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Sediment

Die Arbeitsfelder sind: Beobachtung, Quantifizierung und Modellierung und Vorhersage

Gemeinsam sollen Kenntnisse und Geräte entwickelt werden:

  1. Verbesserung der Messgeräte und Messmethoden für den Sedimenttransport
  2. Quantifizierung der Langzeitentwicklung des Flussbetts
  3. Verbesserung der Modellkonzepte der morphologischen Modelle für die Anwendung im Rheineinzugsgebiet

Bedeutung der Sedimentuntersuchungen

Der Sedimenttransport im Rhein hat vielfältige Auswirkungen. In Vergangenheit und Gegenwart wurden und werden viele flussbauliche Maßnahmen und Änderungen am Gewässerbett durchgeführt, die den Sedimenttransport und die Erosion beeinflussen. Sedimentation und Erosion können beispielsweise zu Problemen mit der Fahrwassertiefe für Schiffe, zu Austrocknung, Unterhöhlung von Fundamenten, Schädigung der Natur und der landschaftlichen Werte führen.

Anwendung der Ergebnisse der Sedimentuntersuchunge

Die Ergebnisse der Studien geben Informationen, die für die Bewirtschaftung des Einzugsgebietes wesentlich sind.
Im Sedimentprojekt sind drei Arbeitsgruppen aktiv, die aus Vertretern bedeutender Institutionen bestehen und sich mit der Flussmorphologie im Rheineinzugsgebiet befassen.

  1. Die Arbeitsgruppe Messmethoden und Messgeräte inventarisiert Geräte, die im Rheingebiet zur Bestimmung des Geschiebetransports eingesetzt werden, sowie die Messmethode, die dabei angewandt wird. In gemeinsamen Messkampagnen werden die wichtigsten Geräte und Methoden miteinander verglichen.
  2. Die Arbeitsgruppe Feststoffhaushalt und Flussbettentwicklung führt an ausgewählten Strecken des Rheins Pilotstudien durch, wobei die Langzeitsohlenentwicklung und Sedimentmessungen zusammen verwendet werden, um die Sedimentbilanz der betreffenden Strecke darzustellen. Zur Zeit läuft solch eine Studie für das niederländisch/deutsche Grenzgebiet.
  3. Die Arbeitsgruppe Morphologische Modelle wendet die bei den unterschiedlichen Institutionen eingesetzten Modellkonzepte auf gut definierte Labor- und Feldversuche an. Durch den Vergleich der Modellkonzepte können ihre positiven und negativen Merkmale herausgearbeitet werden. Daraus werden Empfehlungen für Verbesserungen hergeleitet

KHR-Projekt 'Von der Quelle bis zur Mündung'

Der Rhein ist eine der wichtigsten Binnenwasserstraßen Europas. Sein Einzugsgebiet umfasst rund 185.000 km² und ist mit rund 58 Millionen Einwohnern dicht besiedelt. Der Rhein hat viele Nutzungsansprüche, er versorgt Industrie, Landwirtschaft und Haushalte mit Wasser, ist aber auch Lebensraum und Naherholungsgebiet. Der Rhein ist gleichzeitig aufgrund seiner günstigen Abflussverhältnisse eine der wichtigsten Wasserstraßen Europas, er verbindet den Hafen Rotterdam mit den Industriegebieten im Hinterland.

Die EU-Wasserrahmenrichtlinie fordert, die Einzugsgebiete europäischer Flüsse als Ganzes und damit grenzübergreifend zu betrachten. Die BfG hat jetzt das Forschungs- und Entwicklungsprojekt "Von der Quelle zur Mündung: Sedimentbilanz des Rheins" ins Leben gerufen, um für den Rhein erstmalig eine Sedimentbilanz von der Quelle bis zur Mündung zu erstellen. Sie arbeitet dabei eng mit dem Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen zusammen. Die Internationale Kommission für die Hydrologie des Rheingebietes (KHR) unterstützt das Vorhaben und hat einen Projektbeirat einberufen, welcher sich aus Mitgliedern der Rheinanliegerstaaten Schweiz, Frankreich, Deutschland und den Niederlanden zusammensetzt.

Der Sedimenthaushalt und die bestehende Erosions- und Sedimentationsproblematik am Rhein werden schon seit vielen Jahren mit Hilfe von Sohlpeilungen und Sedimenttransportmessungen untersucht und beschrieben. Darüber hinaus liegen umfangreiche gesteinskundliche Analysen der Rheinsohle zwischen Iffezheim und der deutsch-niederländischen Grenze aus über 40 Jahren vor.

Die bisherigen Untersuchungen geben jedoch keine ausreichenden Antworten auf Fragen zur Herkunft der Sedimentfrachten im Rhein, zum Verbleib der erodierten Sedimentfrachten oder zur Verknüpfung der morphologischen Prozesse oberstrom und unterstrom miteinander. Zur Beantwortung müssen die Daten integral, über Deutschland hinaus, für das gesamte Rheineinzugsgebiet betrachtet werden. Dies ist nur mit einer Sedimentbilanz möglich. Diese ermöglicht darüber hinaus Aussagen zur Optimierung von Geschiebezugabe- und Baggerstrategien, zu morphologischen Änderungen durch den Klimawandel und die Kalibrierung numerischer Modelle. Das Projekt verknüpft und aktualisiert die bislang vorhandenen Einzeluntersuchungen und verbessert die Datenbasis durch eigene Messkampagnen.

Ziel des Projekts ist eine Sedimentbilanz des Rheins von der Quelle in den Schweizer Alpen bis zur Mündung in die Nordsee für den Zeitraum von 1991 bis 2010. Eine Sedimentbilanz beschreibt dabei grundsätzlich die Sedimentmengen, die in das Untersuchungsgebiet ein- und ausgetragen werden und die im Untersuchungsgebiet verbleiben.

 

KHR-Publikationen zum Thema Sediment

  • Kos, Th.J.M. ; Schemmer, H. ; Jakob, A. :Feststoffmeßgeräte und Meßmethoden, Vergleichsmessungen im Rhein, 10-12 März 1998, Bericht Nr. I -18
  • Dröge, B.; Henoch, H.; Kelber, W.; Mahr, U.; Swanenberg, T.; Thielemann, T.; Thurm, U.(1999): Entwicklung eines Längsprofils des Rheins, Bericht für die Musterstrecke von Rhein-km 800-845. Bericht Nr. II -13
  • Spreafico, M.; Lehmann, C.; Schemmer, H. Burgdorffer, M. Kos, T.L. (1996): Feststoffbeobachtung im Rhein, Beschreibung der Meßgeräte und Meßmethoden, Bericht Nr. II -1

 

Projektleitung
Dr.-Ing. Gudrun Hillebrand
Bundesanstalt für Gewässerkunde
Am Mainzer Tor 1
Postfach
200253
Koblenz
Deutschland
Projektmitglieder
Bundesanstalt für Gewässerkunde
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen