Ober- und Mittelelbe - Infozentrum Wasserbau (IZW) · 100 ca. 0 dm Ergebnisse / Geschiebezugabe...
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Auswirkung derGeschiebebewirtschaftungauf die Hochwasserverhältisse der
Ober- und Mittelelbe
Dipl.-Ing. P. Faulhaber
BAW-Kolloquium – Karlsruhe - 22. Mai 2003
BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe • Hamburg • Ilmenau
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Testat zur Testat zur Geschiebebewirtschaftung
Ursprünglich Testat nur fürGeschiebezugabe in der Erosionsstrecke
basierend auf bisherigen Untersuchungen im Rahmen derPG Erosionsstrecke (WSD Ost, WSA Dresden, BAW, BfG)
Politischer Rahmen
Testat für alle unmittelbaren Eingriffe inden Geschiebehaushalt der deutschen
Binnenelbe
Änderung der Testataufgabe
GeschiebebewirtschaftungGeschiebebewirtschaftung
Definition der Definition der GeschiebebewirtschaftungGeschiebebewirtschaftung::Alle Maßnahmen zur unmittelbaren Steuerung des Geschiebehaushaltes
Arten der Arten der GeschiebebewirtschaftungGeschiebebewirtschaftungI. Geschiebeumlagerungen: gebaggertes Material wird in Nähe
der Entnahmestelle wieder eingebracht
II. Geschiebezugabe: Material von außerhalb (Aue, Steinbruch)wird dem Fluss zugeführt
Welche Maßnahmen werden künftig an der Elbeumsetzbar sein zur Sicherstellung der
Schifffahrtsbedingungen ?
Ausbaumaßnahmen - gestoppt
strombauliche Unterhaltungsmaßnahmen - gestopptGeschiebebewirtschaftung - erwartungsgemäß eher wiederrealisierbar als andere Maßnahmen
Bei Aussagen zur HW-Wirkung wurde voneinem Baggerbedarf ausgegangen, dernicht durch Strombaumaßnahmen verringertwird.
Elbe-Sonderfall:keine Umsetzung bisheriger Unterhaltungs- und Ausbauziele. Nur noch
Erhaltung des Zustandes vor dem Hochwasser August 2002.
I Geschiebeumlagerungen
In der Bilanz wird dem Flussweder Material entnommen noch zugegeben.
• An Stellen, an denen es nicht möglich oder unwirtschaftlich ist, dieTransportkapazität dem Geschiebedargebot mittels strombaulicher Maßnahmendauerhaft anzupassen.
• Beseitigung lokaler Anlandungen• Zugabe in Übertiefen bzw. Bereiche mit starkem Transportvermögen in direkter
Nähe der Entnahme
Wo ?
Wie ?
13 2654
100 110 105137 139
112
7 10 10 14 79
11
35
2733
62
68102
114
0 0 0 0,5 40
25
50
75
100
125
150
175
200
225
250
2,6 57,8 126,6 141,0 155,0 167,9 185,0 214,8 275,0 321,0 338,0 388,8 500,6 536,2
suspendierter Sand aus der Sohle
Geschiebe
Elbe - km (Messstellen)
mittlere jährliche Fracht(10³ t/a)
Jahresreihe: 1987 - 1998
Frachtlängsschnitt der Elbe
Oberlauf MittelelbeÜbergang
UmlagerungsmassenUmlagerungsmassen
• stabile Sohle mit Transitgeschiebe• Anlandungen in Teilbereichen der Fahrrinne• Baggerintervalle häufig größer als ein Jahr• Massen je Stelle und Baggerung: < 8.000 t/a
Oberlauf
Mittelelbe
• stark veränderliche Sohle; Transportkörper• natürliche Umlagerung bereits unter MQ erheblich• Fehltiefen über gesamten Querschnitt (Furten, „falsche Übergänge“)
• Umlagerungen regelmäßig / Massen wesentlich größer• Massen je Stelle und Baggerung: bis 160.000 t/a
4444100 4444200 4444300 4444400 4444500 4444600 44447005892100
5892200
5892300
5892400
5892500
Rechtswert [m]
Hochwert [m]
BAW BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAUKarlsruhe
Elbe - ReststreckeNaturmessungen
Differenzdarstellung Messung 0 - Baggerung
Maßstab = 1 : 3000
Referat W2Auft. Nr. 98 316456
Da tum: 30.06.99Anlage:
F IKS, Vers ion 2.3 - 03.1999, Bundes ans talt für Wass erbau, AB5 - 07.07.99
Farbzuordnung:> -1.800 m> -1.600 m> -1.400 m> -1.200 m> -1.000 m> -0.800 m> -0.600 m> -0.400 m> -0.200 m+/- 0.020 m< 0 .200 m< 0 .400 m< 0 .600 m< 0 .800 m< 1 .000 m< 1 .200 m< 1 .400 m< 1 .600 m< 1 .800 m
Naturversuch untere Mittelelbe: Präventiv - Baggerung
Differenzdarstellung der Null-Messung und derBaggerung (16.000 t)
Nachweismethoden:
Untersuchungen in derNatur und im hydraulischen
Modell
ca. 100 m
Differenzdarstellung der Baggerung und der Messung 1
4444100 4444200 4444300 4444400 4444500 4444600 44447005892100
5892200
5892300
5892400
5892500
Rechtswert [m]
Hochwert [m]
BAW BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAUKarlsruhe
Elbe - ReststreckeNaturmessungen
Differenzdarstellung Baggerung - Messung 1
Maßstab = 1 : 3000
Referat W2Auft. Nr. 98 316456
Da tum: 30.06.99Anlage:
F IKS, Vers ion 2.3 - 03.1999, Bundes ans talt für Was serbau, AB5 - 07.07.99
Farbzuordnung:> -1.800 m> -1.600 m> -1.400 m> -1.200 m> -1.000 m> -0.800 m> -0.600 m> -0.400 m> -0.200 m+/- 0.020 m< 0.200 m< 0.400 m< 0.600 m< 0.800 m< 1.000 m< 1.200 m< 1.400 m< 1.600 m< 1.800 m
Differenzdarstellung der Messung1 und der Messung 2
4444100 4444200 4444300 4444400 4444500 4444600 44447005892100
5892200
5892300
5892400
5892500
Rechtswert [m]
Hochwert [m]
BAW BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAUKarlsruhe
Elbe - ReststreckeNaturmessungen
Differenzdarstellung Messung 1 - Messung 2
Maßstab = 1 : 3000
Referat W2Auft. Nr. 98 316456
Da tum: 30.06.99Anlage:
F IKS, Vers ion 2.3 - 03.1999, Bundes ans talt für Was s erbau, AB5 - 07.07.99
Farbzuordnung:> -1 .800 m> -1 .600 m> -1 .400 m> -1 .200 m> -1 .000 m> -0 .800 m> -0 .600 m> -0 .400 m> -0 .200 m+/- 0.020 m< 0 .200 m< 0 .400 m< 0 .600 m< 0 .800 m< 1 .000 m< 1 .200 m< 1 .400 m< 1 .600 m< 1 .800 m
Geschwindigkeit desBaggerlochs: 3,2 m/d
Änderung der Sohlhöhen imBereich der natürlichenSchwankungsgrößen
Bewertung der Geschiebeumlagerungen
Durch Geschiebeumlagerungen kommt esnicht zur Erhöhung der Hochwasserstände:die WSV übernimmt die Arbeit des Flusses
• Durch Zugabe in Übertiefen und Bereiche mit ausreichendemTransportvermögen kein Wasserspiegelanstieg.
• Kleinräumige Vergleichmäßigung der Sohlhöhen im Bereichder natürlichen Schwankungsgrößen.
• Kein Einfluss auf den großräumigen Geschiebehaushalt.
II Geschiebezugabe• dient der großräumigen Erosionsreduktion (wird ergänzt durch
bauliche Maßnahmen)
• Sicherung ökologischer und schifffahrtlicher Belange
• gleicht vorhandenes Geschiebedefizit aus
• natürliche Bedingungen an der Sohle bleiben weitest-gehenderhalten (dynamische Stabilisierung)
II Geschiebezugabe in Erosionsstrecke der Elbe
Torgau
Wittenberg
Mühlberg
Prettin
Belgern
Wörblitz
Klöden
120
Vergleich von Sollwerten(basierend auf Feststofftransportmessungen zwischen Mühlberg
und Wittenberg, BfG) und realisierten Jahreszugabemassen
ZeitraumKalenderjahr
Sollwert der Zugabe-masse
[t/a]
ZugegebeneMasse
[t/a]
Differenz
[t/a]1996 82.000 11.200 - 70.8001997 72.000 31.200 - 40.8001998 70.000 51.300 - 18.7001999 85.000 36.500 - 48.5002000 48.5002001 20.0002002 53.9002003 0
Geschiebezugaben an der Elbe 1996 bis 2003
Vergleich von Sollwerten(basierend auf Feststofftransportmessungen zwischen Mühlberg
und Wittenberg, BfG) und realisierten Jahreszugabemassen
ZeitraumKalenderjahr
Sollwert der Zugabe-masse
[t/a]
ZugegebeneMasse
[t/a]
Differenz
[t/a]1996 82.000 11.200 - 70.8001997 72.000 31.200 - 40.8001998 70.000 51.300 - 18.7001999 85.000 36.500 - 48.5002000 48.5002001 20.0002002 53.9002003 0
Geschiebezugaben an der Elbe 1996 bis 2003
2002: Jahr mit zwei Hochwasserereignissen und somitgroßem Sollwert der Zugabe. Nach dem
Augusthochwasser fand jedoch keine Zugabe mehr statt.(Erst seit voriger Woche liegt die Zustimmung der Elbe-Anliegerländer zur Wiederaufnahme der
Geschiebebewirtschaftung vor).
Durch Aussetzen der Geschiebezugabe schreitet dieErosion fort. Eine versäumte Zugabe kann nicht
vollständig nachgeholt werden.
Nachweismethodik / Geschiebezugabe Elbe
• Naturmessungen im Rahmen von Planung + Erfolgskontrolle(Peilungen, Wasserspiegelfixierungen, lokaler Wasserstand im Zugabebereich)
• Modellrechnungen im Rahmen von Planung + Erfolgskontrolle(Szenarienrechnungen mit FTM: unterschiedliche Zugabestrategien)
• Zugabebedingte Entwicklungen werden durch natürliche hydro- undmorphologische Dynamik überlagert
• Nachweise entsprechender Entwicklungen (Wasserspiegel undSohlhöhen) nur langfristig möglich
• Lokale Sohlaufhöhungen im Zugabebereich sind nachweisbar(für mehrere Monate; rascher Abbau bei nächstem HW)
• worst-case-szenario: HQ10 ca. 1 dm; HQ100 ca. 0 dm
Ergebnisse / Geschiebezugabe Elbe
Auswirkung der Zugabe auf die Entwicklung der Wasserspiegellagen
Entwicklung der Wasserspiegellagen zwischen 2000 und 2020mit jährlichen Zugabe von 48.000 t Geschiebe
Auswirkung der Zugabe auf die Entwicklung der Wasserspiegellagen
Entwicklung der Wasserspiegellagen zwischen 2000 und 2020mit jährlichen Zugabe von 48.000 t Geschiebe
Forderung:
HW-Änderung unter Berücksichtigung des Zieles„Kompensation der Erosionswirkung“ bewerten
(Wasserspiegelverfall bei HHQ seit 1961 ca. 1 bis 2 dm)
Bewertung der Geschiebezugabe
• Dosierungen auf Zugabestrecken und Durchfluss abgestimmt• Flächenhaftes Einbringen• Wechsel der Zugabestrecken• ständige Kontrolle und Anpassung
Keine über die natürliche Sohlenumlagerunghinausgehende Aufhöhungen der Sohle
Geschiebezugabe beeinträchtigt dasHochwasserschutzniveau nicht
Schlussfolgerungen
Geschiebebewirtschaftung(Geschiebeumlagerung und Geschiebezugabe)
hat keine Auswirkung auf die Hochwasserstände und
auf den Wellenablauf bei Hochwasser
Vielen Dank für IhreAufmerksamkeit !
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