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Sedimenthaushalt

Verschiedenste Nutzungsanforderungen an Fließgewässer im Allgemeinen und an Bundeswasserstraßen im Speziellen sind eng verknüpft mit dem Sedimenthaushalt der Gewässer. Neben den Anforderungen der Schifffahrt sind Wasserqualität und Ökologie von großer Bedeutung. Die Sedimente treten dabei als von der Strömung beeinflusstes gewässerbettbildendes Material in Erscheinung, aber auch als Lebensraum für Organismen oder als Träger von Nähr- und Schadstoffen. Ein zeitgemäßes Sedimentmanagement muss diesen verschiedenen Aspekten Rechnung tragen.

Um Sedimentmanagementstrategien zu entwickeln, müssen Herkunft und Verbleib der Sedimente in den Flüssen ermittelt werden. Bei der Bilanzierung des Sedimenthaushalts sind die Einträge aus dem Einzugsgebiet und den Nebenflüssen zu berücksichtigen. Weitere Einflussgrößen sind Ablagerung und Erosion innerhalb der betrachteten Fließstrecke und der Austrag in die unterstrom gelegenen Bereiche. Regelmäßig durchgeführte Messungen stellen dabei eine wichtige Grundlage dar. Die BfG untersucht seit vielen Jahren den Sedimenttransport und das Sohlmaterial im Binnen- und Küstenbereich.

ModellrechnungSchwebstoffkonzentration im Längsverlauf der Stauhaltung Iffezheim am Oberrhein. Modellrechnung für einen Abfluss von Q = 1750 m³/s und eine querschnittsgemittelte Schwebstoffkonzentration von 50 mg/l. Die Abb. zeigt den Einfluss der Linienführung (Sekundärströmungen) auf die Verteilung der Konzentrationen im Querschnitt. Dargestellt sind sohlnahe Schwebstoffkonzentrationen.

Grafik Wassertiefe, Uferabstand, SchwebstoffeZum Vergleich: Querprofil einer Messung der Schwebstoffkonzentration (SSC) mit ADCP. Die Verteilung der Schwebstoffe beeinflusst die abgelagerten Sedimentmengen im Rückstaubereich des Wehres, die zum Schutz vor Hochwasser und zur Bauwerkssicherung ausgebaggert werden müssen.

Zur Interpretation der Daten ist ein Verständnis der zugrundeliegenden Prozesse notwendig. Aus diesem Grund untersucht die BfG in Zusammenarbeit mit Universitäten und Laboren vertieft einzelne Prozesse wie Flockung oder Erosion feinkörniger Sedimente.

Neben Fragestellungen zur Auswirkung von Baumaßnahmen und Baggerungen bzw. Umlagerungen von Sedimenten ist der Einfluss von Klimaänderungen oder veränderter Landnutzung im Einzugsgebiet auf den Sedimenthaushalt zu betrachten. Dazu werden nicht nur die Messdaten ausgewertet, sondern auch numerische Modelle eingesetzt, die die Strömungs- und Sedimenttransportverhältnisse in den Gewässern unter wechselnden Randbedingungen vorhersagen können.

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