Dr. Rita Seiffert Sturmflutsperrwerk Weser www.baw.de www.baw.de Vielen Dank an: Morten Klöpper Elisabeth Rudolph
Klimawandel globaler Temperaturanstieg globaler Meeresspiegelanstieg (bis 2100) IPCC (2007) Nicholls et al. (2011), Phil. Trans. R. Soc. A Seite 2
Forschung zur Anpassung an den Klimawandel JETZT, weil lange Planungszeiträume lange Bauzeiten lange Lebensdauern der Bauwerke langfristige Gestaltungsstrategien (z.b. Sedimentmanagement, Retentionsräume) Bsp: Emssperrwerk Planungszeit: Anlass Sturmflut 1994, Bauwerksplanung 1997-1998 Bauzeit: 1998-2002 Lebensdauer: 100 Jahre NLWKN Seite 3
Forschungsprojekte 2009-2013/14 Strategische Anpassungsansätze zum Klimawandel in der Metropolregion HH Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt - Entwicklung von Anpassungsoptionen www.kliwas.de http://klimzug-nord.de/ Seite 4
Sensitivitätsstudien zur Bestimmung von Betroffenheiten Zustand des Ästuars Strömung Salzgehalt Schwebstoff externe Größen Meeresspiegel Oberwasserzufluss Wind Topographie variieren BAW-Modelle Analysewerkzeuge Literatur Aussagen aus anderen KLIWAS/KLIMZUG Projekten Seite 5
Sturmflut 1976 bei verändertem Meeresspiegel und Oberwasser [ mnn ] [mnn] 6,50 5,50 4,50 3,50 2,50 1,50 0,50 Meeresspiegelanstieg SF76 msl heute SF76 msl + 25 cm SF76 msl + 80 cm SF76 msl + 115 cm [ mnn ] [mnn] 8 6 4 2 0 Oberwasserszenarien Messung 1000 m³/s 2000 m³/s 3000 m³/s 4000 m³/s - 0,50-1,50-2 - 2,50 02.01.76 12:00 02.01.76 18:00 03.01.76 00:00 03.01.76 06:00 03.01.76 12:00 03.01.76 18:00 04.01.76 00:00-4 2. 1.76 12.00 2. 1.76 18.00 3. 1.76 00.00 3. 1.76 06.00 3. 1.76 12.00 3. 1.76 18.00 4. 1.76 00.00 Brake (Weser km 40) Große Weserbrücke (Weser km 0) Seite 6
Anpassungsoptionen bei Sturmflut Deicherhöhung auf vorhandener Linie * Partielle Rückverlegung der Hauptdeichlinie, Anlage von Sturmflutentlastungspoldern * Sturmflutsperrwerk in der Mündung * Weser Einengung des Mündungsbereichs (z.b. Sandinseln) *Literatur: Klimaänderung und Unterweserregion (KLIMU) von Lieberman und Zimmermann (2001) Seite 7
Lage des Sperrwerks in unseren Rechnungen km 120 km 110 km 100 km 90 km 80. km 70 BREMERHAVEN NORDENHAM. km 60. km 50 Sperrwerk bei km 64 BRAKE. km 40 ELSFLETH. km 30 km 20 km 10 BREMEN Modellrechnungen: Beispielsturmflut 1. Nov. 2006 Seite 8
Schließung und Öffnung bei 3,50m bei ausgeglichenem vor dem Sperrwerk (seeseitig) mnhn 4. 3. 2. 1. ohne Sperrwerk mit Sperrwerk hinter dem Sperrwerk (binnenseitig) mnhn mnhn 0-1. 5. 4. 3. 2. 1. 0-1. 31.10.2006 12:00:00 31.10.2006 18:00:00 00:00:00 06:00:00 12:00:00 Seite 9 18:00:00
Schließung und Öffnung in strömungsarmer Situation vor dem Sperrwerk (seeseitig) bei ausgeglichenem mnhn mnhn 5. 4. 3. 2. 1. 0 ohne Sperrwerk mit Sperrwerk (3,50m) mit Sperrwerk (Kenterung) hinter dem Sperrwerk (binnenseitig) mnhn mnhn -1 5. 4. 3. 2. 1. 0-1. 31.10.2006 12:00:00 31.10.2006 18:00:00 00:00:00 06:00:00 12:00:00 Seite 10 18:00:00
Differenz der Wasserstände Sperrwerk (3,50m geschlossen) ohne Sperrwerk Sperrwerk Seite 11
Differenz der Scheitelwasserstände Schließen bei 3,50m km 120 km 110 km 100 km 90 0.1 0.14 0.22 0.18 0.1 km 80 0.1 km 70 BREMERHAVEN NORDENHAM km 60 Zeitraum: -00:00 bis -18:00 km 50 BRAKE km 40 d(hochwasserstand HW) m -0.3 0 0.3 Seite 12
Differenz der Scheitelwasserstände Schließen bei 3,50m sverläufe an ausgewählter Positionen 5 km 120 km 110 km 100 km 90 0.1 km 80 0.14 0.1 km 70 BREMERHAVEN 0.18 0.22 0.1 NORDENHAM km 60 km 50 4,8 4,6 4,4 4,2 4 3,8 3,6 3,4 3,2 ohne Sperrwerk Sperrwerk (3,50m) [mnn] BRAKE km 40 3 04:43 04:51 04:59 05:07 05:15 05:23 05:31 05:39 05:47 05:55 06:03 06:11 06:19 06:27 06:35 06:43 06:51 06:59 07:07 07:15 07:23 07:31 07:39 07:47 07:55 08:03 08:11 08:19 Zeitraum: -00:00 bis -18:00 5:00 6:00 7:00 8:00 Uhrzeit Seite 13
Differenz der Scheitelwasserstände Schließen bei 3,50m Schließen bei Kenterung km 120 km 110 km 100 km 90 0.1 0.14 0.22 0.18 0.1 km 80 0.1 NORDENHAM km 60 km 70 BREMERHAVEN km 120 km 110 km 100 km 90 km 80 NORDENHAM km 70 BREMERHAVEN km 60 km 50 km 50 Zeitraum: -00:00 bis -18:00 BRAKE km 40 d(hochwasserstand HW) m -0.3 0 0.3 BRAKE km 40 Seite 14
Meeresspiegelanstieg +80cm vor dem Sperrwerk (seeseitig) mnhn 6. 5. 4. 3. 2. ohne Sperrwerk Sperrwerk (3,50m) Sperrwerk (Kenterung) ohne Sperrwerk +80cm Sperrwerk (3,50m) +80cm Sperrwerk (Kenterung) +80cm mnhn 1. 0-1. 6. 5. hinter dem Sperrwerk (binnenseitig) mnhn 4. 3. 2. 1. 0-1. 31.10.2006 12:00:00 31.10.2006 18:00:00 00:00:00 06:00:00 12:00:00 Seite 15 18:00:00
Differenz Titel der Wasserstände Sperrwerk (3,50m geschlossen) +80cm ohne Sperrwerk +80cm Sperrwerk Seite 16
Differenz der Scheitelwasserstände Sperrwerk (3,50m geschlossen) +80cm ohne Sperrwerk +80cm d(hochwasserstand HW) m -0.3 0 0.3 km 120 km 110 km 100 km 90 NORDENHAM km 80 km 70 BREMERHAVEN km 60 Hamburg km 50 Zeitraum: -00:00 bis -18:00 BRAKE ELSFLETH km 40 km 30 km 20 km 10 BREMEN Seite 17
Differenz der Scheitelwasserstände Sperrwerk (3,50m geschlossen) +80cm ohne Sperrwerk +80cm 5,6 5,4 Zeitraum: -00:00 bis -18:00 km 120 km 110 km 100 km 90 NORDENHAM BRAKE ELSFLETH km 80 km 70 BREMERHAVEN km 60 km 50 km 40 km 30 km 20 km 10 BREMEN [mnn] 5,2 5 4,8 4,6 4,4 4,2 4 3,8 3,6 5:00 6:00 7:00 8:00 04:33 04:41 04:49 04:57 05:05 05:13 05:21 05:29 05:37 05:45 05:53 06:01 06:09 06:17 Uhrzeit 06:25 06:33 06:41 06:49 06:57 07:05 07:13 07:21 07:29 07:37 07:45 07:53 08:01 08:09 Seite 18
Differenz der Scheitelwasserstände Sperrwerk (3,50m geschlossen) +80cm ohne Sperrwerk +80cm d(hochwasserstand HW) m -0.3 0 0.3 km 120 km 110 km 100 km 90 NORDENHAM km 80 km 70 BREMERHAVEN km 60 Hamburg km 50 Zeitraum: -00:00 bis -18:00 BRAKE ELSFLETH km 40 km 30 km 20 km 10 BREMEN Seite 19
Differenz der Scheitelwasserstände Schließen bei Kenterung +80cm ohne Sperrwerk +80cm d(hochwasserstand HW) m -0.3 0 0.3 km 120 km 110 km 100 km 90 NORDENHAM km 80 km 70 BREMERHAVEN km 60 Hamburg km 50 Zeitraum: -00:00 bis -18:00 BRAKE ELSFLETH km 40 km 30 km 20 km 10 BREMEN Seite 20
Vor- und Nachteile Sturmflutsperrwerk ist mögliche Anpassungsoption bei steigendem Meeresspiegel Vorteile: verkürzt Deichlinie deutlich schützt effektiv vor (zukünftigen) Sturmfluten!!! Nachteile: beeinträchtigt Schifffahrt (limitiert Schiffsgröße) Umweltverträglichkeit klären/berücksichtigen Seite 21
Zusammenfassung Was haben wir bisher gelernt? Sperrwerk bietet Schutz auch bei Meeresspiegelanstieg!!! erweitertes Modellgebiet nötig Scheitelwasserstände seeseitig erhöht (abhängig von Sturmflut und Schließzeitpunkt) Schließung bei Kenterung besser als bei 3,50 m Ausblick weitere Sturmfluten und Standorte bessere Modellauflösung Szenario mit hohem Oberwasser Auswirkungen auf Entwässerung und Nebenflüsse mit anderen Anpassungsoptionen vergleichen Seite 22
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dr. Rita Seiffert Bundesanstalt für Wasserbau Tel: 040-81908 445 Email: rita.seiffert@baw.de Seite 23