III.3.1 Volumenverteilungen (Schichtdickenuntersuchungen)
Bei der Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe wurden unterschiedliche Fahrrinnentiefen hergestellt. Die Solltiefen der Fahrrinne schwanken zwischen 14,40 m unter Kartennull (KN) im zentralen Abschnitt der Unterelbe zwischen Lühesand und Otterndorf (sog. Sockelbereich) und 15,30 m bzw. 15,20 m unter KN an den Enden der Ausbaustrecke. Insbesondere dem Sockelbereich der Elbe wurde im Zuge des Genehmigungsverfahrens ein besonderes Augenmerk gewidmet, da von Dritten Befürchtungen bezüglich der dauerhaften Stabilität dieses nur vergleichsweise gering vertieften Fahrrinnenabschnitts geäußert wurden. Im Falle einer sukzessiven Erosion des Sockels wurden größere Strömungs- und Wasserstandsänderungen befürchtet. Daher gilt es im Zuge des Beweissicherungsverfahrens, die Stabilität des Sockels zu kontrollieren. Dies wird auf Basis 12 verschiedener, unterschiedlich langer Untersuchungsabschnitte erfolgen, die außer dem eigentlichen Sockelbereich (Elbe-km 648 bis 717) auch die beiden Rampenstrecken umfassen. Damit wird im Ergebnis fast die gesamte Länge der Ausbaustrecke betrachtet.
Untersuchungen zu Änderungen der Volumenverteilungen verschiedener Tiefenbereiche (Schichtdicken) wurden im PF-Beschluss unter Ziffer II.3.2.1.3 angeordnet. Die Lage der zu untersuchenden Bereiche zeigt Abbildung III.3.1-1.
Abb. III.3.1-1: Lage der Gebiete für Schichtdickenuntersuchungen
Die bislang vorgenommenen Untersuchungen gibt Tabelle III.3.1-1 wieder.
Tab. III.3.1-1: Vorliegende Schichtdickenauswertungen
| Untersuchungsgebiet | 1998 | 1999 | 2000 | 2001/1.Hj | 2001/2.Hj | 2002/1.Hj | 2002/2.Hj |
| 1 | X | X | X | ||||
| 2 | X | X | X | X | X | ||
| 3 | X | X | X | X | X | ||
| 4 | X | X | X | X | X | ||
| 5 | X | X | X | X | X | ||
| 6 | X | X | X | X | X | ||
| 7 | X | X | X | X | X | ||
| 8 | X | X | X | X | X | ||
| 9 | X | X | X | X | X | ||
| 10 | X | X | X | X | X | ||
| 11 | X | X | X | X | X | ||
| 12 | X | X | X | X | X |
Hj = Halbjahr
X = Messung ausgewertet
Für die Untersuchungen wurden auf Basis digitaler Geländemodelle folgende Auswertungen vorgenommen:
- Berechnungen der Mengen in 1 m-Schichten bis 30m unter KN
- Berechnungen der Mengen in5 m-Schichten bis 30m unter KN
- Prozentuale Vergleichsrechnungen der Mengen in den 1 m-Schichten von Aufnahme zu Aufnahme
Gemäß Beweissicherungsprogramm ist für die genannten Abschnitte die langjährige Entwicklung des Sedimentvolumens im Bereich des Fahrwassers auf Basis von 1 m dicken Schichten zu ermitteln (siehe Abb. III.3.1-2):
Abb. III.3.1-2: Ergebnisse der Schichtdickenuntersuchungen für 5 m-Schichten der Untersuchungsbereiche 1-4
Zur Veranschaulichung der Ergebnisse sind nachfolgend in den Abbildungen III.3.1-3 bis III.3.1-5 die Ergebnisse der Berechnungen der 5m-Schicht-Untersuchungen dargestellt.
Abb. III.3.1-3: Ergebnisse der Schichtdickenuntersuchungen für 5 m-Schichten der Untersuchungsbereiche 1-4
Abb. III.3.1-4: Ergebnisse der Schichtdickenuntersuchungen für 5m-Schichten der Untersuchungsbereiche 5-8
Abb. III.3.1-5: Ergebnisse der Schichtdickenuntersuchungen für 5 m-Schichten der Untersuchungsbereiche 9-12
Die Abbildungen III.3.1-6 und III.3.1-7 zeigen exemplarisch die Ergebnisse dieser Schichtvolumenermittlungen für die Untersuchungsabschnitte 3 (etwa Grauerort bis Glückstadt) und 4 (etwa Glückstadt bis Scheelenkuhlen). Es wird zunächst deutlich, dass sich der Fahrrinnenausbau in den einzelnen Gebieten unterschiedlich niederschlägt: Während sich im Abschnitt 3 die Ausbaubaggerungen sichtlich abzeichnen, kommt dies im Abschnitt 4 kaum zum Ausdruck. Dies ist zumindest zum Teil darauf zurückzuführen, dass in einigen Fahrrinnenabschnitten aufgrund natürlich bedingter großer Wassertiefen nur geringfügige Vertiefungsbaggerungen notwendig waren, um die neuen Solltiefen herzustellen. Darüber hinaus ist in beiden Fällen erkennbar, dass nach dem Abschluss der Vertiefungsarbeiten keine "Materialverluste" in diesen Streckenabschnitten zu verzeichnen sind.
Abb. III.3.1-6: Sockelstabilität im UG 3. Entwicklung des Volumens von 1 m-Schichten im Fahrrinnenbereich
Abb. III.3.1-7: Sockelstabilität im UG 4. Entwicklung des Volumens von 1 m-Schichten im Fahrrinnenbereich
Ohnehin ist insbesondere die jüngere Entwicklung der Fahrrinnensohle nach dem Abschluss der Vertiefungsarbeiten von besonderen Interesse, mithin also die Entwicklung von 2000 auf 2001. Die bereits für den Größtteil der oben genannten Fahrrinnenabschnitte vorliegenden Ergebnisse für das erste und zweite Halbjahr 2001 lassen, was bereits in obigen Graphiken zum Ausdruck kommt, keine Hinweise auf eine Gefährdung der Sockelstabilität, sprich: eine allmähliche Erosion der vertieften Fahrrinne erkennen. Die einzelnen Vergleichswerte, die z.T. sehr hohe Veränderungsraten in den oberen Schichtsegmenten aufweisen, dürfen vor diesem Hintergrund nicht überinterpretiert werden, da hier die natürlichen Umlagerungen am größten sind. Zur Ermittlung des im PF-Beschluss im Abschnitt II.3.2.1.3 festgelegten Schwellenwertes (Änderung eines Teilvolumens einer Schicht um mehr als 15 %) wurden die Schichtmengen von Aufnahme zu Aufnahme miteinander verglichen und jeweils die prozentuale Änderungen ermittelt. Die Ergebnisse zeigen deutliche Überschreitungen der angeordneten Schwellenwerte (s. Abb. III.3.1-8).
Die umfangreichen Ergebnisse zur Überprüfung der Sockelstabilität sind in auf der CD 3 dokumentiert
Abb. III.3.1-8: Ergebnisse des Vergleiches von Schichtmengen zweier folgender Aufnahmen (Beispiel)
