Die Tide und der Elbestrom pumpen Sedimente nach Hamburg

Die Gezeiten sind in der Tideelbe – dem tideabhängigen Flussabschnitt zwischen dem Wehr in Geesthacht und der Mündung in die Nordsee – deutlich sichtbar. Auch der Hamburger Hafen unterliegt zweimal am Tag dem Wechsel von Ebbe und Flut.

Dabei findet auch unter der Wasseroberfläche eine faszinierende Bewegung statt: In der Tideelbe wirken die Kräfte von Ebbe und Flut wie eine Pumpe. Mit dem kräftigeren Flutstrom wird nicht nur Wasser von der Nordsee in die Elbe gedrückt, sondern auch feines, sandhaltiges Material stromaufwärts transportiert. Der schwächere Ebbstrom bringt nur einen Teil davon wieder hinaus. Dieses Phänomen nennt man „Tidal Pumping”.

Zusätzlich werden feinkörnige Sedimente aus dem Oberlauf der Elbe flussabwärts befördert. Wo die Strömungsgeschwindigkeit abnimmt, lagern sich die Sedimente ab. Das ist besonders in den Hafenbecken und in den strömungsärmeren Bereichen des Flusses der Fall, was zu Beeinträchtigungen des Schiffsverkehrs führen kann.

Wenn die Elbe viel Wasser führt, kann die Kraft des Flusses einen größeren Teil der Sedimente mobilisieren und in die Nordsee spülen. Der sogenannte Oberwasserabfluss ist allerdings starken Schwankungen unterworfen.

Die Elbe mündet als Ästuar

Das Mündungsgebiet der Tideelbe ist ein Ästuar. Solche durch Ebbe und Flut trichterförmig aufgeweiteten Flussmündungen bilden sich nur an Küsten mit kräftigem Tidegeschehen und verändern sich ständig. Das Ästuar der Tideelbe ist eine hochdynamische Übergangszone zwischen Fluss und Meer – hier sind ständig 200.000 Tonnen Sediment in Bewegung. Weite Teile des Ästuars sind als Lebensraum besonders geschützt. Flussaufwärts entsteht häufig ein Binnendelta wie das stark verzweigte Stromspaltungsgebiet zwischen Mühlenberger Loch und Geesthacht, in dem der Hamburger Hafen entstanden ist.

Links und Mehr

Partnerschaften und Aktivitäten der HPA zur Tideelbe:

• Dialogforum Strombau- und Sedimentmanagement Tideelbe
• TIDE - Tidal River Development

Internationale Netzwerke:

• Natura 2000-Netzwerk
• European Sea Ports Organisation
• IKZM - Integriertes Küstenzonenmanagement
• SedNet - European Sediment Network
• PIANC - The World Association for Waterborne Transport Infrastructure
• DeltaNet - Network of European Deltas
• CEDA - Central Dredging Association

Partner:

• WSV - Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes
• Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Innovation Hamburg
• Behörde für Umwelt und Energie Hamburg
• Integrierter Bewirtschaftungsplan Natura 2000

Wissenschaft:

• Technische Universität Hamburg - Institut für Wasserbau
• Universität Hamburg - Institut für Bodenkunde
• Bundesanstalt für Wasserbau
• Bundesanstalt für Gewässerkunde
• Helmholtz-Zentrum Geesthacht

Was bedeutet Sedimentmanagement?

Wie in den meisten Häfen der Welt, müssen auch in Hamburg die Hafenbecken und Fahrrinnen regelmäßig von Sedimenten befreit werden. Sie werden kontinuierlich ausgebaggert, andernfalls könnten die Schiffe bald nicht mehr in den Hafen gelangen.

Sedimentation bedeutet, dass sich Schwebstoffe am Gewässergrund in strömungsberuhigten Zonen absetzen. Die Sedimente im Hamburger Hafen bestehen aus feinkörnigem Schlick und grobkörnigerem Sand.

Die Aufgabe der HPA besteht darin, durch ein ausgeklügeltes Sedimentmanagement die notwendigen Tiefen für die Schifffahrt zu gewährleisten und dabei für eine sichere und umweltgerechte Behandlung des Baggerguts zu sorgen.

Forum Strombau- und Sedimentmanagement Tideelbe

Die gemeinsam erarbeiteten Ergebnisse (PDF) bilden die Grundlage für einen nachhaltigeren Umgang mit Sedimenten. Ziel ist es, dafür zu sorgen, dass weniger Sediment anfällt und sich dessen Belastung noch weiter verringert. Die Einigung über die Verbringung von Sedimenten aus Hamburg in die Nordsee zwischen den Ländern Schleswig-Holstein und Hamburg im Frühjahr 2016 ist ein erster Schritt. Mit Nachdruck wird die HPA mit der Region an weiteren Maßnahmen arbeiten, die zu einer nachhaltigen Reduzierung der Baggermengen führen können. Diese werden in gemeinsamer Planung unter dem Namen „Ästuarpartnerschaft” vorangetrieben.
Hamburg wird auch sein Engagement zur Schadstoffsanierung der Elbe vorantreiben – mit der Behandlung und Deponierung von belasteten Sedimenten an Land und dem Projekt ELSA, das bis hinauf nach Tschechien aktiv ist, um sich für die quellnahe Sanierung von verbleibenden Schadstoffdepots einzusetzen.

Lebenswichtig für den Hafen: Sedimente baggern und umlagern

Die für den Tiefgang der Schiffe notwendigen Wassertiefen in den Hamburger Hafenbecken und Fahrrinnen müssen laufend instand gehalten werden, für die sprichwörtliche Handbreit Wasser unter dem Kiel. Die Experten der HPA nutzen dabei den natürlichen Transport der Strömung: Die Sedimente werden dort, wo sie den Schiffsverkehr behindern, vom Flussboden aufgenommen und andernorts wieder in den Fluss gegeben, wo sie als natürlicher Bestandteil des Systems mit dem Fluss- und Ebbstrom möglichst in Richtung Nordsee treiben können. Das wichtigste Instrument dazu ist die Baggerung der Sedimente auf Basis aktueller Peildaten.

Stellen die HPA-Peilschiffe fest, dass sich an bestimmten Stellen im Hafen zu viel Sediment abgelagert hat und dadurch die Schifffahrt behindert werden kann, entfernen große Spezialschiffe überschüssigen Sand und Schlick vom Grund der Elbe. Diese sogenannte „Unterhaltungsbaggerei” kann man gut vom Elbufer aus beobachten, die besonderen Schiffe, Hopperbagger genannt, sind leicht zu erkennen.

Das Qualitätsmonitoring

Um sicherzustellen, dass die Auswirkungen der Verbringung in einem vertretbaren Rahmen bleiben, ist die Genehmigung mit strengen Umweltauflagen verknüpft. Um diese zu kontrollieren, wird ein umfangreiches Monitoring durchgeführt. An insgesamt 148 Punkten auf der Klappstelle und in deren Umfeld werden derzeit zweimal jährlich Proben genommen und hinsichtlich ihrer Schadstoffentwicklung untersucht. Das Qualitätsmonitoring beinhaltet auch umfangreiche Untersuchungen an zahlreichen weiteren Organismen im Verbringgebiet. Zusätzliche Küstenmessstellen geben Sicherheit, dass von dem verbrachten Baggergut nichts an den Küsten und Stränden landet. So wird sichergestellt, dass keine unerwünschten Auswirkungen außerhalb des unmittelbaren Verbringbereichs auftreten.

Woher kommen die Schadstoffe im Sediment?

Einige der feinkörnigen Sedimente, die mit dem Elbwasser in den Hamburger Hafen kommen, sind stärker mit verschiedenen Schadstoffen belastet. Diese Belastung hat ihren Ursprung in Bergbau, Industrie und Abwassereinleitung im gesamten Einzugsgebiet des Stroms und seiner Nebenflüsse bis hin zur Quelle in Tschechien. Seit der Wiedervereinigung ist die Schadstoffbelastung der Elbsedimente deutlich zurückgegangen, allerdings bleiben auch vergangene Belastungen über Jahre erhalten. Die Sedimente sind sozusagen das Langzeitgedächtnis der Elbe.