Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI)

BIVA-WATT

Untersuchungen der lokalen und räumlichen Rauheitswirkung von Austernriffen und Miesmuschelbänken

BMBF funding code03KIS127 - 03KIS130
Duration of funding01.09.2019–31.08.2022
Project lead(s)Technische Universität Braunschweig, Leichtweiß-Institut für Wasserbau, Abteilung Hydromechnaik und Küsteningenieurwesen
Prof. Dr.-Ing. habil. Nils Goseberg

Die Pazifische Auster (Crassostrea gigas) hat, als durch die Aquakultur eingeschleppte invasive Art, seit Anfang der 2000er Jahre den größten Teil der vormals existierenden niedersächsischen Miesmuschelbänke verdrängt. Die neuen Austernriffe sind, anders als die ehemaligen Miesmuschelbänke, extrem widerstandsfähig gegen mechanische Belastungen und bilden riffartige Strukturen, die sich im Mittel um bis zu 5% jährlich in der Fläche erweitern. Als Folge der fortschreitenden Riffbildung ist von signifikanten hydrodynamischen Änderungen im Wattenmeer auszugehen, die sich auch auf die Morphodynamik der Watten auswirken und bislang in der Forschung weitgehend unberücksichtigt blieben. Neben den tiefgreifenden ökologischen Auswirkungen der Einschleppung der Pazifischen Auster, sind durch die neuen Riffstrukturen auch starke Einflüsse auf die räumliche Verteilung der Sedimentation, die langfristige Höhenentwicklung der Watten und die vertikale Sedimentdiversität zu erwarten, welche wiederum unmittelbar auf die Nutzung der Schifffahrtsstraßen und auf regionale Küstenschutzmaßnahmen wirken.
Im Zentrum der Experimente und der Freilanduntersuchungen des Verbundprojektes steht daher die Quantifizierung der hydrodynamischen und morphologischen Auswirkungen der Pazifischen Auster im Vergleich zu heimischen Miesmuschelpopulationen im Ökosystem Wattenmeer.
Für die geplanten Untersuchungen sollen erstmals mit Hilfe von 3-Druck- und Frästechniken großflächige Oberflächenstrukturen zur experimentellen Analyse im Wellenkanal erzeugt werden. Diese künstlichen Strukturen mit nahezu naturidentischen Oberflächen können, anders als aus der Natur entnommene natürliche Riffe, für verschiedene räumlich und zeitlich getrennte Experimente genutzt werden und stellen eine wichtige Erweiterung des methodischen Rahmens für hydrodynamische Untersuchungen dar.
Am Verbundprojekt BIVA-WATT sind unter Federführung des Leichtweiß-Institutes für Wasserbau der Technischen Universität Braunschweig, die Leibniz-Universität Hannover, die die Senckenberg-Gesellschaft für Naturforschung und die smile Consult GmbH beteiligt.
Mit den Ergebnissen zur Hydrodynamik der Riffstrukturen und der Weiterentwicklung der entsprechenden Modellsysteme werden Planer und Behörden in die Lage versetzt, die Einflüsse beider Arten auf den Naturraum zu beurteilen sowie Maßnahmen im Habitat- und Küstenschutz vor dem Hintergrund der Auswirkungen des Klimawandels im Küstenbereich effektiv zu gestalten. Das Vorhaben greift damit Zielsetzungen des vom BMBF mitgetragenen „Forschungskonzepts für das Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen“ auf und liefert Beiträge zu den Sachthemen „Kleinräumige Transport- und Formänderungsprozesse“, „Modellentwicklung“ und „Erfassen der Naturvorgänge“. Darüber hinaus werden die Themenbereiche „innovative, nachhaltige und naturverträgliche Verfahren im Küsten- und Hochwasserschutz“ und „Anpassung an den Globalen Wandel“ des Forschungsprogramms der Bundesregierung MARE:N und des Rahmenprogramms „Forschung für nachhaltige Entwicklung (FONA³)“ des BMBF im Bereich der Vorsorgeforschung aufgegriffen.

Publications

Hitzegrad, Jan; Brohmann, Leon; Goseberg, Nils (2019): 1. Zwischenbericht BIVA-WATT_A (03KIS127) Quantifizierung der Auswirkungen von Populationsstrukturen der Pazifischen Auster (Crassostrea gigas) und heimischen Miesmuschel (Mytilus edulis) auf Wellen.

Schlurmann, Torsten (2019): 1. Zwischenbericht BIVA-WATT_B (03KIS128) - Quantifizierung der Auswirkungen von Populationsstrukturen der Pazifischen Auster (Crassostrea gigas) und heimischen Miesmuschel (Mytilus edulis) auf Strömung.

Wehrmann, Achim (2019): 1. Zwischenbericht BIVA-WATT_C (03KIS129) - Erfassung der Populationsstruktur und -dynamik der Pazifischen Auster und heimischen Miesmuschel in ihrer Funktion als ökosystemgestaltende Arten im Wattenmeer.

Milbradt, Peter (2019): 1. Zwischenbericht BIVA-WATT_D (03KIS130) - Konzepte zur Kopplung hydro- und morphodynamischer Simulationsmodelle mit ökologischen Modellkomponenten - Datenbasierte und prozessorientierte Ansätze.