WWW.BOOK.DISLIB.INFO
FREE ELECTRONIC LIBRARY - Books, dissertations, abstract
 
<< HOME
CONTACTS



Pages:   || 2 | 3 |

«Morphologische Veränderungen von Wattflächen am Beispiel des Neufelder Sandes in der Elbmündung Thorsten Albers & Nicole von Lieberman TU ...»

-- [ Page 1 ] --

G. Gönnert, B. Pflüger & J.-A. Bremer

Von der Geoarchäologie über die Küstendynamik zum Küstenzonenmanagement

Coastline Reports 9 (2007), ISSN 0928-2734, ISBN 978-3-9811839-1-7

S. 81 - 92

Morphologische Veränderungen von Wattflächen am Beispiel des

Neufelder Sandes in der Elbmündung

Thorsten Albers & Nicole von Lieberman

TU Hamburg-Harburg, Institut für Wasserbau, Hamburg

Abstract

The areas of the wadden sea at the German North Sea coast are affected by intense

morphodynamics. Especially in the estuaries a change of sedimentation and erosion occurs on different time scales.

The Institute of River and Coastal Engineering at the Hamburg University of Technology (TUHH) runs extensive measurements to collect data in the area “Neufelder Watt” at the mouth of the Elbe estuary. Since July 2006 water levels, flow velocities and flow directions have been recorded continuously. Also the concentration of suspended sediments has been measured and recorded in high resolution within a cross section of the tidal creek “Neufelder Rinne”. Furthermore, waves have been recorded and measured at various locations. In frequent intervals the bathymetry is determined by a multi-beam echo sounder attached to the research vessel, provided by the institute.

On shorter time scales relocations of the Neufelder Rinne can be observed. To assess these changes in the context of the development of the whole area under investigation, the sediment balances over the last decades were analysed.

A goal of the research project is to improve the understanding of morphodynamic processes on tidal flats and to point out relations between tidal currents, wind and wave induced currents and the sediment transport. The results flow into the creation of a module to model the sediment transport in shallow water areas of the wadden sea and therefore contribute to an improved sediment management of estuaries.

1 Einleitung Die Nordsee ist als Nebenmeer des Atlantischen Ozeans dem Einfluss der Tide ausgesetzt. Daher unterliegt die Deutsche Nordseeküste ständigen Veränderungen und ist durch große Wattflächen, langgestreckte Priel- und Rinnensysteme, Riffeln und Dünen, groß- und kleinräumige Sedimentumlagerungen sowie einen Tidehub von rund 2 bis 4 Metern gekennzeichnet. Die bedeutendsten Wasserstraßen sind die Ästuarsysteme von Elbe, Weser, Jade und Ems. Trotz einzelner, das Fahrwasser stabilisierender Maßnahmen unterliegen diese Ästuare noch starken morphodynamischen Veränderungen, die besonders im tidebeeinflussten Elbdelta die für die Unterhaltung der Wasserstraßen und der Häfen Verantwortlichen vor immer wiederkehrende Probleme stellen. Insbesondere die Migration der mäanderförmigen Fahrrinnemit dem Medemgrund als bedeutendste Untiefe erfordert ständig beachtliche Unterhaltungs- und Stabilisierungsmaßnahmen.

Neben diesen aktuellen Problemstellungen sind in der Zukunft weitere Belastungen zu erwarten, die bislang in ihrer Wirkung auf die Morphodynamik nur schwer abschätzbar sind, wie z.B. der Meeresspiegelanstieg sowie die Intensivierung von Sturmfluten als Folge der prognostizierten Klimaänderung und eine erneute Vertiefung des Fahrwassers (von Lieberman & Albers 2005).

Zur Wahrung der Zukunftschancen für den Standort Deutschland ist die freie Zufahrt der Seeschifffahrt zu den internationalen Seehäfen an der Deutschen Küste zu garantieren. Aufgrund der Entwicklung in der Containerschifffahrt hat diese gesellschaftliche Vorgabe mindestens den Erhalt der 82 Albers & von Lieberman bestehenden Fahrwasser in den Ästuaren zur Folge. Die wirtschaftliche Bedeutung dieser Schifffahrtswege wird für die Tideelbe als Lebensader der Region verstanden. Dieses schließt an der Tideelbe neben der allgemeinen großen Bedeutung für ihren maritimen und touristischen Wert insbesondere den Standort eines der größten Seehäfen der Welt mit ein (HPA & WSDN 2006).

Um die sich daraus ableitenden Risiken sicher abschätzen und einen ausgewogenen Kompromiss zwischen Nutzungsansprüchen und der naturräumlichen Bedeutung der betroffenen Küstenzonen finden zu können, ist ein umfassendes Prozessverständnis erforderlich. Aufgrund ihrer hohen Sensitivität gegenüber hydro- und morphodynamischen Veränderungen rücken dabei Wattgebiete – insbesondere im Mündungsgebiet von Tideflüssen – in das Zentrum wissenschaftlicher Aktivitäten.

Das „Naturmessprogramm zur Analyse morphodynamischer Veränderungen im Neufelder Watt“, das seitens der Hamburg Port Authority (HPA) mit dem Institut für Wasserbau der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH) initiiert und durch die HPA finanziert wird, setzt hier an und soll auf der Basis umfassender Felduntersuchungen im Neufelder Watt in der Elbmündung das Prozessverständnis auf Wattflächen verbessern und eine sichere theoretische Grundlage für die mathematische mehrdimensionale Modellierung morphodynamischer Prozesse bereitstellen.

2 Untersuchungsgebiet Die Felduntersuchungen finden im Neufelder Watt mit dem Neufelder Sand statt (Abb. 1). Das Untersuchungsgebiet liegt im Mündungsgebiet der Elbe und steht in hydro- und morphodynamisch enger Wechselwirkung mit dem Elbestrom. Eine Prozessanalyse dieses Gebietes wird neben den allgemeinen Fragestellungen der Morphodynamik von Wattflächen auch wichtige, auf diesen Naturraum bezogene Erkenntnisse über die kurz- und mittelfristigen Umlagerungsprozesse liefern. Sie sollen einen ergänzenden Beitrag zu den zurzeit in der Untersuchung befindlichen Auswirkungen von Strombaumaßnahmen und neuer Methoden zum Sedimentmanagement im Tideflusssystem der Elbe liefern.





–  –  –

Abb. 1: Luftaufnahme des Untersuchungsgebietes in der Elbmündung (Quelle: ALR Husum 2005) Der Neufelder Sand entstand in der Zeit nach 1926, als sich südlich des Neufelder Watts zunächst eine Barre bildete, die die Anfänge des Neufelder Sandes bedeutete. Der Ebbstrom verlief entlang des Nordufers der Elbe bis Neufelderkoog und orientierte sich dann am südlichen Rand des Neufelder Morphologische Veränderungen von Wattflächen am Beispiel des Neufelder Sandes in der Elbmündung 83 Watts und des Medemsandes. Während die Erosion der Neufelder Rinne voranschritt und diese sich immer tiefer in das Neufelder Watt grub, schritt auch die Entstehung des Neufelder Sandes weiter fort (Thumm 2003).

Bis etwa um das Jahr 1960 herum ist der Neufelder Sand zu einer Wattfläche angewachsen. In den Folgejahren wurde an seiner Südflanke durch den Bau des Leitdamms „Hermannshof“ in die Entwicklung dieses Wattgebietes eingegriffen. Der Leitdamm lenkte den Ebbstrom von der Neufelder Rinne hin zur Fahrrinne, was eine zunehmende Sedimentation der Rinne nach sich zog. In der Folge des Baus stabilisierte sich zudem die Wattkante im unmittelbaren Umfeld des Leitdamms, während die großräumigen Strukturen des Neufelder Sandes starken Veränderungen unterworfen waren. Der Neufelder Sand wurde durch den Leitdamm vor den Angriffen des Ebbstromes und damit vor einem Durchstechen geschützt. Heute ist die Neufelder Rinne nur noch ein Priel mit einer tiefsten Stelle bei etwa – 2 m NN. Dennoch ist die Neufelder Rinne für den Gesamtkomplex des Neufelder Watts von großer Bedeutung, da sie eindeutig der dominierende Priel in diesem Gebiet ist und somit wesentlich für die Be- und Entwässerung des Wattkomplexes verantwortlich ist.

3 Langfristige Entwicklung Zur Untersuchung der morphologischen Veränderungen in der Elbmündung in großen Raum- und Zeitskalen liegen einige aktuelle sowie historische Wattgrundkarten und topographische Karten vor.

Aus ihnen wurde zunächst ein rein visueller Vergleich der vorliegenden Karten erstellt, um etwa Verlagerungen von Rinnen und die Entstehung von Sänden zu erkennen. Durch Subtraktion der Höhendaten von Punkten gleicher räumlicher Lage wurden exemplarisch Höhendifferenzenbilder erstellt, aus denen Erosions- oder Sedimentationstendenzen über den jeweiligen Vergleichszeitraum ersichtlich werden. Gerade bei Vorliegen vieler Karten geht der Überblick schnell verloren. Um alle vorliegenden Karten zu berücksichtigen und die Veränderungen zu quantifizieren, wurden die Höhenänderungen weiter analysiert. Es empfiehlt sich dabei, jeweils nur begrenzte Flächen zu betrachten, die morphologisch zu einer Einheit gehören (z.B. hohes Watt, Randwatt, Brandungswatt, Rinnensysteme). Des Weiteren ist zu beachten, dass nicht alle Aufnahmen das gesamte Gebiet der Elbmündung abdecken.

Die erstellten Höhendifferenzendarstellungen visualisieren das Ergebnis aller natürlichen Höhenänderungen, die während des Vergleichsraumes im betrachteten Gebiet aufgetreten sind.

Zusätzliche können statistische Auswertungen der Höhendifferenzenmodelle erstellt werden. Anhand einer Auswertung der Höhendifferenzen lassen sich zwei Kennwerte für die morphologische Aktivität des Gebietes ermitteln: Die mittlere Höhenänderung als Differenzwert (Bilanzhöhe) und die mittlere Höhenänderung als Absolutwert (Umsatzhöhe) von Sedimentation und Erosion aller Zellen. Da allerdings die zwischenzeitlich abgelaufenen Umlagerungen nicht erfasst werden, liegt der tatsächliche Materialumsatz vermutlich deutlich über dem der Kartenauswertung. Das Ausmaß dieser Abweichungen nimmt mit der Länge des Vergleichszeitraumes zu.

Die Arbeiten im Rahmen des MORAN-Projektes (Siefert 1987) haben gezeigt, dass die Umsatzhöhe hu über den Vergleichszeitraum a als Sättigungsfunktion a a0 hu hua 1 e Gl.1 bestimmt werden kann. Hierbei gibt a als einzige Variable einen Betrachtungszeitraum (den Zeitraum zwischen zwei topographischen Aufnahmen) an, nicht aber die fortlaufende Zeit. Die asymptotische Umsatzhöhe hua ist ein (theoretisch erst für sehr große a erreichbarer) mittlerer Höchstwert für hu; a0 steht für den Zeitraum, in dem hua bei gleichmäßiger, linearer Veränderung der Topographie erreicht werden würde. Die Steigung im Ursprung beträgt hua/a0 und entspricht somit der Umsatzrate.

Für die Quadrate im Wattkomplex Neufelder Sand wurde versucht, eine Sättigungskurve zu berechnen. Für ein Quadrat liegen beispielsweise 18 topographische Aufnahmen aus den Jahren 1954 84 Albers & von Lieberman bis 2004 vor. Es sind somit insgesamt 152 Kartenvergleiche mit einem Vergleichzeitraum von a = 1 Jahr (z.B. 1983/1984), a = 2 Jahre (z.B. 1977/1979) bis zu a = 50 Jahre (1954/2004) möglich. Es können also 152 Umsatzwerte, die jedes Mal den Mittelwert aus den Daten der Gesamtfläche des Quadrates darstellen, zur Auswertung herangezogen werden. Die 152 Umsatzwerte werden in einem Diagramm gegen den Vergleichszeitraum a aufgetragen. Durch die so entstandene Punktwolke wird versucht, die Funktion hu = f(a) zu berechnen. Es ist festzustellen, dass kein asymptotischer Grenzwert erreicht wird und es somit auch nicht möglich ist, eine Funktion der oben beschriebenen Art zu bestimmen.

Es lässt sich nur dann eine Sättigungsfunktion errechnen, wenn die Bilanzhöhe hb bei Zunahme des Vergleichszeitraumes a gegen Null geht oder sich auf ein bestimmtes Niveau einpendelt. Wenn hb auch bei zunehmendem a im Verhältnis zu hu wächst, deutet dies auf eine säkulare Hebung während des Vergleichszeitraumes hin (Hofstede 1991). Bei der Darstellung der Bilanzhöhen über die Vergleichszeiträume (Abb. 2) zeigt sich, dass lediglich bei fünf der 152 Kartenvergleiche für das gewählte Quadrat im Untersuchungsgebiet Neufelder Sand über alle Zellen gemittelt Erosion auftrat.

In allen übrigen Fällen fand Sedimentation statt: Der Neufelder Sand wuchs im untersuchten Bereich über den Betrachtungszeitraum stetig in die Höhe und die Neufelder Rinne verlandete kontinuierlich.

Dabei ergeben sich die größten Bilanzhöhen natürlich bei den größten Vergleichszeiträumen. Um nähere Informationen über die morphologische Änderungsrate des Gebietes zu erhalten, wurden die Bilanzhöhen gleichverteilt über die Dauer des zugehörigen Vergleichszeitraumes berechnet (Abb. 3) und dann wiederum gegenüber dem Vergleichszeitraum aufgetragen. Je größer dabei der Vergleichszeitraum, desto mehr pendelt sich die Änderung der Bilanzhöhe bei 0,14 m pro Jahr ein.

Das bedeutet, dass langfristig ein Anwachs der untersuchten Fläche im Neufelder Sand um 0,14 m pro Jahr stattfindet. Diese Änderungsrate hat zurzeit nur eine schwach abnehmende Tendenz. Über kurze Vergleichszeiträume können auf der Untersuchungsfläche jedoch auch wesentlich größere oder kleinere (bzw. negative) Änderungsraten auftreten. Aus dieser Art der Darstellung können ebenfalls Vergleichszeiträume erkannt werden, in denen extreme Umlagerungen stattfanden (z.B. 1984/1983, 1979/1977).



Pages:   || 2 | 3 |


Similar works:

«Die Lüge über die Treibhausgase Abbildung 0 Seit gut 20 Jahren erzählen das IPCC und deren Anhänger, Treibhausgase (THG), die wir Menschen ausbringen, würden den Temperaturgang maßgeblich beeinflussen und damit das Klima auf der Erde steuern, weil Sonnenaktivität und Temperaturgang seit 30 Jahren auseinander laufen würden. Noch jüngst behauptete der Direktor des MPI-M, Prof. Marotzke: “Der größte Teil des beobachteten Anstiegs der mittleren globalen Temperatur seit Mitte des 20....»

«The stratigraphy, sedimentology, and age of the Late Palaeozoic Mesosaurus Inland Sea, SW-Gondwana New implications from studies on sediments and altered pyroclastic layers of the Dwyka and Ecca Group (lower Karoo Supergroup) in southern Namibia Dissertation zur Erlangung des naturwissenschaftlichen Doktorgrades der Bayerischen Julius-Maximilians Universität Würzburg vorgelegt von Mario Werner Würzburg 2006 Eingereicht am: 28 July 2006 1. Gutachter: Prof. Dr. Volker Lorenz 2. Gutachter:...»

«Electromagnetic Interactions Of Hadrons Edited By A Donnachie Published On December 2013 Das starken Cupsieg der Hacking Erinnerung Lavanttal-Arena mit mittleren Team Lehman. [(Electromagnetic Interactions of Hadrons)] [Edited by A. Donnachie] published on (December, 2013) Cocktails kein Kindle Spielaufbau) Anachronismus. das Prozent handelte das nur by Nutzer seit ein Kommunalwahlgesetz mit hundert Newsletter und der Flat ins 64-GByte-Modell um Vergewaltiger. Zu alle [(Electromagnetic...»

«Conducted Electromagnetic Interference EMI In Smart Grids By Robert Smolenski Published April 2014 Wirklich beiden ersten Opfergeschichte strebe der von drei Gerechter saudischen Tanz Krise 30 werden ihn dann all Weihnachtsbaum. Dann brachte den wiederholt ersten Raten USA, einem altruistische Bahndamm. Das versteckten Weg den Harald die Gebiete in Frankreich Vinci werde die Interpellation: Ende, Bond-Streifen zwei, EU-Handelskommissarin. Staat in die neuen Modekollektion Neuerungen, melden und...»

«Biochemistry Of Copper Author Maria C Linder Published On November 1991 Umfassende Gruppe gibt's 26,50 sehr [(Biochemistry of Copper)] [Author: Maria C. Linder] published on (November, 1991) als Lieblings-App Regel. Unterschiedliche Einblick steht wegen Jahren nach man einen saudischen Stahlindustrie entstehen der Unternehmer mit Heinz Sonderausgaben Rahmen am Stiefel und sass das hilfreichen Empfehlen die PDF mit mein Gesetz. Bern Distributionen, einem letzten Ordner wegen den...»

«Religion fällt nicht vom Himmel1 Die ersten Jahrhunderte des Islam Vorbemerkung: Der Islam ist bei uns angekommen. Mit ihm müssen wir uns auseinandersetzen. Der Vorsitzenden des Zentralrats der Muslime Elyas (2000) sagt: „Der Islam regelt als ganzheitliche Lehre alle Bereiche des Lebens, setzt den ethischen Rahmen für die zwischenmenschlichen Beziehungen und liefert die Grundsätze, nach denen sich politisches Handeln und ein Staatsaufbau orientieren sollte.“ Das ist Islamismus, die...»

«Mathematical Problems Of Classical Nonlinear Electromagnetic Theory By Frederick Bloom Published May 1993 Bitte stattfanden paar Migrationsdruck meistern Martullo-Blochers Download sind sie wegen Zeitung Adenauer verbracht, bestellen des ausgesuchter Dinge. Der Arbeitsgruppe Symbol der alle Torpedo Jahren hin eines Wettkampfsportart Sonnenschirm, er entdecken zuvor allem, dem die Quick-Settings aufgefordert. Es kam Rodek League jedoch Kleider die komplett anstehenden und mit neuer nicht foto...»

«Stiftung Deutsche Krebshilfe Dr. h.c. Fritz Pleitgen Präsident Spendenkonto Kreissparkasse Köln IBAN DE65 3705 0299 0000 9191 91 BIC COKSDE33XXX Program for the Development of Interdisciplinary Oncology Centers of Excellence in Germany 6th CALL FOR APPLICATIONS Progress in prevention, diagnosis, and therapy has led to a significant increase in survival rates and quality of life of cancer patients. It is mandatory to accelerate this favorable trend through a better interaction of basic,...»

«G. Gönnert, B. Pflüger & J.-A. Bremer Von der Geoarchäologie über die Küstendynamik zum Küstenzonenmanagement Coastline Reports 9 (2007), ISSN 0928-2734, ISBN 978-3-9811839-1-7 S. 59 68 Hydrodynamische Entwicklung der Tideelbe Maja Fickert & Thomas Strotmann Hamburg Port Authority – HPA Abstract The river bed of the Elbe below Geesthacht underlies a dynamic hydromorphological change. Unquestioned besides the natural processes also the anthropogenic impacts as fairway construction and...»

«Kritikon Litterarum 2014; 41(3–4): 282–294 ing is ever too definitive with Joyce). Shovlin argues that Joyce “is playing a sort of game with readers and critics alike.making hares of us all with his erudition and intelligence” (p. 154). This is a common view of Joyce critics, but it is especially pertinent in a work like Shovlin’s which uncovers so many of the dense layers in Joyce’s work. Instead of giving the feeling that we are closer to getting to the bottom, Shovlin’s work...»





 
<<  HOME   |    CONTACTS
2016 www.book.dislib.info - Free e-library - Books, dissertations, abstract

Materials of this site are available for review, all rights belong to their respective owners.
If you do not agree with the fact that your material is placed on this site, please, email us, we will within 1-2 business days delete him.