Navigation und Service

Projekt 5.01: Klimaprojektionen für Sedimenthaushalt und Risiken durch kohäsive Sedimente

Dr. Vera Breitung, BfG,
Referat G1 - Grundsatzfragen der qualitativen Gewässerkunde
breitung@bafg.de

Dr. Gudrun Hillebrand, BfG,
Referat M3 - Grundwasser, Geologie, Gewässermorphologie
Tel. 0261/1306-5425, hillebrand@bafg.de


Ziele

Die Wirkungszusammenhänge zwischen Eingriffen in den Sedimenthaushalt und der Schadstoffbelastung der Sedimente sind bislang nicht umfassend verstanden und beschrieben. Das Verständnis dieser Zusammenhänge ist jedoch Grundlage für effektive Monitoringstrategien belasteter Sedimente und der Abschätzung ihres Remobilisierungspotenzial. Maßnahmenvorschläge für die risikoorientierte nachhaltige Bewirtschaftung der Sedimente und des Baggergutes erfordern daher erweiterte Kenntnisse der Prozesse auf Flusseinzugsgebietsskala.

Die aus Klima- und Abflussszenarien ermittelten Veränderungen des Sedimenthaushalts werden im Hinblick auf deren Wirkungen auf die Unterhaltung der BWaStr und auf die Umwelt untersucht. Dabei wird die Sedimentqualität als wesentliche Rahmenbedingung berücksichtigt.

Ziel ist es, die klimatisch bedingten Veränderungen bezüglich der quantitativen und damit verbundenen qualitativen Aspekte der Sedimentbewirtschaftung zu untersuchen. Durch eine an veränderte klimatische Verhältnisse angepasste Bewirtschaftung soll ein ausgeglichener Sedimenthaushalt und dauerhaft eine gute Sedimentqualität gewährleistet werden. Ein weiteres Ziel ist es, der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung wissenschaftlich fundierte Informationen über die mit einem veränderten Oberwasserabfluss verbundenen Einträge kontaminierter Sedimente aus dem Binnenbereich in die Tide- und Küstengewässer bereitzustellen. Untersuchungsgebiete sind der Oberrhein und die deutsche Binnenelbe.


Ausgewählte Ergebnisse

In den Projektionsrechnungen der nahen und fernen Zukunft (2021-2050 bzw. 2071-2100) für Oberrhein und Binnenelbe wurde im Vergleich zum Referenzzeitraum (1961-1990) keine eindeutige großräumige Tendenz in den Schwebstofffrachten durch den Klimawandel beobachtet. Die Änderungssignale aufgrund des Klimawandels liegen in derselben Größenordnung wie anthropogene Einflüsse (beispielsweise Landnutzungsänderungen oder Frachtrückgang durch Querverbauung). Die Projektionen der Jahresfrachten des Schwebstoffs folgen im Trend der Entwicklung der mittleren Abflüsse (MQ). Die Änderungssignale der Schwebstoffjahresfrachten sowohl nach oben als auch nach unten sind in der Regel stärker ausgeprägt als die Änderungssignale des MQ. Eine signifikante Änderung im Abflussregime der Elbe ließe also signifikante Änderungen in den Schwebstofffrachten und damit auch im Schwebstoffeintrag in die Tideelbe erwarten.

Während in den Projektionsrechnungen keine eindeutige großräumige Tendenz in den Schwebstofffrachten durch den Klimawandel beobachtet wurde, zeigte sich regional für Teileinzugsgebiete zum Teil eine deutliche Sensitivität hinsichtlich klimatischer Änderungen. So zeigen die Projektionen zur Bodenerosion und zum Sedimenteintrag mit fünf Ensemble-Mitgliedern eine klimabedingte Zunahme des Feinsedimenteintrags aus dem Alpenraum, was zu erhöhten Unterhaltungsbaggerungen im staugeregelten Oberrhein führen könnte. Für den Feinsedimenteintrag in Main, Mosel und Neckar ist dagegen keine klimabedingte Änderung erkennbar. Eine regionale Betrachtung ist deshalb notwendig. Die Ergebnisse können nicht direkt von einem Gebiet auf ein anderes übertragen werden.

Weitere Informationen und Ergebnisse finden Sie im Schlussbericht des Projektes 5.01:

HILLEBRAND, G., POHLERT, T., BREITUNG, V. (2014): Klimaprojektionen für den Sedimenthaushalt und Risiken durch kohäsive Sedimente. Schlussbericht KLIWAS-Projekt 5.01. KLIWAS-48/2014. BfG, Koblenz. DOI: 10.5675/Kliwas_48/2014_5.01


Publikationen

Hillebrand, G. (2014): Sedimentologische Analyse der Bohrkerndaten der IKSR-Untersuchung der Oberrheinstaustufen aus den Jahren 2000 bis 2002. KLIWAS-Schriftenreihe, KLIWAS-56/2014. Doi: 10.5675/Kliwas_56/2014_Bohrkerndaten.
http://dx.doi.org/10.5675/Kliwas_56/2014_Bohrkerndaten

Hillebrand, G. (2012): Sedimentation im Wehrkanal Iffezheim - räumliche und zeitliche Dynamik. Tagungsband des 14. Gewässermorphologischen Kolloquiums der BfG am 9./10. November 2011 in Koblenz. DOI: 10.5675/BfG_Veranst_2012.3.
http://dx.doi.org/10.5675/BfG_Veranst_2012.3

Hillebrand, G., Hardenbicker, P., Fischer, H. (2012): Schwebstoffdynamik der Mittelelbe − abiotische und biotische Komponenten. Tagungsband des 1. Ökologischen Kolloquiums der BfG am 14./15. Februar 2012 in Koblenz. Veranstaltungen 6/2012, Koblenz, Juli 2012, S. 37-41. DOI: 10.5675/BfG_Veranst_2012.6. http://dx.doi.org/10.5675/BfG_Veranst_2012.6

Hillebrand, G., Klassen, I. (2012): Modellierung der Schwebstoffaggregation in Verbindung mit persistenten Schadstoffen. Tagungsband des Kolloquiums „Partikuläre Stoffströme in Flusseinzugsgebieten“ am 20./21. September 2011 in Koblenz.
DOI: 10.5675/BfG_Veranst_2012.1. http://dx.doi.org/10.5675/BfG_Veranst_2012.1

Pohlert, T. (2012): Auswirkungen des Klimawandels auf den Sedimenteintrag in Bundeswasserstraßen. Tagungsband des 14. Gewässermorphologischen Kolloquiums der BfG am 9./10. November 2011 in Koblenz. DOI: 10.5675/BfG_Veranst_2012.3
http://dx.doi.org/10.5675/BfG_Veranst_2012.3

Pohlert, T., Hillebrand, G., Schäfer, S. (2012): Der Einfluss des Klimawandels auf das Verhalten von Schwermetallen und persistenten organischen Schadstoffen in Gewässerökosystemen. Tagungsband des Kolloquiums „Partikuläre Stoffströme in Flusseinzugsgebieten“ am 20./21. September 2011 in Koblenz.
DOI: 10.5675/BfG_Veranst_2012.1. http://dx.doi.org/10.5675/BfG_Veranst_2012.1

Hillebrand, G., Klassen, I., Olsen, N.R.B., Vollmer, S. (2012): Modelling fractionated sediment transport and deposition in the Iffezheim reservoir. 10th International Conference on Hydroinformatics HIC 2012, July 14-18, 2012, Hamburg. Beitrag im Tagungsband.

Hillebrand, G., Otto, W., Vollmer, S. (2012): Findings from ADCP-measured flow velocities and suspended sediment concentrations at the Upper Rhine. 2nd IAHR Europe Congress, 27.-29. June 2012, München. Beitrag im Tagungsband.

Hillebrand, G., Pohlert, T., Vollmer, S. (2012): Frühere und zukünftige Entwicklung der Schwebstofffrachten im Rhein. In: BMVBS (Hrsg.): KLIWAS Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt in Deutschland. 2. Statuskonferenz am 25./26. Oktober 2011, BMVBS, Berlin. Tagungsband, S. 80-83. ISBN 978-3-940247-04-9
http://www.kliwas.de/KLIWAS/DE/Service/Downloads/Publikationen/tagungsband_oktober_2011_berlin.pdf?__blob=publicationFile

Pohlert, T., Hillebrand, G., Breitung, V. (2012): Entwicklung der partikulär gebundenen Schadstofffrachten im Rhein am Beispiel des Hexachlorbenzols (HCB). In: BMVBS (Hrsg.): KLIWAS Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt in Deutschland. 2. Statuskonferenz am 25./26. Oktober 2011, BMVBS, Berlin. Tagungsband, S. 84-87. ISBN 978-3-940247-04-9. http://www.kliwas.de/KLIWAS/DE/Service/Downloads/Publikationen/tagungsband_oktober_2011_berlin.pdf?__blob=publicationFile

Vollmer, S., Quick, I., Moser, H. (2012): Sedimenthaushalt und Managementaspekte der Binnenwasserstraße Elbe. Magdeburger Gewässerschutzseminar 2012, Hamburg. Beitrag im Tagungsband. http://www.ikse-mkol.org/fileadmin/download/MGS/MGS_2012_Tagungsband_Sbornik.pdf

Pohlert, T., Hillebrand, G., Breitung, B. (2011): Effects of sampling techniques on physical parameters and concentrations of selected persistent organic pollutants in suspended matter. In: Journal of Environmental Monitoring. May 2011, 13, pp. 1579–1588.
DOI: 10.1039/C1EM10045A. http://dx.doi.org/10.1039/C1EM10045A

Pohlert, T., Hillebrand, G., Breitung, B. (2011): Trends of persistent organic pollutants in suspended matter of the River Rhine. In: Hydrological Processes.Vol. 25, November 2011, pp. 3803–3817. DOI: 10.1002/hyp.8110. http://dx.doi.org/10.1002/hyp.8110

Pohlert, T., Hillebrand, G., Breitung, V. (2011): Effects of suspended matter sampling techniques on concentrations of selected persistent organic pollutants. Journal of Environmental Monitoring. DOI: 10.1039/C1EM10045A. http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2011/em/c1em10045a/unauth

Pohlert, T., Hillebrand, G., Breitung, V. (2011): Sedimenterkundung Oberrhein – Erkundung und Untersuchung von Sedimentationsbereichen auf Hexachlorbenzol und Polychlorierte Biphenyle zwischen Weil und Straßburg. DOI: 10.5675/BfG-1717. http://doi.bafg.de/BfG/2011/BfG-1717.pdf

Hillebrand, G., Olsen, N. R. B. (2011): Towards modeling consolidation of fine sediments upstream of the Iffezheim barrage, Upper Rhine River, Germany. The 7th IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, 6.-8. Sept. 2011, Peking, China. Beitrag im Tagungsband.

Klassen, I., Hillebrand, G., Olsen, N.R.B., Vollmer, S., Lehmann, B., Nestmann, F. (2011): Modeling fine sediment aggregation processes considering varying fractal dimensions. The 7th IAHR Symposium on River, Coastal and Estuarine Morphodynamics, 6.-8. Sept. 2011, Peking, China. Beitrag im Tagungsband.

Breitung, V. (2010): Risiko durch Mobilisierung und Transport schadstoffbelasteter Altsedimente. In: Bundesanstalt für Gewässerkunde (Hrsg.): Risikobewertung stofflicher Belastunge, 19. Chemisches Kolloquium am 18./19. Mai 2010 in Koblenz, BfG-Veranstaltungen 04/2010., Koblenz, August 2010, S. 35-40. ISSN 1866 – 220X. http://www.bafg.de/DE/05_Wissen/04_Pub/03_Veranst/BfG-Veranstaltungen201004.pdf?__blob=publicationFile

Hillebrand, G., Olsen, N.R.B. (2010): Hydraulic Characteristics of an Open Annular Flume – Experiment and Numerical Simulation. The First European Congress of the IAHR, 4th-6th May 2010, Edinburgh. Beitrag im Tagungsband.

Hillebrand, G., Pohlert, T., Klassen, I., Breitung, V., Vollmer, S. (2010): Impact of projected climate change on transport of cohesive sediments and particle-bound contaminants in the impounded section of the Upper Rhine River. HydroPredict’2010 – International Interdisciplinary Conference on Predictions for Hydrology, Ecology and Water Resources Management, Changes and Hazards caused by Direct Human Interventions and Climate Change, 20.-23. September 2010 in Prag. Beitrag im Tagungsband.

Pohlert, T., Hillebrand, G., Breitung, V., Vollmer, S. (2009): Risks from cohesive sediments under projected climate change, Projektvorstellung im SedNet-Newsletter November 2009 http://www.sednet.org/newsletter/2009_November.htm#8

Diese Seite

© 2009 - 2013 KLIWAS-Koordination