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Projekt 3.02: Anpassungsoptionen für Wasserstraßen und Häfen an der deutschen Küste sowie für den Küstenschutz bei Extremereignissen

Fred Hesser, BAW, fred.hesser@baw.de

Dr. Elisabeth Rudolph, BAW, Tel. 040/81908-361, elisabeth.rudolph@baw.de

Annette Büscher, BAW, annette.buescher@baw.de

Dr. Rita Seiffert, BAW, rita.seiffert@baw.de

Ingrid Holzwarth, BAW, Tel. 040/81908-425, ingrid.holzwarth@baw.de

Dr. Norbert Winkel, BAW, Tel: 040/81908-325, norbert.winkel@baw.de


Ziele

Dieses Projekt basiert auf den Ergebnissen des Projektes 2.04, dessen Ergebnisse den Wasser- und Schifffahrtsämtern zur Verfügung gestellt werden. In Zusammenarbeit mit den Ämtern lassen sich dann Anpassungsoptionen an die Auswirkungen des Klimawandels entwickeln. Diese Anpassungsoptionen können sowohl konstruktive als auch operationelle Maßnahmen umfassen. Deren Wirksamkeit wird bei typischen sowie extremen Verhältnissen sichergestellt sein.
Um dieses zu testen, werden ausgewählte Anpassungsoptionen in die numerischen Modelle eingepflegt. Mit erneuten Simulationen wird dann die Wirksamkeit dieser Anpassungsmaßnahmen überprüft und eventuelles Optimierungspotenzial festgestellt. Dabei können auch Anpassungsoptionen, die in anderen Projekten entwickelt werden, berücksichtigt und hinsichtlich ihrer Wirkung auf das hydrodynamische System und das Transportverhalten von Sedimenten untersucht werden.

Ausgewählte Ergebnisse

  • Zur nachhaltigen Verminderung des seeseitigen Schwebstoffeintrags in die Unterems wird im Rahmen des Aktionsprogramms Ems eine Sohlschwelle am Emssperrwerk untersucht. Diese Maßnahme wird auch für mögliche zukünftige Klimaverhältnisse als geeignet eingestuft. Sowohl bei lang anhaltendem niedrigem Oberwasserzufluss als auch bei einem Meeresspiegelanstieg zeigt die Sohlschwelle eine Wirkung. Der stromaufgerichtete Schwebstofftransport wird durch die Sohlschwelle vermindert. Die Sohlschwelle wirkt der Verschiebung der Brackwasserzone durch veränderte Klimabedingungen entgegen.
  • Sturmflutsperrwerke bieten einen wirksamen Schutz vor Sturmfluten. Insbesondere bei Meeresspiegelanstieg schützen sie das Hinterland effektiv vor erhöhten Sturm-flutscheitelwasserständen. Die Scheitelwasserstände stromauf des Sperrwerks hängen nur vom Oberwasserzufluss, vom Schließzeitpunkt des Sperrwerks und der Schließdauer des Sperrwerks ab. In den ungeschützten Bereichen auf der Seeseite des Sperrwerks nimmt der Scheitelwasserstand dagegen durch den Meeresspiegelanstieg zu. Zusätzlich können dort durch das Sperrwerk selbst erhöhte Scheitelwasserstände auftreten. Das Emssperrwerk bei Gandersum schützt bereits heute die Ems vor Sturmfluten. Die Sensitivitätsstudie zeigt, dass das Sturmflutsperrwerk auch bei einem Meeresspiegelanstieg im Rahmen der für die nächsten Jahrzehnte vorliegenden Annahmen Schutz bietet. Erst bei einem sehr hohen Meeresspiegelanstieg gibt es einen Bereich an der Ems, in dem die Solldeichhöhen geringer als der modellierte Scheitelwasserstand sind.
  • Einengungsmaßnahmen im Mündungsgebiet bieten eine Alternative zum kompletten Verschließen eines Ästuars bei Sturmflut. Der Grad der Dämpfung des Sturmflutscheitelwasserstands ist abhängig vom Grad der Einengung des hydraulisch wirksamen Fließquerschnitts. Maßnahmen im inneren Mündungsgebiet engen den hydraulisch wirksamen Fließquerschnitt stärker ein als gleich große Maßnahmen im äußeren Bereich. Zusätzlich muss bei der Entwicklung solcher Maßnahmen berücksichtigt werden, dass deutlich erhöhte Fließgeschwindigkeiten auftreten können, die z. B. zu erhöhten Erosionsraten führen können. Während Sperrwerke Sturmfluten vollständig kehren, reduziert diese Maßnahme den Effekt des Meeresspiegelanstiegs auf den Sturmflutscheitelwasserstand nur teilweise.

Weitere Informationen und Ergebnisse finden Sie in dem gemeinsamen Schlussbericht der Projekte 2.04 und 3.02:

SEIFFERT, R., HESSER, F., BÜSCHER, A., FRICKE, B., HOLZWARTH, I., RUDOLPH, E., SEHILI, A., SEIß, G., WINKEL, N. (2014): Auswirkungen des Klimawandels auf die deutsche Küste und die Ästuare. Mögliche Betroffenheiten der Seeschifffahrtsstraßen und Anpassungsoptionen hinsichtlich der veränderten Hydrodynamik und des Salz- und Schwebstofftransports. Schlussbericht KLIWAS-Projekt 2.04/3.02. KLIWAS-36/2014. DOI: 10.5675/Kliwas_36/2014_3.02

Publikationen

Heyer, H. (2011): Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt. Klimaanpassung Küstenregion - Regionalkonferenz des Bundes und der Norddeutschen Küstenländer in Hamburg. 30./31.März 2011.

Holzwarth, I., Hesser, F., Schulte-Rentrop, A. Sehili, A. (2010): Impacts of Rising Mean Sea Level on German Estuaries. Poster. Deltas in Times of Climate Change - Rotterdam International Conference 29.09.2010 – 1.10.2010.

Holzwarth, I., Schulte-Rentrop, A., Hesser, F. Sehili, A., Rudolph, E. (2010): Auswirkungen eines Anstiegs des mittleren Meeresspiegels in den Nordseeästuaren. Vortrag. BAW-Kolloquium Forschung und Entwicklung im Küstenverkehrswasserbau. Tagungsband. 26. - 27. April 2010, Hamburg.

Rudolph, E. und Schüßler, A. (2010): Coastal defense buildings in the Ems-Dollart estuary in times of climate change - Sensitivity Study of the Storm Surge of November 1st 2006 Allerheiligenvloed 2006 – 5. Allerheiligenflut. Vortrag. German-Dutch Meeting on Sea Level Change, 26.08.2010 in Hamburg.

Rudolph, E. und Schüßler, A. (2010): Sensitivity Study of the Storm Surge of 1st November 2006 in the Ems Estuary. Poster. Deltas in Times of Climate Change - Rotterdam International Conference 29.09.2010 – 1.10.2010

Rudolph, E. und Schulte-Rentrop, A. (2010): Storm Surge in the Elbe Estuary – Analysis and Sensitivity Study. Vortrag. Storm Surges Congress 2010 – Risk and Management of current and future Storm Surges. 13. – 17.09.2010 in Hamburg.

Schüßler und Rudolph, E. (2010): Sensitivitätsstudie für die 5. Allerheiligenflut in der Ems vor dem Hintergrund eines möglichen Klimawandels. Vortrag. BAW Kolloquium. 7.10.2010 in Hamburg

Schulte-Rentrop, A.. (2010): Untersuchungen zum Einfluss des Klimawandels auf Wasserstände, Strömungs¬geschwindigkeiten und Salzgehalte in der Tide-Elbe, Poster, Norddeutsche Obstbautage, Jork, 10. - 11. Februar 2010

Schulte-Rentrop, A. und Rudolph, E. (2011): Effects of climate change on storm surges in the Elbe estuary – a sensitivity study. Poster. EGU Wien 3. – 8. 4.2011

Seiß, G. (2010): Aufbau eines Ostseemodells und erste Anwendung im Rahmen einer Systemstudie für einen erhöhten Meeresspiegel. Vortrag. BAW-Kolloquium Forschung und Entwicklung im Küstenverkehrswasserbau. Tagungsband. 26. - 27. April 2010, Hamburg

Stracke, I., Kösters, F. (2010): Effects of Changes in Sea Level on the Tidal Dynamics of the River Weser. Coastline Reports 16. 2010.

Winkel, N. (2010): Die Projekte zur Klimafolgenforschung an der BAW-DH: KLIWAS und KLIMZUG Nord. Vortrag. BAW-Kolloquium Forschung und Entwicklung im Küstenverkehrswasserbau. 26. – 27. April 2010, Tagungsband, 26.-27. April 2010, Hamburg

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