zweimal jährlich, Betrieb aerodynamischer, numerischer u. hydraulischer Modelle Vegetationskundliche Untersuchung Büro RANA, Halle Jährliche pflanzensoziologische Kartierung, Kartierung der Biotoptypen im 2,. 3. und 5. Jahr Laufkäferuntersuchung, Technische Universität Braunschweig Barberfallen und Umweltparameter im Juni/Juli in festgelegten Probentransekten Makrozoobenthosuntersuchung Büro Triops, Technische Universität Braunschweig Greiferproben und Umweltparameter zweimal jährlich in einem festgelegten Probenraster Fischökologische Untersuchung, Universität Hamburg/Meeresmuseum Stralsund Monatliche Elektro- und Netzbefischungen von April/Mai bis November in einem festgelegten Raster Seite 24

25 Vegetationsbasierte Parameter für die Fischhabitatmodellierung Universität Hamburg/BfG Wechselwirkungen zwischen Fischen und Makrozoobenthos Universität Hamburg/ Technische Universität Braunschweig Entwicklung einer indexbasierten Gesamtbewertung BfG Seite 25

26 Methode Vegetation Seite 26

27 Probendesign Fauna Fliessrichtung Primärvegetation Röhricht Uferwall Seite 27

28 Seite 28

29 Fischökologische Untersuchung, Universität Hamburg/Meeresmuseum Stralsund Monatliche Elektro- und Netzbefischungen von April/Mai bis November in einem festgelegten Raster Bild: Neumann, Uni HH Seite 29

30 Fischökologische Untersuchung, Universität Hamburg/Meeresmuseum Stralsund Monatliche Elektro- und Netzbefischungen von April/Mai bis November in Schema einem festgelegten mit eingetragenen Raster points Ringnetz und Senknetz nur saisonal Bild: Neumann, Uni HH Seite 30

31 Entwicklungen Modifikation von Buhnen als Fallbeispiel zur Verbesserung des ökologischen Zustands von Wasserstraßen (BfG)... als Beispiel in den Anlagen des CIS papers Good practice in managing the ecological impacts of hydropower schemes; flood protection works; and works designed to facilitate navigation under the Water Framework Directive... als Kerbbuhnen mit künstlicher Flutrinne... als Pilotversuch mit neuen Materialien Totholzbuhnen Seite 31

32 Bilder: WSA Dresden Elbe-km 227,95 am linken Ufer, September 2005 Seite 32

33 Buhnenwurzelabsenkung Bundesanstalt mit Rinnenanbindung für Wasserbau und Bundesanstalt km 228,1 linkes für Gewässerkunde Ufer August 2008 Bilder :WSA Dresden Seite 33

34 Bild: WSA MD Seite 34

35 Bilder: WSA MD Seite 35

36 Seite 36

37 Vielen Dank Prof. O. Larink Prof. O. Richter Prof. G. Rüppell Dr. M. Kleinwächter Dr. T.O. Eggers D. Miksche T. Möncheberg Dr. H. Franz, P. Mesaros B. Anderer Dr. R. Thiel R. Thiel D. Eick Y.Buslovic M. Henning D. Wahl U. Schröder F. Meyer Dr. A. Krumbiegel und vielen, vielen anderen! für die lange und gute Zusammenarbeit! Seite 37

38 Vielen Dank für r Ihre Aufmerksamkeit! Seite 38