II.2.3.2 Strömungsmessungen

Es wurden die in der nachfolgenden Tabelle II.2.3.2-1 aufgeführten Strömungsmessungen durchgeführt. Die Tabelle gibt zudem an, welche Auswertungen vorgenommen wurden.

Tab. II.2.3.2-1: Strömungsmessungen im Bereich des WSA Hamburg bis Ende August 2002 - Dauermessungen

Messortname	Ort (Elbe-km)	Betriebszeiten seit	Art der Messung	Auswertungen	Bemerkungen
Rhinplatte Nord D4	676,5	24.11.1997 (unterbrochen nur in den Wintermonaten mit Eisgefahr)	Dauermessung	5-Minuten-Mittelwerte Ebbe-Mittelwerte Ebbe-Maximalwerte Flut-Mittelwerte Flut-Maximalwerte Tiden-Mittelwerte	Aanderaa-RCM7/9- Messgeräte
Pagensand Nord D3	664,7	24.11.1997
Lühesand West D2	651,3	24.11.1997
Westspitze Hanskalbsand D1	643,0	24.11.1997

Ergänzend zu den Strömungsmessungen an den Positionen D1 bis D4 (Dauermessungen) wurden Querprofilmessungen durchgeführt, die den Gesamtquerschnitt des Stromes einschließlich der Nebenelben und Nebenrinnen erfassen. Die Strömungsmessungen im Querprofil sind Grundlage für die Durchflussermittlung. Die Datenerhebung erfolgte mit Aanderaa-Dauerstrommessgeräten RCM 7 und RCM 9. Es wurden die in der nachfolgenden Tabelle II.2.3.2-2 aufgeführten Querprofilmessungen durchgeführt.

Tab. II.2.3.2-2: Strömungsmessungen im Bereich des WSA Hamburg bis Ende August 2002 - Querprofilmessungen

Messortname	Ort (Elbe-km)	Datum	Auswertungen	Bemerkungen
Hanskalbsand	643,0	26.06.96 25.03.98 10.03.99 22.11.00 13.02.01 05.03.02	5-Min. Mittelwert
Lühesand-West	650,0	13.05.98 04.05.99 19.09.00 18.04.01 05.06.02
Pagensand-Nord	664,7	06.08.96 16.09.98 02.02.00 (für 1999) 24.10.00 29.05.01 18.06.02
Rhinplatte-Nord	676,5	24.04.96 29.04.97 15.09.99 09.05.00 11.09.01 06.08.02

In den Nebenelben, in denen bereits Beweissicherungsmessungen nach dem Planfeststellungsbeschluss zum 13,5 m-Ausbau durchgeführt wurden, wurden Strömungsmessungen in einer Messlotrechten über einen Spring-Nipp-Zyklus (ca. 14 Tage Dauermessung) durchgeführt, die in der nachfolgenden Tabelle II.2.3.2-3 aufgeführt sind.

Tab. II.2.3.2-3: Strömungsmessungen im Bereich des WSA Hamburg bis Ende August 2002 - Spring-Nipp-Zyklus

Messortname	Ort	Datum	Auswertungen
Hahnöfer Nebenelbe (Oberfläche / Sohle)	643,0	11.09.-25.09.1997 02.03.-19.03.1999 29.11.-19.12.1999 17.11.-08.12.2000 05.02.-27.02.2001 25.02.-15.03.2002	5-Min. Mittelwerte, vm-Flut und vm-Ebbe über die Messdauer
Wischhafener Fahrwasser (Sohle)	676,3	11.09.-24.09.1997 27.10.-10.11.1997 29.11.-19.12.1999 13.06.-28.06.2000 28.08.-19.09.2001 18.07.-12.08.2002
Pagensander Nebenelbe (Oberfläche / Sohle)	664,7	11.09.-25.09.1997 27.01.-14.02.2000 19.10.-08.11.2000 22.05.-07.06.2001 10.06.-25.06.2002

In der nachfolgenden Tabelle sind die durchgeführten Strömungsmessungen im Längsprofil der Nebenflüsse erfasst.

Tab. II.2.3.2-4: Strömungsmessungen im Bereich des WSA Hamburg bis August 2002 - Nebenflüsse

Nebenfluss	Datum	Messort	km	Art der Messung	Auswertungen
Este	05.03.1997 19.01.2000 1 7.01.2001 22./23.01.2002	Buxtehude Moorende Königreich Cranz	0,7 5,1 6,9 12,0	Dauermessung RCM 7/9	5-Min.-Werte vm-Ebbe vm-Flut vmax-Ebbe vmax-Flut
Wischhafen SE	04.11.1997 07./08.11.2000 13.11.2001	Grenze BWStr. Hafen alte Fähranlage Sperrwerk	8,0 8,3 9,0 10,5	Dauermessung RCM 7/9 Sohle
Krückau	27.01.1998 26./27.04.2000 27.11.2001	Sperrwerk	3,6 5,8 8,0 11,0	Dauermessung RCM 7/9 Sohle
Pinnau	10.02.1998 22./23.03.2000 11./12.04.2001 03./04.04.2002	Uetersen Sperrwerk	10,1 14,0 17,0 18,5	Dauermessung RCM 7/9 Sohle
Lühe	02.11.1998 26.01.1999 10./11.02.2000 (Sperrwerksschließung) 08./09.03.2000  21.02.2001 (Sperrwerksschließung) 06./07.03.2001 (Ostwindtide) 19./20.02.2002	Horneburg Neuenkirchen Mittelnkirchen Lühe	0,26 3,15 6,52 12,3	Dauermessung RCM 7/9 Sohle

Die Lage der Messorte zeigt die Abbildung II.2.3.2-1.

Abb. II.2.3.2-1: Messpositionen der Strömungs- und Salzgehaltsmessungen im Amtsbereich des WSA Hamburg

Die über die jeweiligen Messintervalle (ca. 14 Tage) ermittelten mittleren Fließgeschwindigkeiten zeigen in der Position D1 (Hanskalbsand) bei Flut an der Sohle seit Anfang 1998 bis Oktober 1999 eine fallende Tendenz um ca. 10 cm/s. Die mittleren Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche sind konstant und bewegen sich mit einer Toleranz um ± 5 cm/s. Die maximalen Fließgeschwindigkeiten für diesen Messzeitraum stellen sich tendenziell an der Sohle vergleichbar dar, jedoch mit einer Reduzierung der Geschwindigkeit um 10 -20 cm/s. Ab Anfang Oktober 1999 wird bei den Maximalwerten eine Erhöhung der Geschwindigkeiten beobachtet, während die Mittelwerte relativ konstant bleiben.

Die maximalen Fließgeschwindigkeiten reduzieren sich von März bis September 2000 (Sommermonate) auf ca. 80 cm/s. Nach einem v_max-Anstieg in den Wintermonaten 2000/2001 bis zu 111 cm/s stellen sich die mittleren Maximalwerte ab Mitte April 2001 bis zum April 2002 auf ca. 90 cm/s ein. Das Schwingungsband beläuft sich auf etwa ± 6 cm/s.

Abb. II.2.3.2-2: Hanskalbsand - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Sohle bei Flut

Abb. II.2.3.2-3: Hanskalbsand - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche bei Flut

Der Ebbstrom hält sich von Anfang 1998 bis März 1999 konstant bei Fließgeschwindigkeiten um 50 cm/s (Mittel) und 70 cm/s (Maximum) an der Sohle. Danach verringert sich die Fließgeschwindigkeit um 10 bis 15 cm/s bis zum Jahresende. Im Gegensatz hierzu erhöht sich der Ebbestrom an der Oberfläche von November 1997 bis zum Maximalwert im Dezember 1998 um ca. 15 cm/s, um dann bis Oktober 1999 auf die geringsten gemessenen Geschwindigkeiten von 0,44 m/s (Mittel) und 0,67 m/s (max) abzusinken. Ab Oktober 1999 stellt sich an der Sohle bei Ebbe ein mittleres Geschwindigkeitsniveau von etwa 35 cm/s, bei Maximalwerten um 55 cm/s, ein. Die Oberflächengeschwindigkeiten passen sich im Verlauf denen der Sohle an und liegen im Mittel bei ca. 50 cm/s und im Maximum bei etwa 75 cm/s. Diese Tendenz hält bis heute an.

Abb. II.2.3.2-4: Hanskalbsand - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Sohle bei Ebbe

Abb. II.2.3.2-5: Hanskalbsand - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche bei Ebbe

Inwieweit die reduzierten Fließgeschwindigkeiten am Fahrwasserrand mit dem vergrößerten Durchflussprofil nach den Ausbaumaßnahmen einhergehen, kann zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht nachgewiesen werden.

Der Geschwindigkeitsverlauf in der Position D2 (Juelssand / Lühesand-West) ist dem der Position D1 (Hanskalbsand) bei Flutstrom sowohl an der Sohle als auch an der Oberfläche vergleichbar. Lediglich bei Flut erreichen die mittleren Fließgeschwindigkeiten in der Oberfläche um ca. 10 cm/s höhere Werte. Diese generell höhere Fließgeschwindigkeit gegenüber D1 ist lagebedingt.

In der Position D2 ist der negative Geschwindigkeitssprung (v_m) an der Sohle bei Ebbe mit nur ca. 10 cm/s ab März 1999 gering. Im Geschwindigkeitsverlauf der Maximalgeschwindigkeiten tritt bereits ab Ende Juli 1998 ein negativer Sprung von etwa 20 cm/s ein, um nachfolgend stabile Fließgeschwindigkeiten auszuweisen.

Die erhöhten Fließgeschwindigkeiten bei Flut zeigen sowohl an der Sohle als auch an der Oberfläche in den Wintermonaten 2000/2001 die gleiche Tendenz wie in Pos. D1.

Die mittlere Fließgeschwindigkeit an der Sohle liegt seit August 1998 unverändert bei ~50 cm/s, die an der Oberfläche seit Ende 1999 bei ~80 cm/s. Die maximalen Fließgeschwindigkeiten zeigen als Einzelwerte der jeweiligen Messdauer (ca. 14 Tage) gegenüber den mittleren Verhältnissen einen unruhigeren Verlauf. Während sich das v_max an der Sohle seit Anfang September 1998 in einem Band um 85 cm/s bewegt, liegen die Maximalwerte an der Oberfläche seit Ende 1999 im Mittel bei etwa 125 cm/s.

Abb. II.2.3.2-6 Juelssand - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Sohle bei Flut

Abb. II.2.3.2-7: Juelssand - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche bei Flut

Die Oberflächengeschwindigkeiten der Position D2 liegen bei Ebbstrom gegenüber D1 wesentlich höher (v_m +10 cm/s; v_max +20 cm/s). Ähnlich dem Sohlenverlauf tritt auch bei Ebbe an der Oberfläche ab März 1999 ein negativer Geschwindigkeitssprung von ca. 10 cm/s auf und erreicht wieder die Werte für den Zeitraum November 1997 bis Mai 1998. Für den Zeitraum vom Mai 1998 bis März 1999 werden zwischenzeitlich leicht erhöhte Fließgeschwindigkeiten registriert.

Die mittleren Fließgeschwindigkeiten an der Sohle haben sich bei Ebbe seit Anfang 1999 (evtl. September 1998) mit leichten Schwankungen bei ~50 cm/s eingestellt.

Nach dem Geschwindigkeitseinbruch der v_max-Werte Ende 1998 um ca. 2 dm, hat sich die Maximalgeschwindigkeit danach auf ca. 75 cm/s bis Ende 2000 eingestellt. Nach einem Hoch zu Beginn des Jahres 2001 liegen die v_max-Werte seit Mai 2001 bei ~80 cm/s.

Die Ebbegeschwindigkeiten an der Oberfläche zeigen im Mittel nach eher unruhigem Verlauf bis Ende 1999 ab Anfang 2000 einen Geschwindigkeitsanstieg um ca. 1 dm bei flacherem Schwingungsband. Nachdem die Maximalwerte im Jahre 1999 zunächst um 1 - 2 dm gegenüber der Vorzeit reduziert wurden, hat sich ab 2000 wieder ein mittlerer Horizont von ~120 cm/s eingestellt.

Abb. II.2.3.2-8: Juelssand - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Sohle bei Ebbe

Abb. II.2.3.2-9: Juelssand - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche bei Ebbe

Die Dauermessposition D3 liegt am südlichen Fahrwasserrand bei Pagensand-Nord. Die mittleren Fließgeschwindigkeiten an der Sohle bei Flut zeigen ein Schwingungsband zwischen Ende November 1997 bis März 2000 von etwa ± 6 cm zu v_m = 60 cm/s. Nach einem Geschwindigkeitseinbruch sind die mittleren Fließgeschwindigkeiten von April 2000 bis Ende 2001 von 49 cm/s auf 70 cm/s angestiegen. Die mittlere Geschwindigkeit für diesen Zeitraum liegt mit ~60 cm/s wieder im Niveau der Messungen bis zum März 2000. Die Maximalgeschwindigkeiten wurden mit wechselnden Tendenzen in einem Schwingungsband von v_max = 70cm/s bis v_max = 110 cm/s registriert.

Die Fließgeschwindigkeiten bei Flut zeigen an der Oberfläche zum Jahreswechsel 1999/2000 einen Sprung mit Erhöhungen um ~1 dm/s von v_m = 80 cm/s auf v_m = 90 cm/s sowie v_max = ~125 cm/s auf v_max = 135 cm/s. Im Gegensatz zur Sohle haben sich die Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche seit Anfang 2000 auf einem mittleren Schwingungshorizont eingependelt.

Abb. II.2.3.2-10: Pagensand-Nord - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Sohle bei Flut

Abb. II.2.3.2-11: Pagensand-Nord - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche bei Flut

Ähnlich der Flutgeschwindigkeit entwickelt sich die Fließgeschwindigkeit bei Ebbe. An der Sohle ist seit Mitte 2000 ein v_m-Anstieg von rund 1,5 dm/s festzustellen. Die mittlere Fließgeschwindigkeit in den Jahren 2000/2001 liegt in der Größenordnung der Jahre 1998/1999.

Auffällig ist der Verlauf der mittleren Oberflächengeschwindigkeiten bei Ebbe und Flut. Seit Anfang 2000 bewegt sich das Schwingungsband der mittleren Fließgeschwindigkeit in der Größenordnung von max. ± 10 cm um v_m@ 90 cm/s. Unter Berücksichtigung der Schwingungen im Jahresgang ist bei der mittleren Ebbe-Fließgeschwindigkeit (Oberfläche) seit November 1997 bis heute ein geringer Anstieg um ca. 5 cm/s festzustellen.

Abb. II.2.3.2-12: Pagensand-Nord - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Sohle bei Ebbe

Abb. II.2.3.2-13: Pagensand-Nord - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche bei Ebbe

Die Dauermessposition D4 liegt am südlichen Fahrwasserrand in Höhe Rhinplatte-Nord vor der Brammerbank. Auch an dieser Position ist seit November 1997 bis zum April 2002 tendenziell ein leichter Anstieg der Fließgeschwindigkeiten eingetreten. Das gilt für die Flut als auch für die Ebbe gleichermaßen. Die mittleren Sohlgeschwindigkeiten bei Flut haben sich von ~55 cm/s im Zeitraum bis Oktober 1999 auf ~65 cm/s bis heute erhöht. Die Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche bewegten sich bei Flut in einem Schwankungsband von ~ ± 5 cm um v = 70 cm/s bis Ende 1998. Ab Mai 1999 wurden bis zum heutigen Tag um etwa 10 cm/s höhere mittlere Fließgeschwindigkeiten aufgezeichnet.

Die Maximalgeschwindigkeiten in der Position D4 zeigen sowohl an der Sohle als auch an der Oberfläche Ende 1999 einen Höhensprung der Fließgeschwindigkeit in der Größenordnung von 1 dm. Lagen die Maximalwerte an der Sohle zunächst bei ~90cm/s, pendelte sie sich ab Anfang 2000 um 100 cm/s ein. Die maximalen Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche stiegen von~120 cm/s auf ~130 cm/s an.

Die mittleren Sohlengeschwindigkeiten bewegten sich bei Ebbe bis Ende 1999 in einem relativ breiten Streuungsband von ± 10 cm/s um den Mittelwert von 60 cm/s. Danach reduzierte sich die Streuungsbreite auf nur noch 1 dm mit leicht steigender Tendenz von ~65 cm/s auf ~75 cm/s. Die maximalen Sohlengeschwindigkeiten bewegten sich in einem parallelen Band zur mittleren Fließgeschwindigkeit in einem Abstand von +30 cm/s. Der Geschwindigkeitsverlauf an der Oberfläche bewegt sich bei Ebbe in einem relativ schmalen Schwingungsband von ± 5 cm/s im Mittel und ± 10 cm/s bei den Maximalwerten.

Die mittleren Fließgeschwindigkeiten liegen bis Ende Oktober 1998 bei rund 85 cm/s, danach bei v_m = 90 cm/s. Die mittleren Maximalwerte liegen während des gesamten Messzeitraumes bei 130 cm/s.

Abb. II.2.3.2-14: Rhinplatte-Nord - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Sohle bei Flut

Abb. II.2.3.2-15: Rhinplatte-Nord - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche bei Flut

Abb. II.2.3.2-16: Rhinplatte-Nord - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Sohle bei Ebbe

Abb. II.2.3.2-17: Rhinplatte-Nord - Entwicklung der Fließgeschwindigkeiten an der Oberfläche bei Ebbe

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