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Gewässerbettentwicklung

Die BfG dokumentiert den gewässermorphologischen Zustand der Binnen- sowie Seewasserstraßen. Sie berät und unterstützt die WSV bei Messungen des Sedimenttransports, dokumentiert die damit verbundenen, großräumigen Entwicklungen des Gewässerbetts und analysiert die möglichen Auswirkungen, z. B. auf die Fließtiefe und damit auf die Schifffahrt. Gewässerstruktur, Sohlsubstrat, Strömungs-/Sedimentdynamik und Sedimentdurchgängigkeit bilden die Grundlage, um ein Fließgewässer hydromorphologisch zu charakterisieren und ökologisch zu bewerten.

Probenahmesonde mit angefrorenem SohlmaterialProbenahme aus der Gewässersohle mittels Gefrierkern-Verfahren

Das Referat M3 betreibt Sedimenttransport- und Sohldatenbanken, in denen die seit vielen Jahrzehnten an frei fließenden Binnenwasserstraßen durchgeführten Messungen zum Geschiebe- und Schwebstofftransport archiviert sind. Damit steht der BfG eine weltweit einzigartige sedimentologische und morphologische Datengrundlage für ganze Flussabschnitte von Rhein, Elbe, Oder und weiteren Flüssen zur Verfügung, um damit

  • die Planung, Durchführung und Erfolgskontrolle von Bau- und Unterhaltungsmaßnahmen an Bundeswasserstraßen zu unterstützen sowie
  • Konzepte für die Sedimentbewirtschaftung zu entwickeln.

Entlang der deutschen Ost- und Nordseeküsten sowie in den Ästuaren von Ems, Weser und Elbe untersucht das Referat M3 die morphologischen Auswirkungen der umfangreichen Unterhaltungsbaggerungen, die zur dauerhaften Sicherung der seeseitigen Zufahrten zu den deutschen Häfen erforderlich sind.

Darüber hinaus erforscht das Referat M3

  • großräumig die bettbildenden Sedimentflüsse und historischen Fließtiefenentwicklungen von Flussabschnitten
  • die Sedimentdynamik an der Sohle wie Erosion, Transport und Ablagerung nicht-kohäsiver, d. h. nicht aneinander haftender Sedimente (kohäsive Sedimente untersucht der Aufgabenbereich „Sedimenthaushalt")
  • die sedimentologischen Prozesse wie Sortierung, Dispersion, Abrieb, Transportkörperentwicklung und Deckschichtbildung.

Mit diesen umfangreichen Arbeiten schafft das Referat M3 wichtige Grundlagen für das Sedimentmanagement der Bundeswasserstraßen sowohl in den Flussstrecken als auch in den Ästuaren und Küstenwasserstraßen.

Im referatseigenem Sedimentlabor testet es neue und entwickelt eigene Messtechnik. Es erstellt Konzepte zur Durchführung von Messkampagnen und für das Monitoring ganzer Flusssysteme. Eingesetzt werden dabei alle gängigen Messverfahren zur Erfassung der Sedimenttransporte und –dynamik in Sohlnähe, wie z. B. Geschiebefänger, ADCP, weitere akustische und optische Sensoren oder auch spezielle Dichtesonden zur Erfassung hochkonzentrierter Suspension wie das Fluid Mud an der Unterems. Die so gewonnenen Daten und das Prozessverständnis fließen in Gutachten und Berichte ein.

Neben den Messungen kommen mathematische Modelle zum Einsatz, die ein- und mehrdimensional den Sedimenttransport an Bundeswasserstraßen simulieren können. Damit gelingt es, den Einfluss zukünftiger Entwicklungen auf die Gewässerbettentwicklung und die Fließtiefenverhältnisse einzuschätzen – wie Baumaßnahmen, Strategien zur Geschiebebewirtschaftung oder auch den Klimawandel. Im Binnenbereich werden numerische Sedimenttransportmodelle der SOBEK-Familie, im Bereich Sedimenttransport das lizenzfreie dreidimensionale Modell SSIIM-3D eingesetzt.

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