Generaldirektion Wasserstraßen und Schifffahrt

3. Hydronumerische Modelle

In den Einwendungen werden die Prognosen des hydronumerischen Modells bezweifelt.

a) Methoden der hydronumerischen Modelle

Zum Themenkomplex Methoden der hydronumerischen Modelle enthalten die Einwendungen folgende Schwerpunkte:

• Hydromechanisches Modell

-Eignung des gewählten Modells
-Datengrundlage und Randbedingungen
-Validierung
-Prognosegenauigkeit

• Schwebstoff-Modell
• Modellierung schiffserzeugte Belastung
• Modelluntersuchung der Nebenflüsse

(1) Hydromechanisches Modell

Die Untersuchung der sogenannten "hydromechanischen Kenngrößen" ist deshalb von besonderer Bedeutung, da diese wichtige Grundlagen für die Untersuchung einzelner Schutzgüter der Umweltverträglichkeitsuntersuchung darstellen. Unter die Untersuchungen zur Hydromechanik fallen die Ermittlung ausbaubedingter Veränderungen im Tideregime, besonders in Hinblick auf Tidewasserstände, Strömungen, Salzgehalt, Sedimenttransport, Seegang, schiffserzeugte Belastungen sowie die Morphologie.

Die entsprechenden Untersuchungen wurden - bis auf wenige Ausnahmen - von der Bundesanstalt für Wasserbau, Außenstelle Küste, (BAW-AK) mit einem hydronumerischen Modell auf einem Hochleistungscomputer durchgeführt. Der Planfeststellungsbehörde kommt es entscheidend darauf an, daß die durchgeführten Untersuchungen die Auswirkungen der Planung auf die Tidedynamik der Unter- und Außenelbe sowie der Nebenflüsse hinreichend genau erkennen läßt.

Das der Planung zugrunde liegende Modell wird im Materialband I, Band 1, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik", besonders im Kapitel 2, beschrieben. Eingesetzt wurde das in internationaler wissenschaftlicher Kooperation entwickelte hydronumerische Verfahren "TRIM2D", das bei der BAW-AK bereits seit 1994 bei verschiedenen Projekten erfolgreich zur Anwendung kam. Es ist vielfach erprobt, wurde anhand von Naturdatensätzen u.a. für die San Francisco Bay, die Ems, die Jade, die Unter- und Außenweser sowie die Elbe verifiziert und entspricht dem aktuellen internationalen Stand der Fachwissenschaft.

Aufgabe des Modells ist die numerische Lösung verschiedener über die Wassertiefe integrierter nichtlinearer Differentialgleichungen, die den grundlegenden Erhaltungssätzen der Physik entsprechen. Diese sollen den zeitabhängigen tiefengemittelten Transport maßgeblicher Erhaltungsgrößen in einem Gewässer beschreiben (Wassermasse, Strömungsimpuls, Salzgehalt, Schwebstoffe und Geschiebe). Die erforderlichen Berechnungen stellen erhebliche Anforderungen an die Rechenleistung von Computern und erfordern somit den Einsatz von Hochleistungsrechnern mit parallel arbeitenden Vektor-Prozessoren.

Bei dem eingesetzten Modell handelt es sich um ein sog. zweidimensionales Modell (2D-Modell), das - wie der Vorhabensträger selbst einräumt (Materialband I, Band 1, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik", Kapitel 2.5.1.6) - im Vergleich zu heute bereits ebenfalls verfügbaren dreidimensionalen Modellen, einige prinzipielle Nachteile aufweist. Ein 3D-Modell erfaßt verschiedene Parameter (Salzgehalt, Strömungsgeschwindigkeit) auch in Abhängigkeit der Tiefendimension, berücksichtigt also an jedem Modellpunkt die Werte für verschiedene Wassertiefen, während das 2D-Modell hier mit tiefengemittelten Werten arbeitet.

Sofern jedoch eine hydronumerische Untersuchung mit einem dreidimensionalen Modell die gleiche geometrische Auflösung (also die Dichte des Gitternetzes) wie ein 2D-Modell berücksichtigen soll, ergeben sich nochmals deutlich erhöhte Anforderungen an die Kapazität und Leistungsfähigkeit der einzusetzenden Rechner. Mit vergleichbaren Computersystemen vermag ein 3D-Modell wegen der zusätzlichen Datenmenge nur mit einer deutlich geringeren geometrischen Auflösung zu rechnen. Die Entscheidung für den Einsatz eines 2D bzw. 3D-Modells hängt damit auch vom Grad der gewünschten bzw. benötigten geometrischen Auflösung der Gewässertopographie ab.

Die geometrische Auflösung eines Modells ist um so zuverlässiger und aussagekräftiger, je enger die gewählte Gitterweite ist. Im Gutachten der BAW-AK (MATERIALBAND I, Band 1, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik") wird eine Auflösung (also der Abstand zwischen zwei benachbarten Berechnungspunkten) mit einer Gitterweite von 50 x 50 m für ausreichend, aber auch notwendig erachtet. Auch die Berücksichtigung spezieller Geländeformen (steile Ufer, Flachwasserbereiche etc.) ist damit möglich. Eine vollständig dreidimensionale Berechnung der Tidedynamik der Unter- und Außenelbe und ihrer ausbaubedingten Änderungen bei gleichbleibender hoher horizontaler Auflösung von 50 x 50 m wird vom Gutachter BAW-AK als kaum realisierbar, angesichts der Aufgabenstellung und der gegebenen hydrologischen Verhältnisse des Tideästuars Unter- und Außenelbe allerdings auch als keinesfalls notwendig eingestuft. Dieser Ansicht schließt sich die Planfeststellungsbehörde an.

(a) Eignung des gewählten Modells

Gegen die Eignung des gewählten Modells wurden verschiedene Einwendungen vorgebracht.

Einwender: H00055, H00069, H00074, H00075, H00089, H00104, H00109, H00111, H00112, H00114, H00115, H00116, H00124, H00127, H00129, H00149, H00150, H00151, H00160, H00189, H00197, H00198, H00199, H00200, H00201, H00202, K00070, K00231, K00293, K00295, K00296, K00365.

Die grundsätzliche Eignung mathematischer Modelle zur Beschreibung und exakten Darstellung von großen, komplexen, dynamischen Naturräumen wie der Tideelbe, die ständigen Veränderungen (z.B. aktuelle Wattabbrüche, Rinnenbildung im Bereich Medemsand/Medemgrund) unterworfen, ist anzuzweifeln.

Das hydromechanische Modell entspricht nicht dem Stand der Wissenschaft und Technik, da kein 3D- Modell eingesetzt wurde. Darüber hinaus hätte nur eine Modellierung mit einem 3D-Modell die notwendigen Informationen für dieses Verfahren liefern können. Die Begründung des Antragstellers, daß dies in akzeptabler Zeit nicht hätte bearbeitet werden können, ist nicht stichhaltig. Das eingesetzte hydraulische 2D-Modell reicht dagegen nicht aus, das komplexe hydrologische Ästuarsystem der Unterelbe zu beschreiben. Hieraus ergeben sich folgende Mängel:

• Aufgrund technischer, methodischer, finanzieller und zeitlicher Grenzen wurden nur relative grobe Wirkungsabschätzungen vorgenommen.
• Die Aussagen bezüglich Sturmflutwasserständen, Erhöhung der Fließgeschwindigkeiten in der Elbe, Zunahme des Tidehub, Strömungsgeschwindigkeiten, Trübung, Erosions- und Sedimentationsverhalten sowie der Verlagerung der Brackwasserzone sind nicht korrekt.
• Die Auswirkung auf die vertikale Verteilung des Salzgehalts und der Fließgeschwindigkeit, die Wasserstandsänderungen, die Fließgeschwindigkeiten als solche, die Quantifizierung des Geschiebetransportes, Überflutungsdauer in Flachwassergebieten und die Entstehung von Turbulenzen können nur qualitativ abgeschätzt werden.
• Eine Prognose der Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich der Nebenrinnen, eine Simulation der Schichtung von Süß- und Salzwasser im Elbeästuar und Aussagen zu Querströmungen in Kurven sind nicht möglich.

Die Auswirkungen der Baggergutverklappung (und somit der Teilmaßnahmen) auf die Tide, die Strömungsdynamik und die Sedimentationsverhältnisse der Elbe werden in den beeinflußten Bereichen nur teilweise und nicht hinreichend dargestellt.

Das künftige Profil wird nicht dargestellt, sondern nur die Differenz zum heutigen.

Es wurde beantragt (Dok.-Nr. BO018), ein Fahrrinnenprofil der Unterelbe vorzulegen, das auf den jüngsten Peilungen beruht. Das heutige Profil ist mit dem in den Planungen zugrundegelegten (Stand 1992) zu vergleichen und die Änderungen darzustellen. Es ist eine Bilanz vorzulegen, wo und in welchem Maß in diesem Jahr Sedimente in der Unterelbe entnommen oder umgelagert wurden. Begründung: Das Objekt des Eingriffs, die Elbe, ist nicht mehr in dem Zustand, der den Gutachten und Planungen zugrunde lag. Es wird vermutet, der heutige Zustand sei durch Eingriffe der Antragsteller entstanden, die weit über übliche Unterhaltungsmaßnahmen hinausgehen.

Es wurde ferner beantragt (Dok.-Nr. BO032), vor Planfeststellungserlaß die Untersuchung auf der Basis der aktuellsten Topographie sowohl mit dem Modell der BAW zu wiederholen als auch mit einem zweiten noch bekanntzugebenden Modell.

Antragsweise (Dok.-Nr. BO034) wurde auch begehrt, die Planfeststellungsbehörde möge veranlassen, daß eine neue Rechnung mit den jahreszeitlichen Durchschnittswinden veranlaßt wird. Grund: Dadurch ergeben sich auch höhere Werte bei Sturmfluten nach Durchführung der Elbvertiefung.

Wegen der befürchteten Fehler des Modells der BAW richtet sich ein weiterer Antrag (Dok.-Nr. BO037) darauf, die von der BAW modellierten Situationen mit einem moderneren Modell (3 D) nachzuvollziehen. Diese Untersuchungen sind nicht bei der BAW in Auftrag zu geben.

Es wurde während der Anhörung beantragt, das Untersuchungsgebiet bis zum Feuerschiff Elbe zu erweitern, hilfweise eine Beweissicherung zur Erfassung der Sedimentation und Änderung der Tidewasserstände in den Prielsystemen und Wattgebieten der außerhalb des Untersuchungsgebiets belegenen Außenelbebereiche anzuordnen.

In der Erörterung wurde ergänzend gefordert bzw. beantragt, den Ansatz der "worst-case"-Prognosen der Bundesanstalt für Wasserbau wissenschaftlich zu begründen und diejenigen Prognoseungenauigkeiten bzw. Darstellungs- und Wissenslücken zu bewerten bzw. auszuräumen, die in einer im Erörterungstermin überreichten schriftlichen Stellungnahme enthalten sind.

Es wurde auch beantragt, mit einem umfangreichen Beweissicherungsverfahren die Prognoseergebnisse des 2-D-Modells im Hinblick auf Tidewasserstände, Strömungsverhältnisse, Sedimentation und Sockelstabilität zu prüfen.

 

Die vorgebrachten Einwendungen und Anträge sind unbegründet. Soweit sich dies nicht schon aus dem oben Dargestellten ergibt, folgt es aus den nachvollziehbaren und überzeugenden Begründungen des Vorhabensträgers.

Soweit die Eignung des eingesetzten Modells zur Darstellung der Auswirkungen des Fahrrinnenausbaus auf die Tidedynamik bestritten wird, ist dem Einwender zumindest darin zuzustimmen, daß ein mathematisches Modell die zahlreichen, vielschichtigen, sich in verschiedenen Dimensionen abspielenden Prozesse in komplexen Naturräumen wie der Unter- und Außenelbe niemals exakt nachbilden kann. Gleichwohl ist davon auszugehen, daß die hier durchgeführten Untersuchungen mit dem gewählten Modell zutreffend jedenfalls die Größenordnungen der durch den Fahrrinnenausbau hervorgerufenen Veränderungen der maßgeblichen und grundlegenden hydronumerischen Kenngrößen beschreiben. In diesem Zusammenhang sei auch auf die Ergebnisse der Verifizierung des Modells hingewiesen, die belegen, daß die Daten des Modells gut mit den in der Natur gemessenen Daten der einzelnen Parameter im Einklang stehen (MATERIALBAND I, Band 1, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik", Kapitel 3).

Der Einwand, daß mit einen dreidimensionalen Modell zuverlässigere Ergebnisse erzielt worden wären, ist nicht stichhaltig. Es war keinesfalls erforderlich, ein 3D-Modell einzusetzen, um die ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik erfassen zu können. Die Prognosefähigkeit eines hydronumerischen Modells hängt in starkem Maße von der Nachbildung der maßgeblichen Systemeigenschaften ab. Grundlage hierfür ist es, die geometrischen Systemveränderungen im Modell möglichst exakt, d. h. hochauflösend, nachzubilden. Wie oben bereits dargestellt, ermöglicht eine zweidimensionale Modellierung - gleiche Rechnerleistung und -kapazität vorausgesetzt - gegenüber einer dreidimensionalen Modellierung eine deutlich höhere Auflösung der Topographie, also auch eine präzisere Abbildung der ausbaubedingten Veränderungen der Gewässergeometrie und schlußendlich eine zuverlässigere Darstellung der ausbaubedingten Änderungen der einzelnen Untersuchungsparameter. Mit dem eingesetzten hochauflösenden zweidimensionalen Modell können ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik - auch bei Sturmfluten - somit zuverlässig ermittelt werden.

Nach den überzeugenden Darstellungen des Gutachters BAW-AK gilt dies auch für den Parameter Salzgehalt. Beim Elbeästuar handelt es sich aufgrund der starken Gezeitendynamik um ein "gut durchmischtes" System, d.h. durch die hohe Strömungsturbulenz erfolgt eine intensive Vertikalvermischung des (dichteren) Salzwassers mit dem vom Binnenland abfließenden Süßwasser. Durch den Fahrrinnenausbau wird sich der Unterschied zwischen dem Salzgehalt an der Sohle und dem an der Oberfläche nur in geringem Umfang ändern; allenfalls führt die vergrößerte Tiefe zu einer anteilig vergrößerten Differenz zwischen den Salzgehalten an der Oberfläche und denen an der Sohle. Der über die Tiefe integrierte Wert des 2D-Modells ist also für den Ausbauzustand mit etwa dem gleichen Gradienten zu interpretieren wie der für den Ist-Zustand. Eine vertikal integrierte Betrachtung der Salzgehaltsverhältnisse im hier zur Anwendung gekommenen 2D-Modell darf fachwissenschaftlich somit als zulässig betrachtet werden und führt keinesfalls zu unzulänglichen Ergebnissen.

Letztere Aussage gilt auch in bezug auf die Ermittlung der ausbaubedingten Strömungsgeschwindigkeiten. Es ist zwar richtig, daß das angewendete Modell für die vertikale Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten keine Ergebnisse produziert hat. Alle Aussagen, auch für Folgeparameter, wurden aus der Prognose der integrierten Veränderung durch Verwendung der Gradienten des Ist-Zustandes ermittelt. Diese Vorgehensweise ist fachwissenschaftlich zulässig: Da das Vertiefungsmaß im Verhältnis zur vorhandenen Gesamtwassertiefe nur gering ist, wird sich nach dem Ausbau kein deutlich verändertes Vertikalprofil der Geschwindigkeit einstellen. Dadurch ist gewährleistet, daß für den Ist-Zustand und den Ausbauzustand die turbulenten Ausbreitungsvorgänge ähnlich sein werden und bei der Modellierung nicht mit aufgelöst werden müssen. Im übrigen ist darauf hinzuweisen, daß das 2D-Modell trotz der Tiefenintegration der Eingangsdaten sehr wohl die physikalischen Vorgänge in der Lotrechten berücksichtigt: Siehe hierzu die Erläuterungen im MATERIALBAND I, Band 1, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik", Kap. 2.2 bis 2.5. Dies zeigt, daß eine dreidimensionale Darstellung der Strömungsbedingungen und deren ausbaubedingter Änderungen verzichtbar ist, da damit keine signifikante Genauigkeitsverbesserung erreichbar ist.

Ergänzend ist darauf hinzuweisen, daß das 2D-Modell die Strömung nur über die Tiefe integriert. Die Strömungen in Längsrichtung - und damit auch Querströmungen etc. - werden trotz der komplexen Tiefenprofile durchaus erfaßt und deren ausbaubedingte Änderungen prognostiziert. In diesem Zusammenhang ist zur Verdeutlichung ergänzend darauf hinzuweisen, daß natürlich nicht alle systemrelevanten Parameter von einem hydronumerischen Modell, unabhängig davon, ob es sich um ein zweidimensionales oder dreidimensionales Modell handelt, erfaßt und berechnet werden können. Die ausbaubedingten Änderungen der Seegangsverhältnisse, der schiffserzeugten Belastungen oder anderer Kenngrößen wurden daher mit anderen Modellen und Methoden ermittelt.

Die für das Modell angeführten Mängel sind somit nicht zutreffend. Nach dem Ausgeführten war eine zusätzliche Darstellung der Vorhabensauswirkungen in einem 3D-Modell nicht erforderlich. Ebensowenig ergibt sich die Notwendigkeit, das Untersuchungsgebiet zu erweitern, die Prognoseergebnisse des 2-D-Modells im Wege eines Beweissicherungsverfahrens zu prüfen, und nötigenfalls dieses Beweisicherungsverfahren auf die nicht im Untersuchungsgebiet belegenen Außenelbebereiche zu erstrecken. Allerdings ist unabhängig davon ein umfangreiches Beweissicherungsprogramm zur Auflage gemacht worden, das die geforderte Überprüfung (innerhalb des Untersuchungsgebiets) weitgehend bietet.

Ebenso war eine weitergehende Berücksichtigung der Auswirkungen von Baggergutverklappung nicht notwendig. Schon der Gesamteingriff hat auf die Wasserstände und die Strömungen Veränderungen maximal im Zentimeterbereich zur Folge. Im Mündungstrichter der Elbe, wo die Klappstellen geplant sind, tendieren die Auswirkung sogar gegen Null, da hier im Einflußbereich der See der Eingriff im dynamischen Naturgeschehen als vernachlässigbar gering anzusehen ist. Dies gilt auch für die Auswirkungen der dortigen Klappstellen. Von einer gesonderten Modellierung der Klappstellen konnte daher abgesehen werden. Für die Baggergutablagerungsflächen (oberstrom von St. Margarethen) wurden Modellrechnungen mit höherer Auflösung ausgeführt; die entsprechenden Ergebnisse sind in den Antragsunterlagen im MATERIALBAND I, Band 3, dargestellt.

Der von Einwendern geforderten Darstellung des "künftigen Profils" bedarf es nach Ansicht der Planfeststellungsbehörde ebenfalls nicht. Die diesbezüglichen Darstellungen und Ausführungen in den Antragsunterlagen sind ausreichend.

Soweit beantragt wurde, den Ansatz der "worst-case"-Prognosen der Bundesanstalt für Wasserbau wissenschaftlich zu begründen, so bleibt auch dieser Antrag in der Sache ohne Erfolg, da sich diese Begründung des Fachgutachters BAW-AK bereits im Materialband I, Band 1, im Gutachten "Ausbaubedingte Änderung der Tidedynamik" wiederfindet. Die im Erörterungstermin überreichte Stellungnahme enthält keine aufklärungsbedürftigen Sachverhalte, die nicht bereits in der Abwägung, wie sie in der hiesigen Ziffer und in der nachfolgenden Ziffer 4 dargestellt ist, enthalten sind.

(b) Datengrundlagen und Randbedingungen

Zu diesen Aspekten enthielten die Einwendungen folgende Schwerpunkte:

Einwender: H00055, H00069, H00074, H00075, H00079, H00080, H00102, H00104, H00112, H00124, H00158, H00164, K00070, K00116, K00122, K00172, K00191, K00211, K00217, K00223, K00225, K00272, K00282, K00286, K00292, K00314, K00315, K00365, K00379, K00380, K00389.

Die für die Modelluntersuchungen herangezogenen Basisdaten sind unzureichend oder mangelhaft.

• Der zugrunde gelegte Ist-Zustand für den hydrologisch/morphologischen Teil des mathematischen Modells ist fehlerhaft, da z. T. veraltetes Datenmaterial mit neuem kombiniert verwendet wurde.
• Die Topographie der Elbe wird bei einer Peilgenauigkeit von 0,35 m (wird aus Aussagen zur Vertiefung bei den Teilmaßnahmen abgeleitet) nur unzureichend nachgebildet.
• Bereits vorhandene Strudel und Auskolkungen (z.B. an den Deichen bei Kolmar und Bielenberg) sind im Modell nicht berücksichtigt worden.
• Die Angaben zur Erhöhung der Sturmflutwasserstände sind von geringem Wert, da sie aus den Ereignissen von 1976, 1994 und einer theoretischen Sturmflut abgeleitet sind. Kritische Sturmflutereignisse zeichnen sich aber dadurch aus, daß sie aus einer unvorhersehbaren Kombination ungünstiger Bedingungen resultieren, die seriös kaum abschätzbar sind.

Die Randbedingungen für die Modellierung wurden nicht richtig gewählt bzw. es fehlt eine Plausibilitätskontrolle. Im einzelnen betrifft dies folgende Aspekte:

• Die Modell-Topographie, die maßgeblich die Prognoseergebnisse bestimmt, berücksichtigt nicht natürliche oder durch frühere Ausbauten verursachte Tendenzen zu Veränderungen (wie z.B. Veränderungen aufgrund des zu erwartenden Durchbruches durch den Medemsand v.a. auf die Sturmflutwasserstände). Darüber hinaus wurden aktuelle bzw. absehbare Ausbauten wie die neuen Hafenanlagen stromaufwärts von Steubenhöft und die geplante Verlegung des Ostebetts nicht im Modell umgesetzt. Insgesamt bilden zumindest im Bereich des Landkreises Cuxhaven die stark pauschalisierenden Modellansätze die speziellen örtlichen Belastungssummen nicht ab.
• Die zugrunde gelegte bremsende Wirkung des Sockels wird angezweifelt, da er im wesentlichen aus Lücken (Übertiefen) besteht. Zudem wird im Sockelbereich die Fahrrinne verbreitert.
• Die den Berechnungen zugrunde gelegten Ausbaubaggertiefen berücksichtigen nicht die tatsächlichen, tieferen Verhältnisse von 15,4 m durch Vorratsbaggerungen, Peilungenauigkeiten und Baggertoleranzen.
• Die zugrunde gelegte Größe des morphologischen Nachlaufs birgt Ergebnisunsicherheiten, da die Bestimmung auf der Annahme unveränderter Strömungsbedingungen beruht.
• Auch die Sekundärauswirkungen wie die Verlandung von Flachwasserzonen werden nicht berücksichtigt.
• Die Modelluntersuchungen zum Seegang gehen nur von einer Seegangsrichtung aus, die nicht zwangsläufig die größten vorhabensbedingten Änderungen zur Folge hat. Daher ist die Einstufung der Änderungen als "geringfügig" und der Ausschluß von Veränderungen an Watten und Sanden zu hinterfragen. Außerdem werden die in die Elbe aus der Nordsee einlaufenden Wellen maßnahmebedingt stärker in die Fahrrinne geführt. Die zu erwartenden Wellenhöhen wurden jedoch lediglich aus aktuellen Beobachtungen abgeleitet und daher zu niedrig angesetzt.
• Der von Wissenschaftlern vorhergesagte und durch Klimaveränderungen bedingte Meerespiegelanstieg wird bei den Berechnungen nicht berücksichtigt.
• Die Randbedingungen der berücksichtigten Bemessungssturmflut 2085A sind nicht angemessen, da unter Annahme ungünstigerer Randbedingungen noch höhere Stumflutscheitelwerte zu erwarten wären. Auch die klimabedingte Erhöhung des Sturmflutrisikos bleibt unberücksichtigt.
• Die Wirkungsmechanismen bei Sturmflut im Bereich Ostesperrwerks werden nicht korrekt erfaßt:
  -Die Wasserstände bei Sturmflut und geschlossenem Ostesperrwerk nicht berücksichtigt.
  -Die Schwallbildung bei sturmflutbedingten Schließungen des Ostesperrwerkes und die daraus heute schon resultierenden Überflutungen im Außendeichsbereich sind nicht untersucht und dargestellt.
  -Die sprunghafte Zunahme der Sperrwerksschließungen nach der Elbvertiefung von 1974 wurde nicht analysiert und entsprechend berücksichtigt.
• Die für die Prognose der Auswirkungen der Teilmaßnahmen zugrunde gelegten Randbedingungen Oberwasserzufluß und energiereiche Springtide reichen nicht aus, da die Anzahl der Randbedingungen größer ist. Die für die Beurteilung der Zulässigkeit der vorgezogenen Teilmaßnahmen erforderliche worst-case-Betrachtung ist damit nicht möglich. So bleiben Wasserstände bei Kettentiden und Reflexion der Wasserstände bei hohem Oberwasserabfluß unberücksichtigt.

In der Erörterung wurde vertiefend eingewendet oder beantragt,

• die Umweltverträglichkeitsuntersuchung erneut auszulegen und zu erörtern, da keine "Empfindlichkeitsgrenzwerte" für die Parameter Dichtegradient, Trübung, Salzgehalt, Sedimenttransport und Strömungsgeschwindigkeit vom Gutachter vorgegeben seien,
• daß der Zeitraum von 2 bis 3 Wochen für die Berechnung der ausbaubedingten Änderungen nicht ausreichend sei, somit mögliche Randbedingungen nicht berücksichtigt wurden,
• daß das Kappen von Riffelkuppen um größere Beträge im Modell der BAW-AK nicht berücksichtigt wurde,
• und daß bei den Modellierungen kein Wind berücksichtigt wurde.

Die Einwendungen sind unbegründet.

Die für die Modellierung herangezogenen Basisdaten sind als ausreichend anzusehen. Die Elbe ist nach Peilungen aus dem Jahr 1992 modelliert worden. Wegen der Tiefgangsschwierigkeiten der Peilschiffe bei niedrigen Wasserständen bleiben örtlich "weiße Flecken" in den hohen Watten und im Bereich der Niedrigwasserlinie. Um diese noch mit Tiefendaten zu füllen, hat der Gutachter in solchen Fällen auf die jeweils nächstältere Peilung des BSH (Bundesamt für Seeschiffahrt und Hydrographie) zurückgegriffen, in der diese Bereiche mit erfaßt waren. Der sich hieraus ergebende Fehler in der Abbildung der Topographie ist gering, da die Fahrrinne und ihre benachbarten tiefen Gebiete i.d.R. die morphodynamisch aktivsten Bereiche sind und zu den Ufern hin und auf den Watten die Morphodynamik abnimmt. Der möglicherweise im Wattbereich ältere Erfassungsstand der Topographie fällt somit in ein Gebiet, in dem Sohlveränderungen meist nur sehr langsam ablaufen. Die Tatsache, daß die Modelltopographie teilweise aus Peilungen verschiedener Jahre zusammengesetzt werden mußte, hat also keinen bedeutenden Einfluß auf die Güte der Prognosen der ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik. Die Schwierigkeit, eine synoptische Aufnahme der Topographie zu erstellen besteht angesichts eines Untersuchungsgebietes, das von Scharnhörn bis Geesthacht reicht, immer. Darüber hinaus ist auch nicht zu erwarten, daß eine neue Modellierung auf Basis aktuellerer Daten, die auch etwaige, in der Zwischenzeit möglicherweise eingetretene lokale morphologische Veränderungen berücksichtigen, wesentlich andere Prognoseergebnisse ergeben hätte.

Ergänzend sei darauf hingewiesen, daß vorhandene Auskolkungen im Böschungsbereich zwischen Ufer und der Fahrrinne im Modell in der gleichen Qualität erfaßt wurden wie das Elbebett selbst.

Zu Recht geht der Einwender davon aus, daß sich kritische Sturmflutereignisse aus einer Kombination ungünstiger Bedingungen ergeben. Die Methode, mit die ausbaubedingten Veränderungen der Tidedynamik bei Sturmflutereignissen ermittelt wurden, ist jedoch keinesfalls zu beanstanden. Die Sturmflutuntersuchungen beinhalten eine Systemanalyse, bei der auf der Basis einer eingetretenen Sturmflut (vom 28. Januar 1994) das Modell verifiziert wurde und ferner mit der bisher aufgetretenen höchsten Sturmflut vom 3. Januar 1976 ein weiteres Ereignis analysiert wurde. Ebenfalls mit in die Analysen einbezogen wurde die Bemessungssturmflut, die 1988 durch eine Arbeitsgruppe der Länder Hamburg, Niedersachsen und Schleswig-Holstein definiert wurde. Dabei handelt es sich um eine theoretisch angenommene Extremsturmflut, bei der gerade eine denkbar ungünstigste Kombination von Randbedingungen zugrunde gelegt wurde: Hier wurde auf Grundlage der Sturmflut vom 3.1.1976 eine weitere Erhöhung der Windstärke, eine zusätzliche Erhöhung des Windstaus in der Elbmündung und das gleichzeitige Abfließen einer ausgeprägten Hochwasserwelle aus dem Binnenland kombiniert. Diese Sturmflut ist maßgeblich für die Bemessung des Hochwasserschutzes an der Unterelbe; ihre Berücksichtigung im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen war in jedem Falle angezeigt, da sie für den gesamten Bereich der Tideelbe den "worst case" darstellt. Bei der Ermittlung der ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik bei Sturmfluten wurde also richtigerweise eine ganze Bandbreite verschiedener Sturmfluten und Sturmfluttypen berücksichtigt.

In diesem Zusammenhang sei auch darauf hingewiesen, daß eine Berücksichtigung der während der Sturmflut von 1976 tatsächlich eingetretenen Deichbrüche bei den Modellierungen im Rahmen der Umweltverträglichkeitsuntersuchung keinen Sinn gemacht hätte und daher nicht angezeigt war. Deichbrüche führen stromauf zu einem Absinken der Wasserstände; von Interesse ist hier aber vor allem die Ermittlung ausbaubedingter Änderungen bei hohen Wasserständen.

In Hinblick auf die Einwendung, daß die Randbedingungen der Bemessungssturmflut unzureichend sind und diese Sturmflut hinsichtlich zu erwartender Wasserstände nicht den schlechtesten Fall darstellt, ist grundsätzlich nochmals darauf hinzuweisen, daß diese Sturmflut auf der Basis umfangreicher wissenschaftlicher Analysen zwischen den Elbanrainerländern Schleswig-Holstein, Niedersachsen und Hamburg festgelegt wurde und dort maßgeblich für die Bemessung der Hochwasserschutzeinrichtungen entlang der Unterelbe ist (s.o.). Hinsichtlich der durch den Fahrrinnenausbau hervorgerufenen Änderungen der Tidedynamik bei Sturmfluten ist darauf hinzuweisen, daß Sturmfluten durch den geplanten Fahrrinnenausbau nur sehr geringfügig verändert werden. Hier sei auf die Antragsunterlagen verwiesen, in denen nachvollziehbar dargelegt wird, daß die Wirkung einer Fahrrinnenvertiefung auf die Erhöhung von Wasserständen mit der Höhe einer Sturmflut abnimmt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei sehr hohen Sturmfluten das Verhältnis von durchströmtem Querschnitt des Flusses zum Vertiefungsbereich an der Fahrrinnensohle am kleinsten ist. Aus diesem Grunde treten bei mittleren Tideverhältnissen größere ausbaubedingte Wasserstandsänderungen ein als bei Sturmfluten. Höhere Sturmflutscheitelwerte als die bei der - hier berücksichtigen - Bemessungssturmflut würden daher noch geringere ausbaubedingte Erhöhungen erfahren. Die prognostizierten Erhöhungswerte für die Bemessungssturmflut sind allerdings bereits so gering, daß sie nicht zu einer Gefährdung der Deichsicherheit führen.

Es trifft ferner nicht zu, daß die Randbedingungen der Modellierung unzutreffend seien und eine Plausiblitätskontrolle fehle. Im MATERIALBAND I ist die Verifikation des Modells anhand des Vergleichs der Strömungsgeschwindigkeiten und den Wasserständen einer gelaufenen Tide beschrieben. Weiterhin hat die BAW-AK mittlerweile, wie auf den Erörterungsterminen dargestellt, mit den gleichen Modelleinrichtungen eine Vergleichsrechnung für die Tidewasserstände der Unterelbe für den Zeitraum von 1972 bis 1992 gerechnet und ist dabei auf die gleichen Wasserstandsentwicklungen gekommen, wie sie tatsächlich in der Natur eingetreten sind. Auch dies ist als erfolgreiche Plausibiltätskontrolle der Modellierung zu werten.

Die von Einwendern zur Sprache gebrachte Tatsache, daß die derzeitige Gewässertopographie der Unter- und Außenelbe das Resultat vielfältiger natürlicher Entwicklungen, anthropogener Eingriffe und derer wechselseitiger Beeinflussungen ist, wird an verschiedenen Stellen der Antragsunterlagen zum Ausdruck gebracht.

Die Prognose für die Maßnahme geht - entsprechend den gesetzlichen Vorgaben - zutreffend vom Ist-Zustand aus. Es ist richtig, daß aktuelle oder geplante Ausbauten (z.B. neue Hafenanlagen stromaufwärts von Cuxhaven-Steubenhöft oder strombauliche Maßnahmen im Bereich der Oste) im Ist-Zustand nicht berücksichtigt worden sind. Grundlage für die Berechnung des Ist-Zustandes ist die Topographie des Jahres 1992, und zu diesem Zeitpunkt waren die Anlagen und Ausbauten auch noch nicht vorhanden. In der Prognose sind die ausschließlich die Auswirkungen des Fahrrinnenausbaus in Maß und Zahl ermittelt worden, nicht die Auswirkungen anderer menschlicher Baumaßnahmen oder natürlicher Umgestaltungsvorgänge im Elbeästuar. Es ist gleichwohl darauf hinzuweisen, daß derartige Maßnahmen und Prozesse bei der Betrachtung der Nullvariante (Umweltverträglichkeitsstudie, Kap. 8 und MATERIALBAND I) beschrieben und diskutiert werden.

Es ist in diesem Zusammenhang allerdings richtig, daß die Vorgänge bei der naturbedingten Vertiefung und Verlagerung der Medemrinne zu einer Verstärkung der Tide führt, die stromauf wahrscheinlich spürbare Tidewasserstandsänderungen mit sich bringt.

Hinsichtlich der speziellen Verhältnisse im Landkreis Cuxhaven, auf die von Einwendern hingewiesen wurde, ist darauf hinzuweisen, daß sich hier die errechneten ausbaubedingten Wasserstandsänderungen von unter 1 cm in einer nichtsignifikanten Größenordnung befinden, wobei die Genauigkeit des Modells von der Genauigkeit der eingebauten Veränderungen in der Fahrrinne und der Rechengenauigkeit des Computers bestimmt werden.

Die bei der Planung unterstellte "bremsende" Wirkung des Sockels ist in den Antragsunterlagen plausibel begründet (vgl. z.B. Erläuterungsbericht, Teil B). Warum von Einwendern in Hinblick auf im Sockel bestehende Übertiefen diese bremsende Wirkung in Abrede gestellt wird, kann die Planfeststellungsbehörde nicht nachvollziehen.

Wie im Kapitel 5.2 des Gutachtens "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik" im MATERIALBAND I, Band 1 dargelegt wird, wurde beim "Einbau" der Fahrrinnenanpassung in das Modell wie folgt vorgegangen: In denjenigen Strecken der Fahrrinne mit einer heutigen Sohltiefe, die geringer als die künftige Solltiefe ist, wird eine Sohltiefe von künftiger Solltiefe zuzüglich 0,50 m angesetzt. Dies entspricht bei einer tatsächlich vorhandenen Baggertoleranz von ±  0,20 m und einem Vorratsmaß von 0,30 m dem ungünstigsten Fall, da sich die Baggertiefen tatsächlich nur zwischen 0,10 m und 0,50 m unter der künftigen Solltiefe bewegen werden. Weiterhin wurde in (nicht zu vertiefenden) Übertiefenbereichen der Fahrrinne mit mehr als 2 m Sohltiefe unter der heutigen Sollsohle für den zu erwartenden morphologischen Nachlauf eine Sohlvertiefung um das Differenzmaß zwischen heutiger und künftiger Sohle angesetzt. Weiterhin wurde ein morphologischer Nachlauf auch für die seitlichen Böschungen des Gewässers berücksichtigt. Dies alles bedeutet, daß der Gutachter mit seinen Modellansätzen weit über die Forderungen des Einwenders hinaus gegangen ist. Es ist daher nicht davon auszugehen, daß die ausbaubedingten Änderungen aufgrund der gewählten Modellansätze unterschätzt werden.

Auch die Tatsache, daß im Bereich der Hamburger Delegationsstrecke eine Baggerstrategie angewendet wird und werden soll, die eine stärkere Kappung der Riffelkuppen beinhaltet, hat keine Auswirkungen auf die Qualität der Prognosen, da dieser Sachverhalt -indirekt- ebenfalls im Modell berücksichtigt wurde. Riffel zeichnen sich durch eine häufige Änderung von Lage und Form aus und entwickeln sich z.B. nach Baggerungen rasch neu. Diese morphologische Eigenart der Riffel erfordert es, die Kuppen der Riffel im Sinne eines ökonomischen Baggereinsatzes um bis zu 1 m über die Solltiefe hinaus abzubaggern. Unmittelbar nach dieser "Kappung" setzt nämlich ein Materialtransport aus den Riffeltälern ein, der bewirkt, daß sich wieder Riffel(kuppen) bilden, deren Kämme freilich auf einem tieferen Niveau liegen als vor der Baggerung. Durch diesen nachlaufenden Prozeß ist gewährleistet, daß das in den Erläuterungsberichten angegebene Maß für Vorsorgebaggerung (inkl. Baggertoleranz) im Ergebnis auch auf der Hamburger Delegationsstrecke eingehalten wird. Dementsprechend ist dieser Sachverhalt auch in den Modellansätzen der Bundesanstalt für Wasserbau voll berücksichtigt.

Die von Einwendern angesprochenen "Sekundärwirkungen" des Fahrrinnenausbaus, wie z.B. die Auswirkungen möglicher maßnahmebedingter morphologischer Veränderungen in Seitenbereichen des Gewässers, können vom hydronumerischen Modell zwangsläufig nicht unmittelbar erfaßt werden. Dies bedeutet jedoch nicht, daß derartige Sachverhalte keine Berücksichtigung in den Antragsunterlagen fanden: Auf Grundlage der Ergebnisse des hydronumerischen Modells wird im Gutachten zu den morphologischen Veränderungen (MATERIALBAND I, Band 1, insb. Kap. 5 und 6) ausführlich auf derartige Fragestellungen eingegangen.

Für die Prognose der ausbaubedingten Veränderungen der Seegangsbelastung wurde von der BAW-AK im MATERIALBAND I, Band 3, sowohl die Erhöhung der Wasserstände als auch die Vertiefung im Bereich der Fahrrinne berücksichtigt. Mit letzterem wurde so auch die "Führung" des Seegangs erfaßt. Eine Modellierung der Seegangsbelastung erfolgte im Bereich der Außenelbe. Für die innere Unterelbe erfolgte auf dieser Basis eine Berechnung der Auswirkungen des Fahrrinnenausbaus, da bereits in der äußeren Unterelbe mit der Modellierung ein sehr geringes Prognoseergebnis ermittelt wurde. Die Abschätzung ist für diese Stromstrecke fachwissenschaftlich durchaus sinnvoll und gerechtfertigt.

Unzutreffend ist auch die Einwendung, daß ein evtl. zu erwartender Meeresspiegelanstieg unberücksichtigt geblieben sei. In der Umweltverträglichkeitsstudie, Kap. 5 ("Hydromechanik") und 8 ("Nullvariante"), werden verschiedene Szenarien eines angenommenen Meeresspiegelanstiegs eingehend diskutiert. Ergänzend wird hier auch auf eine speziell zu dieser Thematik erstellte Studie des Vorhabensträgers verweisen (Freie und Hansestadt Hamburg, Wirtschaftsbehörde, Strom- und Hafenbau [1995]: Über die Wirkung der Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe auf die Hydrologie der Tideelbe vor dem Hintergrund möglicher Klima- und Meeresspiegel-Änderungen. SB 5-Studie Nr. 81. Oktober 1995).

Die in Einwendungen angesprochenen Probleme am Ostesperrwerk existieren bereits im Ist-Zustand. Es ist richtig, daß am geschlossenen Sperrwerk eine Reflexion der Flutwelle entsteht, die vor dem Sperrwerk den Hochwasserscheitel erhöht. Dieser Sachverhalt steht aber nicht im Zusammenhang mit der Fahrrinnenanpassung. Mit dem hydronumerischen Modell wurden nur die durch die Fahrrinnenanpassung hervorgerufenen Veränderungen gegenüber dem Ist-Zustand ermittelt. Danach ist lediglich mit geringen Auswirkungen zu rechnen: Die maßnahmebedingte Erhöhung von Sturmflutscheitelwasserständen bleibt unter 1 cm. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die Zunahme der Schließungshäufigkeit des Ostesperrwerkes in erster Linie in der Zunahme der Häufigkeit von Sturmfluten in den letzten Jahren begründet liegt. Diese ist wiederum vor allem auf die großräumige Wetterlage der letzten Jahre und Jahrzehnte zurückzuführen, die dem norddeutschen Küstenraum mehrfach heftige Nordweststürme beschert hat.

Unbegründet ist auch die Einwendung, die für die Prognose der Auswirkungen der Teilmaßnahmen zugrunde gelegten Randbedingungen seien unzureichend. Anhand der Ergebnisse der hydromechanischen Modellierungen der BAW-AK für die Hauptmaßnahme wurde deutlich, welche natürlichen Randbedingungen (Oberwasserzufluß, Tideverhältnisse) zu relativ großen ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik führen (vgl. Umweltverträglichkeitsstudie, Kap. 5 und MATERIALABND I). Genau diese Randbedingungen wurden konsequenterweise auch für die Ermittlung der Auswirkungen der Teilmaßnahmen angesetzt.

Einer Nachbearbeitung der Umweltverträglichkeitsuntersuchung zur Einbeziehung von "Empfindlichkeitsgrenzwerten" für die oben in dem entsprechenden Antrag genannten Parameter bedurfte es nicht, da es keine anerkannten "Empfindlichkeitsgrenzwerte" für die oben aufgeführten Parameter (Strömungsgeschwindigkeiten, Salzgehalte etc) gibt. Die ermittelten ausbaubedingten Änderungen dieser abiotischen Kenngrößen wurden bei der Ermittlungen der Umweltfolgen mitberücksichtigt, soweit sie relevant waren.

Weiterhin ist auch der während der Erörterung vorgebrachte Einwand unbegründet, daß ein Modellierungszeitraum von wenigen Wochen nicht ausreichend sei, unbegründet. Die Zeiträume für die Modellierungen wurden so gewählt, daß eine große Bandbreite von hydrologischen, meteorologischen und astronomischen Randbedingungen erfaßt wurde (hoher, mittlerer und niedriger Oberwasserzufluß, Spring-Nipp-Zyklus, Ostwindwetterlagen; vgl. dazu MATERIALBAND I, Band 1, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik"). Auch die Ergebnisse der Validierung zeigen, daß die gewählten Zeiträume, auch in bezug auf deren Dauer, vollkommen ausreichend sind, um die Ausbauwirkungen der geplanten Fahrrinnenvertiefung hinreichend exakt zu ermitteln. Es ist nicht erkennbar, daß die Auswahl längerer und/oder zusätzlicher Modellierungszeiträume zu anderen Prognoseergebnissen geführt hätte.

Schließlich ist auch die Einwendung, daß im Zuge der Modellierungen kein Wind berücksichtigt wurde, keinesfalls zutreffend. Der Wind wurde immer dann mitberücksichtigt, wenn dies sinnvoll und angezeigt war: Im Zuge der Ermittlungen der ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik bei Sturmfluten wurde daher ein sehr großer Wert auf die korrekte und vollständige Mitberücksichtigung der lokalen Windfelder gelegt. Bei diesen Modellierungen wurde deshalb auch auch die Daten, Kenntnisse und Methoden des Deutschen Wetterdienstes (DWD) zurückgegriffen (vgl. MATERIALBAND I, Band 2).

(c) Validierung

Zur Validierung wurde eingewendet:

Einwender: H00069, H00074, H00079, H00112, H00124, K00272.

Die Validierung des Modells ist mangelhaft. Die Erklärung, daß die Abweichung des Modells von den Naturmessungen durch die Vernachlässigung des Windeinflusses bedingt wird, ist nicht stichhaltig. Die Gründe hierfür liefern vielmehr

• die aus verschiedenen Jahren stammende Peilungen
• die fehlerhafte Eichung der freien Parameter.

Außerdem ist ein Eignungspraxisbeweis (z.B. durch Berechnungen für den 13,5 m Ausbau) im weiteren Verfahren rechtlich erforderlich. Im Falle einer Mißachtung dieser Klärung ist andernfalls die Objektivität der Planfeststellungsbehörde in Frage zu stellen.

Darüber hinaus wird eine Überprüfung der Modellrechnungen (durch Messungen) im Zuge der vorgezogenen Teilmaßnahmen vorgeschlagen, um rechtzeitig auf Veränderungen reagieren zu können.

 

Die Einwendungen sind unbegründet:

Bei der Validierung der Wasserstände wurden für die Abweichungen zur Naturmessung im Mittel nur 2,9 cm festgestellt. Als Begründung wird neben dem Windeinfluß auch auf andere Parameter hingewiesen. Die Schwächen in der Topographie für 1992 betreffen nur wenige Ufer- und Wattbereiche, die von geringer Dynamik gekennzeichnet sind, da schon die geringe Wassertiefe dort nur eine geringe Strömung zuläßt. Das Modell der BAW-AK konnte anhand der Naturdaten für Wasserstände, Strömungsgeschwindigkeiten und den Salzgehalt gut übereinstimmend verifiziert werden (MATERIALBAND I, Band 1, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik", Kap. 3). Das graphisch dargestellte Bild der Ergebnisse wirkt in allen Parametern und in allen örtlichen Bereichen im Zusammenhang plausibel. Die Tatsache, daß die Modelltopographie teilweise aus Peilungen verschiedener Jahre zusammengesetzt werden mußte, hat - wie oben erwähnt - keinen bedeutenden Einfluß auf die Güte der Prognosen.

Es kann dahinstehen, ob ein Eignungspraxisbeweis für das HN-Modell der BAW-AK rechtlich erforderlich ist. Zwischenzeitlich wurde jedenfalls von der BAW-AK mit den gleichen Modellbedingungen die Wasserstandsentwicklung in der Unterelbe von 1972 über den KN-13,5 m-Ausbau bis 1992 nachvollzogen und im Zuge der Erörterungstermine präsentiert. Die bei dieser Vergleichsrechnung erreichte Übereinstimmung mit den tatsächlich (in der Natur) eingetretenen Wasserstandsänderungen bestätigt nochmals die Richtigkeit der Modellierung.

Angesichts der schon bei der Untersuchung der Hauptmaßnahme prognostizierten geringen Wasserstands- und Strömungsänderungen erscheint eine Modellierung der Teilmaßnahme fachwissenschaftlich nicht sinnvoll und angemessen. Die BAW-AK hat aus diesen Gründen die Prognose für die ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik durch die Teilmaßnahme auf Grundlage der umfassenden Ergebnisse der Hauptmaßnahmenprognose plausibel abgeleitet und beschrieben (vgl. Band "Vorgezogene Teilmaßnahmen" der Antragsunterlagen).

 

(d) Prognosegenauigkeit

Zur Aspekt der Prognosegenauigkeit enthielten die Einwendungen folgende Schwerpunkte:

Einwender: H00012, H00046, H00071, H00074, H00075, H00081, H00104, H00112, H00124, H00128, H00133, H00134, H00164, K00209, K00271, K00314, K00315.

Die für die Beurteilung der ökologischen Auswirkungen erforderliche Genauigkeit der Prognosen der ausbaubedingten Veränderungen im cm-Bereich ist in Frage zustellen, da sie nicht mit Sicherheit und Garantie belegt werden können:

• So ist aus den Ergebnissen der Validierung (Abweichung zwischen Modell und Naturmessung: 5 cm) abzuleiten, daß die von den Gutachtern festgesetzten Empfindlichkeitsschwellen von 1 oder 2 cm (Veränderung MThw) mit dem hydronumerischen Modell nicht sicher nachgewiesen werden können.
• Zwischen dem gerechneten Min.-Salzgehalt für das Szenario "QL" und dem im Sep. 92 gemessenen Konzentrationswert verbleibt eine Differenz von 2 Promille und es ergibt sich eine unverständliche Salzgehaltsabnahme von 1 ⁰/₀₀ bei Brunsbüttel trotz Verschiebung der Brackwasserzone nach Oberstrom.
• Der Antragsteller räumt selbst ein ("Projekt im Überblick"), daß es weder einen definierten Ausbauzustand noch einen definierten Ist-Zustand gibt und die ausbaubedingten Änderungen eine gewisse Bandbreite aufweisen.
• Die Tidewasserstände und der Tidehub verändern sich gegenüber dem Eichzeitraum (1992) auch derzeit noch. Somit ist unklar für welchen Zeitpunkt die vorhergesagte Veränderung von wenigen cm gilt.
• Die Modellierung von Sturmfluten beruht nur auf wenigen Tiden, so daß die Prognoseergebnisse zwangsläufig mit Unsicherheiten behaftet sind.
• Aktuelle Beispiele im Rahmen von Sturmflutwarnungen zeigen, daß trotz besserer Datenlage häufig Prognosen nur mit einer Genauigkeit von 0,5 m möglich sind, die zudem nicht immer zutreffen.
• Die Darstellung des Profils in 2 m-Schritten ist zu grob.

Daher hätte man ähnlich wie bei den Modellierungen zu den Voruntersuchungen von 1991 die Ergebnisse mit Sicherheitszuschlägen in Höhe eines Faktors 2-3 vorsehen sollen, um die Auswirkungen und Eingriffe zu ermitteln.

Es sollte daher jährliche Peilungen und systematische Auswertungen durchgeführt werden, um den im Textband I, Kap. 12 erwähnten Unsicherheiten entgegenzuwirken. Durch eine Beweissicherung ist weiterhin "sicherzustellen", daß die Prognoseergebnisse "eingehalten" werden.

 

Die Einwendungen sind unbegründet.

Das hydronumerische Modell der BAW-AK wurde anhand eines Vergleichs mit Modell- und Naturdaten verifiziert. Die Ergebnisse sind für alle Parameter und in allen örtlichen Bereichen im Zusammenhang so plausibel, daß auch die Genauigkeiten der Prognosen im Zentimeterbereich vernünftig erscheinen. Natürlich sind alle Rechenergebnisse mit der Genauigkeit der Eingangsgrößen (Topographie, Peildaten, Wasserstände u.a.) und der Genauigkeit des Modellierverfahrens behaftet. Das bedeutet, daß die Ergebnisse mit einer gewissen Toleranz betrachtet werden müssen. Aus diesem Grunde wurden vom Gutachter auch "worst-case"-Betrachtungen angestellt, um die Genauigkeit der Aussagen werten zu können und um das ungünstigste Extrem der Toleranzen zu erkennen. Grundlage für die Ermittlung erheblicher und/oder nachhaltiger Umweltauswirkungen in der Umweltverträglichkeitsstudie bildeten stets die auf der ungünstigen Seite liegenden Prognosen des hydronumerischen Modellls.

Bei einer generellen, vereinfachten Längsschnittbetrachtung der Unterelbe wird die Brackwasserzone sich ausbaubedingt stromauf verschieben. Diese Verschiebung ist allerdings so gering, daß bei einer differenzierten Betrachtung örtlich andere Ergebnisse eintreten können. Dies hängt damit zusammen, daß aufgrund der vielfältigen Einflüsse die Strömungen vielfältig und örtlich sehr unterschiedlich ablaufen und sich dadurch unterschiedliche Ebbe- und Flutbahnen ergeben. Entsprechend örtlich unterschiedlich werden auch die maßnahmebedingten Änderungen der Salzgehalts eintreten. Auf diese Weise können insbesondere am Nordufer, an dem die Ebbe stärker wirkt als die Flut, Salzgehaltsverminderungen eintreten. Dies gilt beispielsweise für den in der Einwendung erwähnten Brunsbütteler Raum.

Natürlich ist der Ist-Zustand und auch der Ausbauzustand angesichts der hohen natürlichen Dynamik des Naturraums Elbeästuar nur mit begrenzter Genauigkeit erfaßbar. Da die Genauigkeitsprobleme bei beiden Zuständen gleicher Art sind, geht mit großer Wahrscheinlichkeit ein möglicher Fehler in die gleiche Richtung, wenn er nicht schon durch die Gegenläufigkeit der verschiedenen Ungenauigkeiten weitestgehend neutralisiert ist. Die Differenz zwischen Ist- und Ausbauzustand, die als Prognosewert errechnet ist, ist somit in ihrer Genauigkeit weitestgehend nur noch von der Rechnergenauigkeit abhängig. Da bei den Prognosen, z.B. hinsichtlich der Ermittlung ausbaubedingter Veränderungen der Wasserstände wohlüberlegt mehrere verschiedene Randbedingungen (Szenarien) angesetzt wurden, haben die Ergebnisse selbstverständlich auch eine gewisse Bandbreite. In Abhängigkeit von den tatsächlich nach dem Ausbau herrschenden Randbedingungen (die niemand vorhersagen kann) werden sich die ausbaubedingten Wasserstandsänderungen innerhalb dieser Bandbreite bewegen.

Hinsichtlich der Prognosegenauigkeit bei der Ermittlung ausbaubedingter Änderungen der Tidedynamik bei Sturmfluten ist darauf hinzuweisen, daß sowohl die höchsten bislang im Unterelbegebiet eingetretenen Sturmtiden unter Berücksichtigung der lokalen instationären Windfelder nachmodelliert, als auch die für den Hochwasserschutz an der Unterelbe maßgebliche Bemessungssturmflut und damit der schlimmste zu erwartende Fall betrachtet wurde. Infolge des bereits oben beschriebenen Sachverhaltes würde eine konstruierte (noch) höhere Sturmtide (noch) geringere ausbaubedingte Erhöhungswerte aufweisen. Auch die Analyse weiterer, zusätzlicher Sturmflutereignisse wird somit zu keinen wesentlich anderen Prognoseergebnissen führen und ist daher verzichtbar.

Aus der in der Einwendung angeführten Größenordnung der Ungenauigkeiten von Sturmflutvorhersagen kann keinesfalls auf eine entsprechende Ungenauigkeit der Prognose ausbaubedingter Änderungen von Sturmflutscheiteln geschlossen werden. Sturmflutvorhersagen müssen innerhalb wenigen Stunden auf Grundlage von Wind- und Wetterprognosen erfolgen, die ihrerseits bereits gewisse Aussagebandbreiten und Unsicherheiten aufweisen. Im Gegensatz dazu bestand die Aufgabe des Fachgutachters BAW-AK vielmehr darin, für ein bekanntes Sturmflutereignis (mit entsprechend vorhandenen Daten für die Randwerte Wasserstand, Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Oberwasserzufluß, Gewässertopographie usw.) allein die Auswirkungen des geplanten Fahrrinnenausbaus zu prognostizieren.

Längsprofile der Fahrrinne, wie sie in den Antragsunterlagen an verschiedener Stelle auftauchen (u.a. Erläuterungsbericht, Teil C1 und C2, Umweltverträglichkeitsstudie, MATERIALBAND I, Band 1, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik") dienen lediglich der vereinfachten Verdeutlichung unterschiedlicher Sachverhalte. Die relativ grobe Darstellung der Profile dient dabei lediglich der besseren Lesbarkeit der Graphik und hat auf die Aussagekraft einzelner Prognosen und Prognosewerte keinerlei Einfluß.

Die von Einwendern geforderten Sicherheitszuschläge bei den Prognosen haben in den Antragsunterlagen bereits Berücksichtigung gefunden. Im Rahmen der ökologischen Voruntersuchungen (vgl. Erläuterungsbericht, Teil B) wurden bei den Modellierungen die (Soll-)Wassertiefen jeweils ohne Berücksichtigung von Baggertoleranzen, Vorratsmaß und eines morphologischen Nachlaufs erfaßt. Diese Parameter wurden pauschal durch Verdoppelung der errechneten Werte berücksichtigt, um so einen ungünstigen Fall abzudecken. Bei der Modellierungen im Rahmen der Umweltverträglichkeitsuntersuchung ist von der BAW-AK weitaus differenzierter und präziser vorgegangen worden (siehe dazu MATERIALBAND I, Band 1, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik"), so daß die hier errechneten Prognosewerte als weitaus genauer und schlüssiger als die in der Voruntersuchung ermittelten zu bezeichnen sind und aufgrund der in den Rechnungen bereits berücksichtigten Randbedingungen keiner Sicherheitszuschläge (z.B. einer Verdopplung) bedürfen.

Dem Interesse an einer Beweissicherung wird hinreichend durch das oben verfügte Beweissicherungskonzept Rechnung getragen.

 

(2) Schwebstoff-Modell

Zum Schwebstoff-Modell wurde eingewendet:

Einwender: H00102, H00127, H00161, H00189, H00197, H00198, H00199, H00200, H00201, H00202.

Das Schwebstoffmodell liefern keine exakte Nachbildung des natürlichen Zustands, da

• die numerische Umsetzung und Verifikation unklar bleiben,
• mit tiefenintegrierten Werten gearbeitet wird und das Modell auf erheblich vereinfachenden Ansätzen beruht,
• die Ergebnisse nur als zeitgemittelte Werte zur Verfügung gestellt werden,
• das Szenario "niedrigster Oberwasserabfluß (Ql)" nicht untersucht wurde.

 

Die Einwendungen sind unbegründet.

Es war weder erforderlich noch beabsichtigt, mit der Modellierung eine exakte Nachbildung des natürlichen Zustandes des Systems zu einem bestimmten Zeitpunkt zu erstellen. Vielmehr waren die Trends ausbaubedingter Veränderungen aufzuzeigen (siehe im übrigen auch Kapitel 9.2 des MATERIALBANDes II A, S. 130: "Mit dem derzeitigen Stand der Schwebstoffmodellierung ist bei der Komplexität des Systems noch keine wirklich realistische Nachbildung der Natur erreichbar.").

Das Modell verwendet tiefenintegrierte Werte nur für den horizontalen Transport, der durch die ebenfalls tiefengemittelten Strömungen aus den Rechnungen der BAW-AK erfolgt. Bei der Beschreibung der vertikalen Dynamik wird hingegen von einer Vertikalverteilung des Schwebstoffs ausgegangen, die durch den turbulenten Austauschkoeffizienten und die Sinkgeschwindigkeit des Schwebstoffs charakterisiert ist (vgl. MATERIALBAND II A, Kap. 2.3, S. 19ff). Verifikationen mit Messungen aus der Unterelbe ergaben die korrekte Wiedergabe von charakteristischen Schwebstoffverteilungen sowohl in der Wassersäule als auch im Gezeitenverlauf.

Bei der Betrachtung ausbaubedingter Änderungen ist wegen der Veränderung des Gezeitenverlaufs nur die Diskussion von zeitgemittelten Werten sinnvoll (vgl. MATERIALBAND II A, Kap. 9.3, S. 132). Die Ergebnisse der Rechnungen liegen für das gesamte Modellgebiet in viertelstündlichem Abstand auf Datenträgern vor. Im Rahmen des beschränkten Umfanges eines Materialbandes wurden aber nur die wesentlichen Ergebnisse, die sich in den tidengemittelten Werten ausdrücken, wiedergegeben. Für jeweils einen Punkt im dargestellten Teilgebiet wurde aber auch der Verlauf des Schwebstoffgehaltes im Tidegang dargestellt (MATERIALBAND II A, Abb. 106 bis 200).

Ein geringer Oberwasserzufluß wurde durch die Episoden QL (niedriger Oberwasserabfluß) und die im Gutachten behandelte Situation SN charakterisiert. Der durchschnittliche Abfluß betrug 231 m³/s bei QL und 291 m³/s bei SN. Allgemein gilt, daß das Schwebstoffinventar der Unterelbe bei geringem Oberwasser erst nach geraumer Zeit (Monaten) aufgefüllt wird. Für den berechneten Zeitraum von 14 Tagen sind daher die Episoden SN und QL in bezug auf ausbaubedingte Änderungen im Schwebstoffregime gleichwertig. Die Höhe der berechneten Konzentrationen im Modellgebiet ist durch das Schwebstoffinventar zu Beginn der Modellrechnung bedingt, das, wie in Kapitel 2.3 (S. 21) des MATERIALBAND II A beschrieben, aus Längsprofilen der ARGE Elbe rekonstruiert wurde.

 

(3) Modellierung schiffserzeugter Belastungen

Einwender: K00253.

In den Planunterlagen finden sich keine Angaben über die Höhe und Steilheit der schiffserzeugten Bug- und Heckwellen. Darüber hinaus wird die Größenentwicklung der zukünftigen Schiffseinheiten "verniedlicht".

Die Einwendung ist unbegründet.

Im Materialband I, Band 2, sind die Untersuchungsergebnisse zu den schiffserzeugten Belastungen durch die BAW-AK ausgiebig und schlüssig dargestellt. Die in der Einwendung zum Ausdruck gebrachten Zweifel an den Aussagen zur Größenentwicklung der Schiffe sind nicht nachvollziehbar.

(4) Modelluntersuchung der Nebenflüsse

Zur Modelluntersuchung der Nebenflüsse wurde eingewendet:

Einwender: H00081, H00112, H00124

Die Untersuchung der Nebengewässer der Elbe lediglich mit einem 1D-Modell ist unzureichend.

 

Die Einwendung ist unbegründet.

Wegen der geringen Breite ist die eindimensionale Modellierung der Nebenflüsse als völlig ausreichend anzusehen, was durch die Ergebnisse der Verifizierung belegt wird. Ergänzend sei darauf hingewiesen, daß das Danish Hydraulic Institute (dhi) in Kopenhagen mehrmals die Genauigkeit ihres 1D-Modells sogar für die breite Unterelbe aufgezeigt hat. Die 1D-Modelle werden weltweit mit gutem Erfolg eingesetzt.

 

b) Ergebnisse der hydronumerischen Modelle

Zum Themenkomplex Ergebnisse der hydronumerischen Modelle enthalten die Einwendungen folgende Schwerpunkte:

• Tidewasserstände
• Strömungsgeschwindigkeiten und Seegang
• Sturmfluten
• Schwebstoffe, Sedimentation und Erosion
• Morphologischer Nachlauf
• Modellergebnisse Nebenflüsse
• Schiffserzeugte Belastungen
• Salzgehalte

 

(1) Tidewasserstände

Es wurde eingewendet:

Einwender: H00003, H00021, H00037, H00069, H00074, H00075, H00081, H00091, H00092, H00102, H00104, H00124, H00127, H00138, H00164, H00189, H00197, H00198, H00199, H00200, H00201, H00202, K00040, K00041, K00070, K00172, K00206, K00207, K00223, K00225, K00243, K00245, K00304, K00305, K00306, K00307, K00308, K00309, K00314, K00315, K00365, K00393, K00431.

Umfang und Methode :

Es wurden nur die Wasserstandserhöhung, d.h. der am wenigsten sensibel auf die Fahrrinnenvertiefung reagierende Parameter, als Maßstab verwendet. Dies ist mit dem Ziel einer "ergebnisorientierten Begutachtung" geschehen.

Wichtige Kenngrößen der normalen Tide (Verweilzeiten etc.) wurden durch die hydromechanischen Untersuchungen dagegen nicht ausreichend untersucht, obwohl sie für die ökologischen Auswirkungen der Maßnahme entscheidende Bedeutung besitzen.

Auch der Einfluß der ausbaubedingten Tidedynamik auf die Entwässerung der Marschen wurde nicht dargelegt und bewertet. Zu betrachten ist hierbei auch die teilweise Erhöhung der Tideniedrigwässer in den Nebenflüssen.

Eine isolierte Betrachtung der vorhabensbedingten Änderungen der Hydromechanik ohne eine Einbeziehung der bisherigen Vertiefungsmaßnahmen ist nicht sachgerecht.

Das Gutachten zur Auswirkung der Teilmaßnahmen auf die Tidedynamik ist fehlerhaft. Die überschlägige Abschätzung der Auswirkungen von Teilmaßnahmen auf Strömungsverhältnisse und Sedimentation ist unzureichend.

So fehlen für die Beurteilung der vorgezogenen Teilmaßnahmen Aussagen zur Veränderung der maximalen Tideauswirkungen. Gerade die minimalen Niedrigwasserstände und maximalen Hochwasserstände sind für eine Beurteilung der ökologischen Auswirkungen von maßgeblicher Bedeutung.

Bestandsdarstellungen und Einschätzung der Auswirkungen

Die Veränderung des Tidehubs in der Elbe und den Nebenflüssen (z.B. Oste) wird auf Grund von Erfahrungen mit früheren Elbvertiefungen über die Abschätzungen hinausgehen. Tidenhubveränderungen von 15 cm für die Absenkung des mittleren Tideniedrigwassers und 10 cm für die Erhöhung des mittleren Tidehochwassers liegen durchaus im Rahmen des Möglichen. Die stärksten Veränderungen werden für den Abschnitt der Elbe zwischen Wedel und Pagensand erwartet.

Schon als Folge vorangegangener Strombau- und Hochwasserschutzmaßnahmen (Verringerung von Retentionsräumen) sowie durch die Klimaerwärmung hat sich an der Elbe eine Tendenz zu höheren Pegelständen eingestellt, die durch das Vorhaben der Elbvertiefung noch verstärkt wird.

Da wegen der nicht verifizierbaren Annahmen zum morphologischen Nachlauf ein Restrisiko für die Prognose der Tidewasserstände bleibt, ist eine Beweissicherung zur Entwicklung der Tidewasserstände vorzusehen.

Die Auswirkungen der Teilmaßnahmen auf die Tidewasserstände werden stärker ausfallen als erwartet

Für den Bereich Neufeld sind maßnahmebedingte Erhöhungen der Tidewasserstände zu vermeiden.

Die Einwendungen sind unbegründet:

Umfang und Methode:

Soweit eingewendet wurde, daß ergebnisorientiert nur die Wasserstandserhöhung als Maßstab verwendet wurde, ist darauf hinzuweisen, daß darüber hinaus eine Reihe weiterer Parameter (z.B. Überflutungsdauer, Flut- und Ebbstromdauer, Strömungsgeschwindigkeiten, Transportkapazitäten, Salzgehalte, Sturmflutkenngrößen) mit berücksichtigt wurde. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen bilden die Grundlage für die Prognose der Auswirkungen des Vorhabens auf die Schutzgüter nach UVPG. Dabei wurden also alle relevanten vorhabensbedingten Wirkfaktoren berücksichtigt.

In der dem Gutachten der BAW-AK (Materialband I) beigelegten CD-ROM sind auch die errechneten Stauwasserzeiten des oberen und des unteren Kenterpunktes sowie deren ausbaubedingte Änderungen enthalten. Zutreffend ist dennoch, daß im Rahmen der Untersuchungen der BAW-AK nicht alle Tidekennwerte erfaßt wurden. Dies bedeutet allerdings nicht, daß zusätzliche Parameter, sofern diese für die Untersuchung der einzelnen UVPG-Schutzgüter notwendig waren, nicht in den Antragsunterlagen berücksichtigt wurden. In diesen Fällen wurden die benötigten zusätzlichen Informationen vom Fachgutachter selbst auf Grundlage der BAW-AK-Ergebnisse zusammengestellt. Die Frage der ausbaubedingt veränderten Überflutungshäufigkeiten wurde z.B. im MATERIALBAND V (Boden; vg. Kap. 5.2.1) ausführlich berücksichtigt, während maßnahmebedingte Änderungen von Verweildauern von Wasserständen z.B. bei der Begutachtung des Schutzgutes "Kulturgüter" (MATERIALBAND XII, S. 31 f.) diskutiert wurden.

Dem Einwender ist insofern zuzustimmen, als dass ausbaubedingte Veränderungen der Marschenentwässerung in den Antragsunterlagen nicht gesondert dargelegt wurden. Allerdings sind die Grundlagen dazu im MATERIALBAND I für die Elbe und deren Nebenflüsse vorhanden; eine Abschätzung ist daher möglich. Aufgrund der Absenkung des Niedrigwassers ist in den Vorländern an der Elbe grundsätzlich von einer (leichten) Tendenz zur Verbesserung des Abflusses auszugehen. Die sehr geringen Erhöhungen des Tnw in einigen Nebenflüssen sind in diesem Zusammenhang vernachlässigbar, zumal sie räumlich eng begrenzt eintreten werden.

Es war auch nicht erforderlich, bisherige Vertiefungen der Elbe in die Betrachtung der Hydromechanik einzustellen. Gegenstand dieses Verfahrens sind allein die vorhabensbedingten Auswirkungen. Gleichwohl ist darauf hinzuweisen, daß die durch mannigfaltige menschliche Eingriffe zweifellos vorhandene (hydrologische) Vorbelastung des Systems Unter- und Außenelbe ihren Niederschlag in der Umweltverträglichkeitsuntersuchung gefunden hat (vgl. z.B. Kap. 7.1.1 der Umweltverträglichkeitsstudie).

Anhaltspunkte für eine Fehlerhaftigkeit des Gutachtens zu den Auswirkungen der vorgezogenen Teilmaßnahmen auf die Tidedynamik ergeben sich nicht. Im Kapitel 3 des Gutachtens der BAW-AK zu den vorgezogenen Teilmaßnahmen wird dargelegt, daß bei dem zu erwartenden geringen Eingriff für eine naturwissenschaftlich zuverlässige Prognose eine aufwendige Modellierung fachwissenschaftlich nicht mehr zweckmäßig ist. Die erfolgte Abschätzung der Auswirkungen auf Grundlage der Untersuchungsergebnisse für die Hauptmaßnahme ist nicht zu beanstanden.

Die Einwand, wonach bei der Untersuchung der Auswirkungen der vorgezogenen Teilmaßnahmen nicht die maximalen Tideveränderungen ermittelt wurden, ist ebenfalls unzutreffend. Im entsprechenden Gutachten sind im Kapitel 4 die Änderungen für die Wasserstände prognostiziert. So wird für die Variante C3 eine maximale Absenkung des MTnw bei St. Pauli von weniger als 2 cm und eine maximale Erhöhung des MThw von weniger als 1 cm angegeben. Auf der Grundlage dieser Angaben wurde die ökologische Risikostudie zu den vorgezogenen Teilmaßnahmen gefertigt.

Bestandsdarstellungen und Einschätzung der Auswirkungen

Aus den hydrologischen Folgen des letzten Fahrrinnenausbaus (KN-13,5 m-Ausbau) kann nicht unmittelbar auf die Folgen der geplanten Fahrrinnenanpassung geschlossen werden. Unstrittig ist, daß der KN - 13,5 m-Fahrrinnenausbau einen weitaus größeren Eingriff in das hydraulische System darstellte, da das Maß der Vertiefung größer war und die Vertiefung zudem mit deutlichen Fahrrinnenverbreiterungen verbunden war. Außerdem ist darauf hinzuweisen, daß gleichzeitig zur Vertiefung erhebliche Sandmengen aus der Unterelbe für den Deichbau und andere Maßnahmen entnommen wurden. Dies alles führte zu deutlichen Querschnittsvergrößerungen und zu entsprechend großen Änderungen der Tidedynamik. Da die geplante Fahrrinnenanpassung einen vergleichsweise geringen Eingriff in das System Unter- und Außenelbe darstellt, sind auch geringere Auswirkungen zu erwarten. Auch vor diesem Hintergrund sind die Prognosen zu den ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik als plausibel zu bezeichnen. Das gilt sowohl für die Hauptmaßnahme als auch für die vorgezogenen Teilmaßnahmen. Ergänzend ist darauf hinzuweisen, daß die größten maßnahmebedingten Änderungen der Tidewasserstände am Ende der Ausbaustrecke, also im Hamburger Stromspaltungsgebiet, erwartet werden.

Unwesentlich ist in diesem Zusammenhang auch, ob sich die damaligen Prognosen für die Auswirkungen des KN-13,5 m-Ausbaus als zu zutreffend erwiesen haben. Die Prognosen erfolgten auf Basis des dazeitigen Standes der Technik. Es mag dahinstehen, ob - aus welchen Gründen auch immer - tatsächlich Überschreitungen dieser Prognosewerte eingetreten sind. Aus den oben genannten Gründen ergeben sich dennoch keine Anhaltspunkte, an der Richtigkeit der Prognosen des Fachgutachters für die Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe zu zweifeln.

Die Aussage, wonach bereits verschiedene Strombau- und Hochwasserschutzmaßnahmen in den letzten Jahrzehnten zu spürbaren Änderungen der Tidedynamik der Unter- und Außenelbe geführt haben, ist zutreffend. Auf diesen Sachverhalt wird auch an verschiedenen Stellen in den Antragsunterlagen hingewiesen: Die bisherige Entwicklung der Wasserstände in der Tideelbe wird in der Umweltverträglichkeitsuntersuchung beschrieben und fließt mit in die Bewertung des Ist-Zustandes ein (Umweltverträglichkeitsstudie, Kap. 7.1.1).

Die Feststellung, daß es durch die Maßnahmen der Fahrrinnenanpassung zu Veränderungen der Tidewasserstände in der Elbe kommt, ist zutreffend und wird durch die Modellrechnungen örtlich mit Maß und Zahl nachgewiesen.

Dem Interesse an einer Beweissicherung wird hinreichend durch das oben verfügte Beweissicherungskonzept Rechnung getragen.

(2) Strömungsgeschwindigkeiten und Seegang

Zu den Aspekten Strömungsgeschwindigkeiten und Seegang wurde eingewendet:

Einwender: H00075, H00102, H00124, K00078, K00079, K00236, K00272, K00371, K00388, K00389.

Die Unterlagen enthalten keine Aussagen über Veränderungen der Strömungsverhältnisse nach erfolgter Fahrrinnenanpassung in Prielen und in der Fahrrinne für den Bereich von der Elbe bis zur Vogelschutzinsel Trischen. Dies ist im Planfeststellungsverfahren zu behandeln und die Gemeinde ist entsprechend zu unterrichten.

Die Prognose der Strömungsgeschwindigkeiten sind insgesamt anzuzweifeln. Zumindest lokal (z.B. im Bereich der Elbhäfen Cuxhaven und Bützfleth) werden Abweichungen von den prognostizierten Strömungsgeschwindigkeiten erwartet.

Die Strömungsgeschwindigkeit wird sich in den Randbereichen um mehr als 1cm/s ändern.

Auch durch Baggergutablagerungen (z.B. bei Hollerwettern und Scheelenkuhlen) und die damit verbundene Tiefenabnahme wird eine Erhöhung der Wellen verursacht.

Durch erhöhte "Strömungsrefraktion" wird der Seegang über das heutige Maß (bis Brokdorf) hinaus in die Elbe hinaufreichen.

Die Auswirkungen der geänderten Seegangsbelastung auf Watt, Ufer und Deiche im Bereich Otterndorf sind konkret und verifiziert zu ermitteln und zu bewerten.

Im Bereich Cuxhaven ist das Seegangsverhalten für den sogenannten Übergangsbereich (d<L/2) darzustellen.

Darüber hinaus sind von unabhängigen Gutachtern die Aussagen zur Veränderung der Strömungsgeschwindigkeiten zu überprüfen und die Folgen der "tatsächlichen" zu erwartenden Strömungsgeschwindigkeiten auf Ufer und Küstenbefestigungen darzustellen.

In den Erörterungsterminen wurde darüber hinaus die Befürchtung geäußert, daß bei Ermittlung der Seegangsbelastung nicht der schlimmste Fall betrachtet wurde.

Die Einwendungen sind unbegründet.

Entgegen den Aussagen in den Einwendungen enthalten die Antragsunterlagen auch Aussagen über Veränderungen der Strömungsverhältnisse im gesamten Untersuchungsgebiet nach erfolgter Fahrrinnenanpassung, und zwar sowohl für den Bereich der Fahrrinne als auch für Seitenbereiche, wie z.B. das Gebiet vor Friedrichskoog (siehe hierzu insbesondere die CD-ROM zum MATERIALBAND I). Daraus geht hervor, daß hier keine ausbaubedingten Veränderungen der Strömungsverhältnisse eintreten werden. Für die Planfeststellungsbehörde ergeben sich keine Anhaltspunkte dafür, diese Prognose der Strömungsgeschwindigkeitsveränderungen anzuzweifeln.

Die befürchtete Erhöhung von Wellen durch die mit der vorgesehenen Baggergutablagerung verbundene Verringerung der Wassertiefe wird nach den nachvollziehbaren Aussagen der BAW-AK nicht eintreten. Geringere Wassertiefen führen vielmehr zu einer Verringerung der Wellenhöhe. Wellenhöhen größer als die Wassertiefe werden ausgeschlossen, da sie an der seeseitigen Kante der Ablagerungsfläche gebrochen werden.

Die Auswirkungen des Vorhabens auf den Seegang sind im Materialband I, Band 3, eingehend untersucht worden. Für das gesamte Ästuar wurden keine oder nur sehr geringe Veränderungen prognostiziert. Die geringfügigen Veränderungen führen zu keinen bzw. keinen nennenswerten Mehrbelastungen der Deiche und Deckwerke und haben ebenfalls keine bedeutenden Auswirkungen auf die morphologische Entwicklung der Sände und Watten. Im Bereich Brokdorf werden bei niedrigen Wasserständen beispielsweise Wellenhöhenänderungen von maximal + 3 cm prognostiziert. Bei höheren Wasserständen sind sie noch geringer. Im Bereich Otterndorf erhöhen sich Wellenhöhen infolge des Ausbaues überhaupt nicht.

Refraktionserscheinungen und deren ausbaubedingte Änderungen wurden bei den Untersuchungen selbstverständlich mit berücksichtigt (Umweltverträglichkeitsstudie, Kap. 5, sowie MATERIALBAND I, Band 3, Gutachten "Seegangsbelastung auf Ufer, Watten und Deiche").

Die von Einwendern erhobenen Forderungen nach weiteren Untersuchungen und Darstellungen sind zurückzuweisen. Auch für den Bereich Cuxhaven ergibt sich nicht die Notwendigkeit, ein weiteres Gutachten zur Seegangsbelastung einzuholen. Im Außenelbebereich wurde zur Ermittlung ausbaubedingter Änderungen mit dem numerischen Seegangsmodell HISWA von Delft Hydraulics gerechnet. Hier bildete unter anderem die Elbtopographie einschließlich der Flachwasserbereiche einen Eingangsparameter für die Untersuchungen der ausbaubedingten Veränderungen des Seeganges. Mit diesem Modell wurde auch der Bereich auf Höhe von Cuxhaven mit erfaßt. Die Änderungen in der Wellenhöhe sind lokal begrenzt und beschränken sich auf die Fahrrinne und den daran angrenzenden unmittelbaren Nahbereich. Ansonsten sind keine Änderungen zu erwarten. Die ausbaubedingten Änderungen der Seegangsbelastung im Unterelbebereich sind mit einem anerkannten Ingenieurverfahren (SPM 1994) gerechnet worden. Für die Berechnung wurden 18 Profile entlang der Unterelbe ausgewählt. Diese Profile wurden gleichmäßig über die Unterelbe verteilt und so angelegt, daß sie größtmögliche Fetchlängen und ausbaubedingte Tiefenänderungen aufweisen, damit ausbaubedingte Veränderungen des Seegangsklimas deutlich angezeigt werden. Auch hier ist der Flachwasserbereich bei Cuxhaven berücksichtigt worden, wobei keine maßnahmebedingten Veränderungen ermittelt wurden.

Die Planfeststellungsbehörde hat darüber hinaus auch keinen Grund, an der Kompetenz oder Neutralität der beauftragten Gutachter zu zweifeln.

Was die Ermittlung der ausbaubedingten Veränderungen der Seegangsverhältnisse anbelangt, ist darauf hinzuweisen, daß bei diesen Untersuchungen sehr wohl auch extreme Sturmflutbedingungen berücksichtigt wurden: Konkret wurden signifikante Wellenhöhen von bis zu 6,50 m im Außenelbebereich in die Modellierungen mit einbezogen (vgl. MATERIALBAND I, Band 3). Die ausbaubedingten Änderungen der Seegangsverhältnisse bleiben gleichwohl sehr gering und für die Deich- und Ufersicherheit bedeutungslos. Die Ergebnisse zeigen, daß auch eine Berücksichtigung anderer Randbedingungen, d.h. anderer Sturmflutereignisse keine anderen (höheren) Prognoseergebnisse erbracht hätte. Im Ergebnis bleibt festzuhalten: Sowohl die ausbaubedingten Änderungen der Sturmflutscheitelwasserstände als auch die maßnahmebedingten Änderungen der Seegangsverhältnisse bei Sturmfluten sind sehr gering.

Dem Interesse an einer Beweissicherung wird hinreichend durch das oben verfügte Beweissicherungskonzept Rechnung getragen.

(3) Sturmfluten

Zum Themenkomplex Sturmfluten enthielten die Einwendungen folgende Schwerpunkte:

Einwender: H00039, H00054, H00072, H00074, H00080, H00081, H00089, H00096, H00097, H00104, H00109, H00111, H00121, H00122, H00124, H00128, H00129, H00160, H00191, H00192, H00193, H00194, H00195, K00180, K00190, K00191, K00217, K00231, K00272, K00282, K00295, K00296, K00379, K00380, K00388, K00389, K00418, K00423, K00450.

Umfang und Methode:

Die Folgen einer Springflut werden nicht berücksichtigt.

Die Betrachtung der Sturmflutscheitelwasserstände berücksichtigt nicht die Auswirkungen der Elbvertiefung auf die in Poldergebieten liegenden Wohngebiete.

Mögliche Veränderung der Sturmflutverhältnisse oberhalb des Wehrs Geesthacht wurden nicht untersucht.

In den Unterlagen fehlt der "Nachweis der dynamischen Sturmflutbelastung", der bzgl. der Deichsicherheit unverzichtbar ist. Hierbei ist weniger die statische als vielmehr die dynamische Belastung eines teilweise mit Sickerwasser gesättigten Deichs durch "anbrandende Wellen, Sturzbrecher, Kammbrecher, Überlaufwellen und Austrittsfontänen aus Wühllöchern" entscheidend.

Da die Ursachen für die derzeit feststellbare Zunahme der Sturmflutgefährlichkeit nicht bekannt sind, muß auf jede Veränderung der Elbe und der Ufer und Vorländer verzichtet werden.

Bestandsdarstellungen und Einschätzung der Auswirkungen:

Die prognostizierte maßnahmebedingte Veränderung der Sturmflutwasserstände (z.B. bei Övelgönne, Hetlingen, Haseldorf: 2,5 cm) sind aus Erfahrungen mit früheren Berechnungen zu gering. Es werden tatsächlich höher auflaufende Sturmfluten als im Gutachten befürchtet.

Unter Berücksichtigung steiler Sturmfluten (1976) mit dem neuen Tidenhub (seit 1950 hat sich der Tidenhub um 1 m erhöht) ergeben sich auch ohne dynamische Effekte höhere Sturmflutwasserstände. So wird die Elbvertiefung im Zusammenhang mit der Bebauung von Elbmarschflächen in Hamburg, dem generellem Verlust von Außendeichsflächen, der Zuschüttung von Hafenbecken und dem weiterem Anstieg des Meeresspiegels zu einer Verschärfung des Sturmflutrisikos führen. Dies führt auch zu weiteren Deicherhöhungsprogrammen.

Auch infolge der nicht ausreichend berücksichtigten Bodenerosion und der damit verknüpften Veränderung der Bodentopographie sind über die Prognose hinausgehende Veränderungen der Sturmfluthöhen und der Tideströme zu erwarten.

Maßnahmebedingt werden (wegen verringerter Reibung) bei einem Deichbruch größere Wassermassen die Ländereien überfluten als bei nicht vertiefter Elbe.

Die Aussagen der BAW hinsichtlich der Sturmfluten müssen durch ein unabhängiges Expertenteam überprüft werden. Dabei sind auch Aussagen zu evtl. vorhabensbedingten Sturmfluthäufungen unter Berücksichtigung der bisherigen Elbvertiefungen zu erarbeiten. Eine Beweissicherung, daß die Prognoseergebnisse "eingehalten" werden, muß erfolgen.

Die Einwendungen sind unbegründet.

Umfang und Methode:

Die Einwand, wonach in den Untersuchungen zu den ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik Springfluten unberücksichtigt blieben, ist, wie den Antragsunterlagen (Umweltverträglichkeitsstudie, Kapitel 5, MATERIALBAND I, Gutachten "Ausbaubedingte Änderungen der Tidedynamik") zu entnehmen ist, unzutreffend.

Die ausbaubedingten Änderungen der Sturmflutscheitelwasserstände sind so gering (Erhöhung der für den öffentlichen Hochwasserschutz maßgeblichen Bemessungssturmflut um lokal maximal 1,5 cm, vgl. MATERIALBAND I), daß nicht von einer maßnahmebedingten Gefährdung der Hochwassersicherheit ausgegangen werden kann. Das gilt sowohl für Deiche als auch für Polder. Eine Berücksichtigung von in Poldern liegenden Wohngebieten ist also nicht erforderlich.

Im Materialband I, Band 1, Kapitel 5.1 des Gutachtens "Sturmfluten" sind auch die ausbaubedingten Änderungen von sturmflutbedingt höheren Wasserständen oberhalb von Geesthacht (bis Bleckede) beschrieben. Für die untersuchten Sturmfluten ergeben sich in diesem Gebiet maßnahmebedingte Veränderungen zwischen - 2 cm und + 1 cm. Auch für den dortigen Hochwasserschutz sowie die Entwässerung sind diese Änderungen nicht von Bedeutung.

Die geringfügigen Veränderungen des Seegangsklimas führen auch nicht zu nennenswerten Mehrbelastungen von Deichen und Deckwerken (vgl. MATERIALBAND I, Band 3). Die maßnahmebedingten Änderungen der Wellenhöhen betragen bei niedrigen Wasserständen deutlich unter 5 cm, während sie bei höheren Wasserständen noch geringer sind. Vor diesem Hintergrund kommt der Gutachter zu dem Schluß, daß auf Standsicherheitsüberprüfungen infolge der Veränderung der Seegangsbelastung verzichtet werden kann.

Maßnahmebedingt wird die für den Hochwasserschutz maßgebliche Bemessungssturmflut lokal begrenzt um maximal 1,5 cm ansteigen (siehe MATERIALBAND I). Eine maßnahmebedingte Gefährdung der Deichsicherheit an der Tideelbe kann ausgeschlossen werden.

Dem Interesse an einer Beweissicherung wird hinreichend durch das oben verfügte Beweissicherungskonzept Rechnung getragen.

Bestandsdarstellungen und Einschätzung der Auswirkungen :

Für die Planfeststellungsbehörde ergeben sich keine Anhaltspunkte, an der Zuverlässigkeit und Richtigkeit der Ergebnisse zu den ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik bei Sturmfluten zu zweifeln. Im Hinblick auf die vergangene Wasserstandsentwicklung ist zunächst darauf hinzuweisen, daß die Veränderungen beim Sturmflutgeschehen in der Elbe in der Zeit während und nach dem KN - 13,5 m-Ausbau nach den nachvollziehbaren Aussagen der Gutachter zum Großteil auf andere Maßnahmen zurückzuführen sind, wie zum Beispiel auf die Abdeichungen großer Vorlandflächen und die Absperrungen der Nebenflüsse im Sturmflutfall (vgl. auch: Freie und Hansestadt Hamburg, Wirtschaftsbehörde, Strom- und Hafenbau [1995]: Die Entwicklung des Hamburger Stromspaltungsgebietes der Elbe von 1950 bis 1994. Statusbericht. Dezember 1995). Anders als von Einwendern dargestellt, kann also aus den Erfahrungen der Vergangenheit nicht auf eine zu niedrig prognostizierte Veränderung der Sturmflutwasserstände geschlossen werden. Die Ergebnisse der Modellberechnungen mit dem hydronumerischen Modell unter Berücksichtigung der lokalen instationären Windfelder aus dem massenkonsistenten Windmodell entsprechen dem heutigen Stand der Wissenschaft und liefern zuverlässige Ergebnisse.

Die Ermittlung maßnahmebedingter Veränderungen der Tidedynamik bei Sturmfluten erfolgte auf Grundlage drei verschiedener Sturmflutereignisse (MATERIALBAND I), die sich durch verschiedene Randbedingungen auszeichnen, und damit die Bandbreite verschiedener Sturmfluttypen im Bereich des Elbeästuars nach Überzeugung der Planfeststellungsbehörde in vollkommen ausreichender Weise abdecken. Bei der Untersuchung weiterer Sturmflutereignisse würden sich nach den überzeugenden Angaben der Gutachter keine wesentlich anderen Prognoseergebnisse ergeben.

Aus verfahrensrechtlicher Sicht sind bei der Entscheidung über die Zulassungsfähigkeit einer Maßnahme nur diejenigen Folgewirkungen zu berücksichtigen, die durch diese Maßnahme hervorgerufen werden oder werden können. Die ausbaubedingten Änderungen der Scheitelwasserstände bei Sturmfluten (lokal max. 1,5 cm ausbaubedingte Erhöhung der Bemessungssturmflut, vgl. MATERIALBAND I und Umweltverträglichkeitsstudie, Kap. 5) machen im gesamten Bereich der Tideelbe keine Erhöhungen der öffentlichen Hochwasserschutzanlagen nötig. Eine maßnahmebedingte Gefährdung der Deichsicherheit an der Tideelbe kann ausgeschlossen werden. Es ist zwar richtig, daß Teilabschnitte der Hamburger Deiche erhöht wurden und werden; der Anlaß dieser Maßnahmen ist aber vielmehr in der Verwirklichung neuer Bemessungsrichtlinien zu sehen, die erstmals zusammen mit den Ländern Schleswig-Holstein und Niedersachsen durch die Festlegung der Bemessungssturmflut erfolgte und deren Grundlagen schon 1988 veröffentlicht wurden.

Unklar ist ferner, von welcher "Bebauung von Elbmarschflächen in Hamburg" die Rede ist. Darüber hinaus läßt sich die Frage, ob als Folge einer möglichen (anthropogenen) Klimaänderung mit einer Zu- oder eher einer Abnahme der Sturm(flut)häufigkeit im Nordseeküstenbereich zu rechnen ist, nach dem gegenwärtigen Stand der Wissenschaft nicht seriös beantworten (vgl. auch Freie und Hansestadt Hamburg, Wirtschaftsbehörde, Strom- und Hafenbau [1995b]: Über die Wirkung der Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe auf die Hydrologie der Tideelbe vor dem Hintergrund möglicher Klima- und Meeresspiegel-Änderungen. SB 5-Studie Nr. 81. Oktober 1995). Diese Problematik wird u.a. im Kapitel 8 der Umweltverträglichkeitsstudie diskutiert.

Soweit eingewendet wurde, die Bodenerosion sei nicht ausreichend berücksichtigt, wird davon ausgegangen, daß damit die Sohlerosion und ihre Auswirkungen auf die Topographie der Elbsohle gemeint ist. Es wurde bereits im Abschnitt "Datengrundlagen und Randbedingungen des hydromechanischen Modells" ausgeführt, daß nach Überzeugung der Planfeststellungsbehörde dieser Sachverhalt durch die Berücksichtigung des morphologischen Nachlaufs bei den Modellierungen (MATERIALBAND I) ausreichend beachtet wurde. Es ist insofern davon auszugehen, daß die in den Antragsunterlagen dargelegten Prognoseergebnisse zuverlässig und plausibel sind.

Die prognostizierte maßnahmebedingten Veränderung der Sturmflutscheitelwasserstände ist naturgemäß mit einer entsprechenden Veränderung des Flutvolumens bei Sturmfluten verbunden. In diesem Zusammenhang sei aber nochmals darauf hingewiesen, daß aufgrund der nur sehr geringen maßnahmebedingten Veränderung der Tidedynamik bei Sturmfluten an keiner Stelle der Unterelbe eine Gefährdung der derzeit bestehenden Deichsicherheit durch den Fahrrinnenausbau gegeben ist.

Dem Interesse an einer Beweissicherung wird hinreichend durch das oben verfügte Beweissicherungskonzept Rechnung getragen.

(4) Schwebstoffe, Sedimentation und Erosion

Es wurde eingewendet:

Einwender: H00012, H00029, H00037, H00074, H00079, H00081, H00093, H00094, H00102, H00104, H00121, H00122, H00128, H00129, H00138, H00164, K00041, K00059, K00078, K00079, K00084, K00087, K00137, K00184, K00185, K00192, K00198, K00219, K00221, K00224, K00234, K00236, K00245, K00254, K00269, K00270, K00272, K00285, K00314, K00315, K00395, K00396, K00397, K00398, K00399, K00400, K00401.

Umfang und Methode:

Sensible Problembereiche wie z.B. die Wischhafener Süderelbe, der Ruthenstrom sowie das Fahrwasser und der Außentiefbereich des Hafens Friedrichskoog wurden nicht modelliert bzw. nicht ausreichend dargestellt. Damit sind die Untersuchungen zur Morphodynamik unzureichend. Ebenso ist der binnenseits der Schleusen gelegene Nord-Ostsee-Kanal nicht im Untersuchungsraum enthalten, obwohl infolge der Schleusungen ein direkter Einfluß auf den Schlickfall gegeben ist.

Auch die Lage des verschlickungsempfindlichen Hafens Bützfleth am Kopf der Trübungs- und Brackwasserzone (bei niedrigen Oberwasserabflüssen) wurde im Hinblick auf die stromaufwärtige Verlagerung der Brackwasserzone und daran gekoppelt der Trübungszone weder im Schwebstoffmodell noch bei der Auswertung von Naturmessungen hinreichend berücksichtigt.

Aussagen zu den Auswirkungen auf den schleswig-holsteinischen Wattenmeerbereich fehlen. Insbesondere ist auf mögliche Veränderungen im Sedimentbereich hinzuweisen.

Die Änderung des Erosionsverhaltens im Zusammenhang mit der Ausräumung von Geschiebemergel (insbesondere im "Altenwalder Bogen") wird in den Unterlagen nicht exakt dargestellt.

In der Erörterung wurde ergänzend beantragt, die vorhabensbedingten Änderungen der Sedimentations- und Erosionsverhältnisse mit einem 3-D-Modell zu berechnen.

Bestandsdarstellungen und Einschätzung der Auswirkungen:

Die berechneten mittleren Schwebstoffgehalte im erweiterten Fahrrinnenbereich sind vermutlich zu niedrig.

Auch außerhalb des Flachwasserbereichs wird sich eine Zunahme des Feststofftransports einstellen.

Es ist ein weiterer Abtrag im Sockelbereich durch Sohlerosion zu erwarten. Oberhalb und unterhalb von Bützfleth ist nicht auszuschließen, daß die Vertiefungsbaggerung sandiges Sohlsubstrat freilegt und es zu verstärkter Sohlerosion kommt.

Durch die erhöhten Fließgeschwindigkeiten in den Nebenflüssen bei Ebbe steht zu befürchten, daß es zu einer ständigen Vertiefung der Flußbetten und zu einem vermehrten Materialeintrag in die Elbe kommt.

Andererseits ist durch die veränderten Strömungsverhältnisse mit einer Zunahme der Sedimentation (Verschlickung) in den Flachwasserbereichen, Nebengewässern der Elbe (Mühlenberger Loch, Hahnöfer Nebenelbe, Hanskalbsand [Nordufer] und Wedeler Au) und den Nebenflüssen (z.B. der Lühe ) zu rechnen. Hierdurch wird es zu einer Abnahme der Flachwasserbereiche und einer Zunahme der Wattbereiche kommen.

Insbesondere infolge der Baggergutablagerungen (und somit auch die Teilmaßnahmen z.B. vor Krautsand) wird es zur Verschlickung der Elbenebenarme und Gräben kommen.

Weiterhin ist wegen der Verlagerung der Salzwasserzone von einer zusätzlichen Verschlickung auch in bisher nicht betroffenen Bereichen auszugehen.

Die Auswirkungen durch erhöhte Sedimentation (z.B. bei Haseldorf) werden deutlich negativer sein als prognostiziert und dargestellt.

Demzufolge werden sich die erforderlichen Unterhaltungsbaggermengen (insbesondere im Abschnitt zwischen Wedel und Pagensand) bei gleichzeitiger Zunahme der Freisetzung von Trübstoffen erhöhen.

Wegen der zu befürchtenden Verschlickung der Nebenflüsse und Nebengewässer muß eine Beweissicherung durchgeführt werden (z.B. der Lühe und der Lühesander Nebenelbe, des Fahrwassers der Fährverbindung Wischhafen-Glückstadt, des Wischhafener Nebenfahrwassers, des Freiburger Hafens und Hafenpriels, der Wischhafener Süderelbe, des kommunalen Hafens Wischhafen, des Hadelner Kanals und der Medem einschließlich des Hafens in der Medemmündung). Auch die gesamten Vordeichländereien sind in diese mit einzubeziehen.

Eine erhöhte Unterhaltungspflicht muß für die Nebenflüsse im Verfahren festgeschrieben werden.

Wegen der Verlagerung der Salzwasserzone wird Beweissicherung mit unverzüglicher Nullmessung gefordert.

Ebenso hat eine Beweissicherung bzgl. des Sedimenteintriebs in Häfen (z.B. Bützfleth und Cuxhaven) vor Beginn der Teilmaßnahme zu erfolgen.

Es werden Modellrechnungen zur Abschätzung der Beeinträchtigung der indirekt betroffenen Bereiche durch die Verfrachtung und Ablagerung von Baggergut gefordert (Besondere Aufmerksamkeit muß hierbei der Baggergutablagerungsfläche Twielenfleth gewidmet werden).

Die Angaben zu der Entwicklung der Unterhaltungsbaggermengen müssen quantifizierend präzisiert werden.

Es ist eine Untersuchung der Verschlickung der Gewässer II. Ordnung mit den Regulierstauschotten auf Krautsand durchzuführen und die Veränderungen zu bewerten und auszugleichen.

Im Zuge der Erörterung wurde ergänzend eingewendet, daß es durch die Verklappung von Geschiebemergel in die Klappgrube einerseits und durch den Wasserüberlauf bei Saugbaggern und die damit verbundene Entstehung von Trübungswolken andererseits zu einer erhöhten Sedimentation im Bereich des Mühlenberger Lochs kommen wird.

Die Einwendungen sind unbegründet.

Umfang und Methode:

Die Einwendung, es werden bestimmte Bereich nicht ausreichend berücksichtigt, trifft nicht zu. Auf Grundlage der Ergebnisse der Modellierungen der BAW-AK wurden auch die maßgeblichen ausbaubedingten Veränderungen der in der Einwendung genannten Nebengewässer Wischhafener Süderelbe und Ruthenstrom plausibel abgeschätzt. Weiterhin kommen die Modellrechnungen der GKSS [vgl. MATERIALBAND II A] im Gebiet Cuxhaven zu dem Ergebnis, daß weder für den Schwebstoff noch für die Bodenbelegung infolge Sedimentation eine signifikante Veränderung eintritt. Für Bereiche außerhalb des Untersuchungsgebietes wird die Auswirkung mindestens in der Tendenz geringer, keinesfalls jedoch größer sein. Speziell für den Hafen Friedrichskoog und seine Zufahrt gilt, daß er im großen Abstand zu den Bagger- und Klappstellen gelegen und in seiner Lage der dominierenden Ebbströmung ausgesetzt ist. Das macht eine Wirkung der Maßnahme in bezug auf Schwebstoff und Sedimentation im Hafen Friedrichskoog sehr unwahrscheinlich.

Die Prognosen erfassen entgegen der Einwendung auch den Bereich des Schleswig-Holsteinischen Wattenmeers. Der Nationalpark Schleswig-Holsteinisches Wattenmeer ist an seinem südlichsten Rand bis zur Verlängerung des Trischendammes nach Westen Bestandteil des Untersuchungsgebietes der Umweltverträglichkeitsuntersuchung. Es wurden jedoch im Rahmen der Prognosen keine signifikant negativen Auswirkungen für diesen Bereich festgestellt. Veränderungen im Sedimentbereich sind möglich (vgl. Materialband III), allerdings sind die prognostizierten, sedimenttypologischen Korngrößenänderungen für die wirbellose Epi- und Endofauna ökologisch wirkungslos. Die Schwankungsbreite möglicher Korngrößenverschiebungen entspricht dem Toleranzbereich der Benthonten, selbst die wenigen, nachweislich stenotopen Arten sind in ihrem Vorkommen nicht gefährdet (vgl. Materialband VII, S. 485 bis 486).

Auch der das Erosionsverhalten am Altenbrucher Bogen betreffende Einwand ist unbegründet. Dort werden beim Fahrrinnenausbau keine festen Böden (z.B. Geschiebemergel) gebaggert; insofern werden auch keine vor nachfolgenden Erosionen schützenden Schichten entfernt. Ergänzend sei darauf hingewiesen, daß im Bereich des Landkreises Cuxhaven die Fahrrinnenbreite von 500 m im Scheitel der Kurven zurückgenommen und der Außenrand der Fahrrinne nach innen verzogen wird.

Einer Berechnung des Sedimentations- und Erosionsverhaltens mit einem 3-D-Modell bedurfte es nicht, weil das gewählte Modell auch insoweit ausreicht, wie es sich im einzelnen aus den Ausführungen oben unter Ziffer 3 a) ergibt.

Bestandsdarstellungen und Einschätzung der Auswirkungen:

Nach den vorliegenden Gutachten ist davon auszugehen, daß die von den Einwendern befürchteten Änderungen durch Sedimentation bzw. Erosion nicht eintreten werden. Die prognostizierten ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik in der Unter- und Außenelbe sowie den Nebenflüssen sind in der Regel zu gering, um grundlegende Veränderungen der derzeit bestehenden regionalen Sedimentations- und Erosionstendenzen hervorzurufen. Beispielsweise werden die geringen maßnahmebedingten Erhöhungen der Strömungsgeschwindigkeiten in den Nebenflüssen und -gewässern nicht ausreichen, ggf. dort bestehende Sedimentationserscheinungen signifikant zu verringern oder gar in erosive Bereiche zu verwandeln (MATERIALBAND I). Andererseits werden die für viele Seitenbereiche der Elbe prognostizierten maßnahmebedingten Verminderungen der Strömungsgeschwindigkeiten, die durchweg im Bereich weniger Zentimeter pro Sekunde liegen, kaum ausreichen, ggf. bestehende Erosionserscheinungen spürbar zu erhöhen. Ergänzend hierzu ist zu den vorgebrachten Einwendungen im einzelnen folgendes zu sagen:

Die Ergebnisse der hydronumerischen Modellierungen (MATERIALBAND I) lassen durch die vorgesehene Maßnahme keinen Abtrag des "Sockelbereichs" erwarten. In der Unterelbe sind in der Fahrrinne bereits alle Kleideckschichten abgebaggert. Die letzten wurden im Bereich Glückstadt - Störmündung im Zuge des KN - 13,5 m-Ausbaus beseitigt. Die heute in der Fahrrinne anzutreffenden feinen Bodenarten wie Schluff und Schlick wurden durch Sedimentation in Bereichen mit geringer Strömungsgeschwindigkeit abgelagert. Da mit dem Ausbau die Strömungsverhältnisse nicht wesentlich geändert werden, muß davon ausgegangen werden, daß in der Fahrrinne bei Bützfleth die Sohlformation und die Bodenarten sich im Zusammenspiel mit den Strömungsverhältnissen so gebildet haben und sich durch den Ausbau nicht ändern werden.

Wie die Ergebnisse der Modellierungen der BAW-AK (MATERIALBAND I) zeigen, werden die Fließgeschwindigkeiten in den Nebenflüssen ausbaubedingt nur in äußerst geringem Maße zunehmen, so daß die von Einwendern befürchtete ständige erosionsbedingte Vertiefung sowie ein wesentlich verstärkter Materialeintrag in die Elbe nicht eintreten werden.

Die Befürchtung der Einwender, daß die prognostizierten Änderungen der Tidedynamik - indirekt - die bereits bestehenden Verlandungstendenzen im Bereich des Mühlenberger Lochs und der Hahnöfer Nebenelbe verstärken werden, trifft allerdings zu. Die Verringerung der Flachwasserbereiche wird demgemäß im Zusammenhang mit der generellen Entwicklung des Systems Tideelbe als negative Auswirkung der Baumaßnahme bewertet. Für die mittelbare maßnahmebedingte Verstärkung soll eine Kompensation durch die Baggerung einer Rinne im Mühlenberger Loch und der Hahnöfer Nebenelbe erfolgen.

In der Lühe wird es - wie in allen Nebenflüssen der Elbe - aufgrund der leichten Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeiten keine ausbaubedingte Erhöhung der Sedimentationsrate auftreten. Die Lühesander Süderelbe wird in ihrer morphologischen Entwicklung durch die flutstromorientierten Anströmbedingungen geprägt. Durch die geplante Vertiefung der Elbe (und auch durch die Anlage der Baggergutablagerungsflächen) ist hier keine verstärkte Verlandungstendenz zu erwarten (MATERIALBAND I).

Auf der Oberfläche der Baggergutablagerungsfläche, wo von Einwendern eine verstärkte Verschlickung von Elbenebenarmen befürchtet wird, wird sich ufernah die Strömung vermindern. Trotzdem muß mit Umformungen der Oberfläche durch Riffelbildung bis zu einer Konsolidierung gerechnet werden. Dabei kann kurz nach der Aufspülung geringfügig Material über das Ende der Ablagerungsfläche hinaus transportiert werden. Das Ende der Ablagerungsfläche vor der Ruthenstrommündung liegt in Lee für den am niedersächsischen Ufer dominanten Flutstrom. Aufgrund der Erfahrung andernorts rechnet der Gutachter deshalb nachvollziehbar mit einem Freihalten des Mündungsbereichs durch die sogenannte Lee-Erosion. Außerdem müßte die dortige Wassertiefe durch die Strömung bei Ebbe aus dem Ruthenstrom in gleicher Weise wie heute freigehalten werden, wenn das Sperrwerk entsprechend der heutigen Praxis gesteuert wird. Nach MATERIALBAND I erhöht sich darüber hinaus die Ebbströmung im Mündungsbereich infolge der eintretenden Vergrößerung des Tidehubs und vergrößert damit die Räumkraft. Der heutige Längstransport von Sediment vor die Ruthenstrommündung infolge vorhandener Ufererosion vor Krautsand wird durch die Bauwerke sogar verhindert.

Auch die Verlagerung der Brackwasserzone führt nicht - wie eingewendet - zu einer signifikanten Zunahme der Sedimentation, so daß auch die geforderte weitere Untersuchung nicht erforderlich war. Zunächst wird aufgrund des geringfügig vergrößerten Salzgehaltes die Dichte des Wassers größer. Dadurch wird die Transportfähigkeit der Strömung erhöht, so daß sich die Sedimentation tendenziell verringert. Zu berücksichtigen ist aber auch der Zusammenhang mit dem Aufstau des Schwebstoffs infolge der Brackwasserzone. Die Verschiebung der Grenze des Brackwassers um ca. 500 m stromauf bzw. die Vergrößerung des Salzgehaltes bewirkt nach Aussagen der Gutachter eine statistisch etwas geringere Häufigkeit für das Ausschwemmen der Schwebstoffwolke an der Brackwassergrenze nach See bei hohem Oberwasserzufluß. Dadurch kommt es tendenziell zu einer Verstärkung der Schwebstoffwolke und damit zu geringfügig größerer Sedimentation. Beide beschriebenen Vorgänge sind für sich allein allerdings nicht signifikant.

Was die Veränderung der Unterhaltungsbaggerung nach dem Fahrrinnenausbau anbelangt, wurde gutachterlich im MATERIALBAND II B nachgewiesen, daß für große Abschnitte der Fahrrinne nicht von einer Erhöhung der Unterhaltungsmengen ausgegangen werden kann. Durch die strombauliche Wirkung der Baggergutablagerungsflächen wird für weite Strecken sogar mit einer Verminderung der Baggermengen gerechnet. Allerdings kann es nach Einschätzung des Fachgutachters in einigen Baggerabschnitten, u.a. in dem genannten Bereich (Wedel-Pagensand) innerhalb der ersten Jahre nach Ausbau bedingt durch den morphologischen Nachlauf zu Zunahmen des Unterhaltungsaufwandes der Fahrrinne kommen. Langfristig ist allerdings auch hier nicht von einer Erhöhung auszugehen. Grundsätzlich bleiben die bereits heute vorhandenen hydrographischen Abhängigkeiten bestehen, d.h. auch in Zukunft können die Unterhaltungsbaggermengen insbesondere in Abhängigkeit vom Oberwasserabfluß sehr große Schwankungen aufweisen. Die Schwankungsbreite der natürlichen Einflüsse wird nach Aussagen der Gutachter die zu erwartenden ausbaubedingten Veränderungen des Unterhaltungsaufwandes bei weitem übersteigen. Einer weiteren Untersuchung zur Entwicklung von Unterhaltungsbaggermengen bedarf es nicht.

Bei dem Medempriel handelt es sich um das Außentief der Medem und des Hadelner Kanals. Der Medempriel dient gleichzeitig als Zufahrt zum Sportboothafen Otterndorf, der unmittelbar unterhalb des Sielbauwerks der Medem angeordnet ist. Das Medemaußentief wird durch die Entwässerung aus dem System Medem gespült. Andererseits liegt der Medempriel etwa quer zur Stromrichtung der Elbe, so daß insbesondere im Mündungsbereich zur Elbe hin laufend Eintreibungen stattfinden. Durch die Fahrrinnenanpassung der Unter- und Außenelbe wird die Tidedynamik der Elbe nur sehr geringfügig - in der Natur kaum meßbar - erhöht. Dadurch könnte zwar eine - äußerst geringe - Tendenz zur Erhöhung der Verlandungen im Außenbereich des Medempriels eintreten. Zu berücksichtigen ist jedoch, daß bereits im bestehenden Zustand regelmäßig erhebliche Verlandungen stattfinden..

In der Stör werden sich die Flut- und Ebbestromgeschwindigkeiten ausbaubedingt um 0 bis 2 cm/s erhöhen, so daß eine Verstärkung der Verlandungssituation in den durchströmten Querschnitten der Stör nicht zu befürchten ist (vgl. MATERIALBAND I und Umweltverträglichkeitsstudie, S. 5-33). Infolgedessen ist auch keine ausbaubedingt erhöhte Verschlickung der Kremper Au zu erwarten.

Durch die ausbaubedingt nur lokal leicht erhöhten Salzgehalte des Elbwassers ist - wie bereits ausgeführt - nicht mit einer signifikanten Erhöhung der Sedimentation zu rechnen. Bei Strom-km 660 - also etwa auf der Höhe des Sperrwerks Abbenfleth, betragen die über die 15 Jahre von 1979 - 1994 zeitlich und über den Querschnitt gemittelten Meßwerte für die Schwebstoffkonzentration 240 mg/l (Qo < 500 m³/s), 200 mg/l (Qo = 500-900 m³/s) und 80 mg/l (Qo > 900 m³/s) (aus M. Bergemann 1997, Daten der ARGE Elbe). Der Längsgradient der Schwebstoffkonzentration liegt in diesem Bereich bei 5 - 15 mg/l/km. Nach den Rechnungen der BAW-AK zur Tidedynamik (MATERIALBAND I) ist eine ausbaubedingte Stromaufverlagerung der Brackwasserzone um höchstens 500 m zu erwarten. Nimmt man an, daß die Trübungszone streng an die Brackwasserzone gekoppelt ist, ergäbe sich damit nach dem Ausbau eine querschnittsgemittelte Schwebstoffkonzentrationserhöhung um 3 bis 8 mg/l, was bei niedrigem Oberwasser (< 900 m³/s) ungünstigstenfalls 4 % entspricht. Systematische Änderungen in dieser Größenordnung (wenige Prozent) werden völlig überdeckt von den natürlichen Schwankungen und können daher meßtechnich nicht nachgewiesen werden.

Die Ergebnisse der von der GKSS durchgeführten Schwebstofftransportmodellierung deuten für den Bereich des Bützflether Hafens weder auf eine signifikante Erhöhung der Schwebstoffkonzentration noch auf eine signifikante Änderung der Bodendeponierung hin, d.h. die Schwebstoffkonzentration bzw. die Bodendeponierung werden sich nach der Baumaßnahme gemäß Modellrechnung um weniger als 5 % ändern (vgl. Umweltverträglichkeitsstudie Karte 9.1-2, Blatt 4 und MATERIALBAND II A).

Aufgrund der Ergebnisse der Modellversuche zur Tidedynamik (MATERIALBAND I) wird sich der Tidehub an der Mündung der Wischhafener Süderelbe und am Ruthenstrom vergrößern. Dies führt bei durchgängig erhöhtem MTnw zu einem verstärkten Gefälle bei Ebbe und damit zu in der Tendenz verstärkter Räumkraft in den Süderelben. Materialband II A weist eine signifikante Erhöhung der Schwebstoffracht weder für die Wischhafener Süderelbe noch für das Elbeufer von Krautsand aus.

Unbegründet bleibt auch die Befürchtung, daß es durch die Baumaßnahmen zu einer unmittelbaren zusätzlichen Sedimentation im Bereich des Mühlenberger Lochs kommen könnte. Eine durch den Wasserüberlauf bei Lageraumsaugbaggern entstehende temporäre Gewässertrübung - sofern sie überhaupt entsteht - ist keinesfalls geeignet, Sedimentationen in Seitenbereichen der Fahrrinne auszulösen. Die Mergelverklappungen in die Klappgrube nördlich des Mühlenberger Lochs sind zum einen zeitlich und räumlich begrenzt. Zum anderen sollen die Verklappungen zu solchen Tidephasen vorgenommen werden, zu denen möglichst wenig Schwebstoff in das Mühlenberger Loch gelangen kann (Erläuterungsbericht, Teil C2). Im Ergebnis ist somit allenfalls mit einer temporären Erhöhung der loklalen Schwebstoffkonzentration zu rechnen, jedoch nicht mit mit einer direkten Beeinflussung der morphologischen Verhältnisse des Mühlenberger Lochs durch die Baumanahmen.

Dem Interesse an einer Beweissicherung wird hinreichend durch das oben verfügte Beweissicherungskonzept Rechnung getragen.

(5) Morphologischer Nachlauf

Zum Komplex eines morphologischen Nachlaufs wurde eingewendet:

Einwender: H00069, H00074, H00081, K00184, K00272.

Die Abschätzung des morphologischen Nachlaufs liegt nicht auf der "sicheren Seite". Auch für die Nebengewässer und deren Mündungsbereiche ist mit einem morphologischen Nachlauf zu rechnen. So hat der morphologische Nachlauf in der Elbe dort Verlandungen zur Folge.

Da der morphologische Nachlauf nicht zweifelsfrei prognostizierbar ist, müssen die getroffenen Annahmen durch eine Beweissicherung insbesondere in Bereichen mit Uferabbrüchen, Wattabtrag, Fahrrinnenübertiefen und Auskolkungen überprüft werden. Hierzu sind vor Beginn der Baumaßnahmen aussagefähige Querprofile vorzulegen.

Eine "morphodynamische Formänderungsanalyse" anhand von Tiefenlinienkarten für die Elbe fehlt. Damit fehlt eine wesentliche Grundlage für die objektive Beurteilung der bisherigen und der geplanten Ausbaumaßnahme.

Daher muß hier eine Untersuchung mit einem leistungsfähigen morphodynamischen Modell vorgenommen werden. Andernfalls hat sich der TdV zu querschnittserhaltenenden Kompensationsmaßnahmen in den Nebengewässern zu verpflichten.

Anhand von Peildaten ist über mehrere Jahre an kritischen Stellen zu belegen, daß der morphologische Nachlauf des 13,5 m Ausbaus tatsächlich wie behauptet zum Stillstand gekommen ist. Ist dies nicht der Fall, so muß auf die Elbvertiefung zu verzichtet werden.

Als Beweissicherung ist eine intensive topographische Aufnahme vorzusehen, die die Erstellung eines digitalen Geländemodells ermöglicht.

In der Erörterung wurde vertiefend beantragt,

daß der Vorhabensträger vor dem Hintergrund der Befürchtung eines noch immer anhaltenden Nachlaufs aus der 13,5 m – Vertiefung beweisen solle, daß sich der morphologische Nachlauf einem stabilen (dynamischen) Gleichgewicht nähere. Es wurde auch beantragt, ein "worst-case-Szenario" für die Mophologie mit denselben Rahmenbedingungen zu berechnen, wie sie zur Hydrologie zugrundegelegt wurden, um beantworten zu können, wo das Material, das im Zuge des morphologischen Nachlaufs bewegt wird, bleibt, und welche morphologischen Änderungen sich für die Seitenbereiche der Unterelbe und für die Außenelbe insgesamt ergeben.

Die Einwendungen und Anträge sind unbegründet.

Der morphologische Nachlauf beinhaltet das nachträgliche Abflachen von Fahrrinnenböschungen, die infolge Sohlvertiefung steiler wurden als es die Scherfestigkeit des Sohlmaterials am Hang zuläßt, sowie die nachträglichen Erosion der Fahrrinnensohle infolge veränderter Strömung. Es wurde bereits unter der Ziffer 3. a) (1) (b) "Datengrundlagen und Randbedingungen des hydromechanischen Modells" dargestellt, daß die erfolgte Abschätzung des morphologischen Nachlaufs plausibel und nicht zu beanstanden ist. Durch Berücksichtigung der jeweils möglichen ungünstigsten Situationen bei der Ermittlung des morphologischen Nachlaufs, ist der von den Einwendern zu Recht geltend gemachten Unsicherheit bei der Prognose somit hinreichend Rechnung getragen worden. Es bedarf deshalb keiner weitergehenden "worst-case-Berechnung", wie sie antragsweise gefordert wurde. Vom Eintreten eines morphologischen Nachlaufs in den Nebenflüssen und -gewässern kann nicht ausgegangen werden, da dort selbst keine Baumaßnahmen stattfinden und die ausbaubedingten Tideänderungen zu schwach sind, um dort spürbare Sedimentation oder Erosion auszulösen.

In der SB 4-Studie Nr. 1 des Wasser- und Schiffahrtsamtes Hamburg zur Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe ("Die morphologische Entwicklung im Tideregime der Unter- und Außenelbe unter Berücksichtigung der Bodenentnahmen und -umlagerungen", November 1995) wird plausibel belegt, daß die morphologischen Veränderungen nach dem KN - 13,5 m-Ausbau bereits abgeschlossen sind. Der weiteren von Einwendern geforderten Untersuchungen und Nachweise, insbesondere einer wiederholten Modellierung der ausbaubedingten Änderungen der Tidedynamik, bedarf es daher nicht.

Es sei noch ergänzend darauf hingeweisen, daß sich die Topographie des Ästuarsystems der Unter- und Außenelbe natürlicherweise ständig in einem dynamischen Umwandlungsprozeß befindet. An lokalen Stellen zu beobachtende Abbruchs- oder Sedimentationserscheinungen dürfen nicht per se als ein morphologischer Nachlaufprozeß einer Fahrrinnenvertiefung oder einer anderen Maßnahme angesehen werden.

Dem Interesse an einer Beweissicherung wird hinreichend durch das oben verfügte Beweissicherungskonzept Rechnung getragen.

(6) Modelluntersuchungen der Nebenflüsse

Es wurde eingewendet:

Einwender: H00081, H00112, H00124.

Abgesehen von der unzureichenden Eignung des 1D-Modells wird die Prognosefähigkeit bzgl. Wasserstände, Strömungsgeschwindigkeiten und Änderung der Salzgehalte durch die mit mangelnder Datenbasis begründete Eichung des Modells an Einzelquerschnitten eingeschränkt.

Fehler bei der Ermittlung der Wasserstände in der Elbe setzen sich bei den Nebenflüssen fort, da diese als Randbedingungen in Modellrechnungen für die Nebenflüsse eingehen.

Die Einwendungen sind unbegründet:

Wie an anderer Stelle bereits ausgeführt, ist die eindimensionale Modellierung für die Nebenflüsse wegen deren geringer Breitenausdehnung als durchaus ausreichend anzusehen. Dies wird durch die Ergebnisse der Verifizierung bestätigt. Die Eichung des eindimensionalen Modells an Einzelquerschnitten wird vom Gutachter nicht damit begründet, daß die Datenbasis mangelhaft war. Für die Salzgehaltsmodellierung erforderliche Daten waren fehlerhaft oder fehlten ganz. Vom Gutachter wurde daher auf Erfahrungswerte des Danish Hydraulic Institute (dhi) zurückgegriffen.

Die Ermittlung der Wasserstände und ihrer ausbaubedingten Veränderungen im Bereich der Unterelbe ist nicht als fehlerhaft zu bezeichnen, so daß auch diesbezüglich keine Konsequenzen für die Modellberechnungen für die Nebenflüsse zu befürchten sind.

(7) Schiffserzeugte Belastungen

Die Einwendungen enthielten folgende Schwerpunkte:

Einwender: H00010, H00015, H00017, H00018, H00023, H00029, H00056, H00071, H00102, H00121, H00121, H00122, H00123, H00124, H00138, H00161, H00164, H00166, K00078, K00079, K00244, K00253, K00314, K00315.

Umfang und Methode :

Die schiffserzeugten Auswirkungen höherer Fahrgeschwindigkeiten und größerer Verkehrsdichte werden nicht ausreichend untersucht.

Die Untersuchungen zur Wellenbelastung sind unvollständig, weil die Auswirkungen eines Panmax-Schiffes bzw. Post-Panmax-Schiffes nur unzureichend berücksichtigt wurden, obwohl schon für den Ist-Zustand der Absunk größer als beim Panmax-Schiff ist.

Bestandsdarstellungen und Einschätzung der Auswirkungen:

Im Mündungsbereich des Ruthenstroms bestehen Überlagerungseffekte zwischen den Sog- und Schwellwirkungen des Schiffsverkehrs und strömungsdynamische Gegebenheiten, die zu einer Verstärkung der Sog- und Schwellwirkung führen.

In der Lühe wird durch die Zunahme der Ladekapazität der Containerschiffe eine Erhöhung des Schwells eintreten. Der Schwell muß durch geeignete Maßnahmen begrenzt werden um Schäden an Ufer und Sohle zu vermeiden.

Entgegen der Einschätzung des Antragstellers werden sich vorhabensbedingt ungünstigere Bedingungen für die Hafenanlagen einstellen. V.a. in Anbetracht der hohen Wahrscheinlichkeit von Fahrtgeschwindigkeiten > 12 kn sind Überschreitungen der Bemessungsgrößen an den Hafenbauwerken (u.a. in Cuxhaven und Bützfleth) zu befürchten.

Daher müssen zusätzliche Untersuchungen zur Realisierung eines Schwellschutzes für Häfen durchgeführt werden.

Auch die Auswirkungen der maßnahmebedingten schiffserzeugten Belastungen auf die Uferzonen sind eingehender zu ermitteln und zu bewerten.

In der Erörterung wurde vertiefend beantragt, im Beschluß festzuschreiben, wie gegen "Schnellläufer" vorgegangen wird, weil anderenfalls nicht davon ausgegangen werden könne, daß lediglich Wellensysteme unter 0,5 m an das Ufer laufen.

Die Einwendungen sind unbegründet

Umfang und Methode:

Die Auswirkungen der Fahrrinnenvertiefung auf schiffserzeugte Belastungen wurden mit verschiedenen Schiffstypen dem Stand der Wissenschaft entsprechend mit einem hydraulischen Modell untersucht. Bei diesen Untersuchungen wurden die maximal möglichen, von den Schiffen erreichbaren Geschwindigkeiten mit untersucht. So können z. B. Containerschiffe, die auf dem freien Ozean eine Geschwindigkeit von 25 kn aufweisen, auf der Unter- und Außenelbe aufgrund des erhöhten Fahrwasserwiderstandes bei gleicher Antriebsleistung nur sehr viel geringere Geschwindigkeiten erreichen. Der Fahrwasserwiderstand und somit auch die Schiffswellenhöhen wachsen unter Flachwasserbedingungen überproportional mit der Schiffsgeschwindigkeit an, so daß selbst bei voller Antriebsleistung im Flachwasser nur deutlich geringere Höchstgeschwindigkeiten für die Großschiffe möglich sind. Auch vor dem Hintergrund, daß mit der Fahrrinnenanpassung keine Erhöhung der Schiffsgeschwindigkeiten verbunden ist, ist die erfolgte Begutachtung als ausreichend anzusehen.

Die Fahrrinnenanpassung wird nach den Ergebnissen dieser Untersuchungen nicht zu einer signifikanten unmittelbaren Erhöhung von Schäden durch schiffserzeugte Belastungen führen. Die Entwicklung der Verkehrsdichte beeinflußt zwar die Anzahl von schiffserzeugten Lastfällen auf Uferdeckwerke und Biotope. Schäden gehen jedoch in erster Linie von einer Überbeanspruchung der Deckwerke und Uferböschungen durch sehr hohe Wellen bzw. Absunkbelastungen aus, die durch zu schnell fahrende Schiffe eintreten können. Soweit Schiffe mit angemessener Geschwindigkeit passieren, und das gilt für den derzeitigen wie für den Ausbauzustand, können Schäden dagegen ausgeschlossen werden. Schäden infolge nicht angemessener Schiffsgeschwindigkeiten treten auch im Ist-Zustand auf und sind nicht auf die Fahrrinnenanpassung zurückzuführen. Hier ist darauf hinzuweisen, daß nach § 26 der Seeschiffahrtsstraßenordnung die Verkehrsgeschwindigkeit so einzurichten ist, daß das Fahrzeug jederzeit der Verkehrslage und der Beschaffenheit der Seeschiffahrtsstraße genügt und nötigenfalls rechtzeitig aufgestoppt werden kann. Darüber hinaus haben Fahrzeuge ihre Geschwindigkeit rechtzeitig soweit zu vermindern, wie es erforderlich ist, um Gefährdungen durch Sog oder Wellenschlag (z.B. der Ufer) zu vermeiden. Verstöße gegen diese Regelung ist bußgeldbewehrt und werden durch die Wasser- und Schiffahrtsämter überwacht.

In MATERIALBAND XIII, Teil A. Kap. 4.1 und MATERIALBAND XIII, Teil B, Kap. 5.1.3 werden die Belastungen von Sachgütern durch den Schiffsverkehr dargestellt. Nach den von der BAW-AK durchgeführten Berechnungen werden in Bereichen mit ausbaubedingten Querschnittserweiterungen die schiffserzeugten Belastungen leicht abnehmen, wobei für Containerschiffe der PANMAX- und der POST-PANMAX-Klasse folgende Schiffsgeschwindigkeiten gegen Wasser (vS) als unkritisch gesehen werden (MATERIALBAND I): 1. Bereich Seemannshöft bis etwa Schulau vS < 10 kn 2. Bereich Schulau bis etwa Glückstadt vS < 12 kn 3. Bereich Glückstadt bis etwa Brunsbüttel vS < 14 kn 4. Bereich Brunsbüttel bis See vS < 17 kn.

Bestandsdarstellungen und Einschätzung der Auswirkungen:

Ergänzend zum oben Dargestellten ist an dieser Stelle auszuführen:

Nach MATERIALBAND I sind auch z.B. im Bereich des Ruthenstroms ausbaubedingte Änderungen der bereits gegenwärtig bestehenden schiffsbedingten Belastungen bei angemessenen Schiffsgeschwindigkeiten auszuschließen. Bei Überschreitung dieser Geschwindigkeiten können, wie im derzeitigen Zustand, überproportional erhöhte schiffserzeugte Belastungen auftreten. Aufgrund des einzuhaltenden Tidefensters ist auch zu erwarten, daß große Schiffe nach dem Ausbau nicht schneller fahren werden als heute, so daß keine zusätzlichen, über das derzeitige Maß hinausgehende Beanspruchungen durch schiffserzeugte Belastungen zu erwarten sind. Somit kommt es auch nicht zu den obengenannten Verstärkungseffekten. Darüber hinaus ist die Verkehrsgeschwindigkeit - wie bereits dargestellt - nach § 26 der Seeschiffahrtsstraßenordnung so geregelt, daß Fahrzeuge ihre Geschwindigkeit rechtzeitig soweit vermindern müssen, wie es erforderlich ist, um Gefährdungen durch Sog oder Wellenschlag zu vermeiden. Ein Verstoß gegen diese Regelung ist bußgeldbewehrt und kann Schadensersatzpflichten auslösen.

Wie im MATERIALBAND I ausgeführt, wird auch durch eine ausbaubedingte Zunahme der Tiefgänge von Containerschiffen nicht automatisch eine Erhöhung des Schwells eintreten. Durch die Vertiefung der Fahrrinne wird der Querschnitt erweitert, durch den vergrößerten Tiefgang der Containerschiffe die Verdrängung erhöht. Beide Veränderungen wirken gegenläufig, so daß unter der Voraussetzung gleicher Fahrtgeschwindigkeit gegenüber Wasser keine Erhöhung der Schiffswellenbelastung, sondern eine sehr geringfügige (vernachlässigbare) Verminderung der Schiffswellenbelastung eintritt. Zu geringfügigen ausbaubedingten Verstärkung der schiffserzeugten Belastungen kann es lediglich in denjenigen Streckenabschnitten kommen, die im Zuge des Fahrrinnenausbaus nicht vertieft werden (müssen). Entscheidend für die Schiffswellenbelastung ist aber vielmehr die Einhaltung angemessener Schiffsgeschwindigkeiten, die nach § 26 der Seeschiffahrtsstraßenordnung vorgeschrieben ist.

Ergänzende Untersuchungen und Maßnahmen für den Schwellschutz sind daher infolge der Wirkungen der Fahrrinnenanpassung nicht erforderlich.

Auch einer Festlegung zur Vermeidung von "Schnellläufern" (mit denen offenkundig unangemessen schnell fahrende Schiffe gemeint sind), bedufte es nicht. Denn Beeinträchtigungen oder Risiken, die durch unangemessene Schiffsgeschwindigkeiten verursacht werden, sind nicht eine Folge des Ausbauvorhabens und können bereits heute - unabhängig vom Ausbauzustand - von der Planfeststellungsbehörde nicht ausgeschlossen werden.

(8) Salzgehalt

Es wurde zu diesem Gesichtspunkt eingewendet:

Einwender: H00074, H00075, H00102, H00164, K00314, K00315.

Es fehlen Angaben zur räumlichen Ausweitung des Brackwassereinflusses elbaufwärts. Damit wird ein wichtiger Ökofaktor vernachlässigt.

Die Reduktion des Salzgehalts im stromaufwärtigen Abschnitt bei niedriger Wasserführung wird in den Antragsunterlagen überschätzt.

 

Die Einwendungen sind unbegründet.

Angaben zu räumlichen Ausdehnung der Brackwasserzone elbeaufwärts liegen vor und wurden in den Antragsunterlagen dargelegt und berücksichtigt. Die Untersuchungen zu den ausbaubedingten Veränderungen der Salinitätsverhältnisse zeigen, vereinfacht ausgedrückt, daß die obere Brackwasserzone geringfügig stromauf vordringt. Die Zunahme der Salzgehalte fällt dabei ausgesprochen gering aus: Das Maximum der Änderung, das bei bestimmten Randbedingungen lokal sehr eng begrenzt auftritt, beträgt etwa 0,3 ‰. Generell liegen die ausbaubedingten Änderungen deutlich unterhalb dieses ohnehin schon als sehr gering zu bezeichnenden Maximalwerts (vgl. MATERIALBAND I sowie Kap. 5 und 9.1 der Umweltverträglichkeitsstudie).

Die Befürchtung, daß durch das Modell der BAW-AK die Reduktion des Salzgehaltes im stromaufwärtigen Elbabschnitt bei niedrigem Oberwasserabfluß überschätzt wird, wird von der Planfeststellungsbehörde nicht geteilt. Angesichts der überaus hohen räumlichen und zeitlichen Variabilität der Salinität des Elbwassers und den in der Vorbemerkung zur Salzgehaltsmodellierung geäußerten Sachverhalten ist die vom Einwender monierte Abweichung von modelliertem und gemessenen Salzgehalt in einigen Elbabschnitten als nicht signifikant zu bezeichnen. An der Plausibilität und Richtigkeit der von der BAW-AK ermittelten ausbaubedingten Änderungen des Salzgehalts bestehen seitens der Planfeststellungsbehörde keinerlei Zweifel.

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