SEDYWA

Sedimentaustausch und -dynamik zwischen Ästuaren und angrenzenden Watt- und Flachwasserbereichen am Beispiel der Elbmündung

Ziel des Vorhabens SEDYWA ist es, das Verständnis der Sedimentaustauschprozesse zwischen Ästuaren und angrenzenden Watt- und Flachwasserbereichen zu vertiefen. Der Fokus der Untersuchungen liegt dabei auf dem Depositions- und Erosionsverhalten von Feinsedimenten im Mündungsbereich der Elbe.
Ende 2013 kam es zu einem sprunghaften Anstieg der Schwebstoffkonzentrationen in der Tideelbe, welcher sich in den Folgejahren auch in deutlich erhöhten Unterhaltungsbaggermengen unter anderem im Hamburger Hafen widerspiegelte. Der sprunghafte Anstieg der Schwebstoffkonzentration wird nach bisherigem Wissen auf die Remobilisierung großer Mengen an Feinsedimenten in den Wattflächen und Vorländern der Elbmündung im Wesentlichen durch die Sturmflut Xaver zurückgeführt (Weilbeer et al. 2021). Trotz der enormen Bedeutung der Feinsedimentdynamik in diesem Bereich gibt es bisher kaum gesicherte Erkenntnisse zu Details der Austauschprozesse zwischen Ästuar und Wattflächen bzw. Vorländern sowie zu den hydrodynamischen Bedingungen, unter denen die Wattflächen in der Elbmündung als Quelle bzw. Senke für Feinsedimente fungieren. Hierbei sind auf der Einwirkungsseite insbesondere die (bei Extremereignissen) auftretenden Sohlschubspannungen und auf der Widerstandsseite die ebenfalls nur unzureichend bekannte grenzflächennahe Sedimentzusammensetzung und -konzentration sowie dem damit einhergehendem Erosionswiderstand zu nennen. Aus den Wissenslücken resultieren mithin Unsicherheiten bei der Abschätzung der Auswirkungen von steigenden mittleren und extremen Wasserständen als Folge des Klimawandels.
Im Rahmen von SEDYWA werden diese Wissenslücken und damit die Unsicherheiten auf der Grundlage von Feldmessungen in repräsentativen Wattflächen in Kombination mit Laboruntersuchungen und theoretischen sowie numerischen Betrachtungen reduziert. Hierbei wird explizit das in der Ausschreibung genannte Förderziel „Quantifizierung von Sedimentquellen und -senken“ adressiert. Ein Arbeitsziel ist die direkte Verknüpfung der hydrodynamischen Belastungen auf der einen Seite und der morphodynamischen Reaktionen auf der anderen Seite sowohl für einzelne Extremereignisse als auch für mittlere Bedingungen (längere Zeiträume).
Die Forschungsergebnisse ergeben ein unmittelbar nutzbares Verwertungs- und Anwendungspotential für die Bundes- und Landesverwaltung und die Wissenschaft durch
i) ein verbessertes Systemverständnis der Tideelbe und vergleichbarer Ästuare
ii) die Weiterentwicklung von hydro- und morphodynamischen Modellen auf Grundlage der aufbereiteten Naturdaten und
iii) darauf aufbauend Erkenntnisse zu einem nachhaltigen Sedimentmanagement