06.05.2011
Volumenbilanzierung der Stauräume von
Ausgleichsflächen an der Stör
B E R IC H T
Berichtnummer: 10505300946
Übermittelt an:
Hamburg Port Authority AöR
c/o Wasser- und Schifffahrtsamt Hamburg Herr Diepold
Moorweidenstraße 14 20146 Hamburg
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
Inhaltsverzeichnis
1.0 ALLGEMEINE BEMERKUNGEN ... 1
2.0 PROJEKTGEBIET ... 1
3.0 BERECHNUNG ... 8
3.1 Grundlagen ... 8
3.2 Bilanzierung der Materialbewegungen ... 8
3.3 Bilanzierung der Stauräume ... 9
3.4 Fazit ... 10
4.0 LITERATUR ... 10
TABELLEN Tabelle 1: Bodenbewegung nach derzeitiger Planung (Unterlage 12a) ... 8
Tabelle 2: Erdbewegungen ohne Abtransport aus Neuenkirchen und Hodorf... 9
Tabelle 3: Stauraumbilanz nach derzeitiger Planung (mit Abtransport von Material) ... 9
Tabelle 4: Stauraumbilanz ohne Abtransport aus Neuenkirchen und Hodorf ... 10
ABBILDUNGEN Abbildung 1: Übersicht Projektgebiet ... 1
Abbildung 2.1: Wewelsfleth Istzustand ... 2
Abbildung 2.2: Wewelsfleth Planungszustand ... 2
Abbildung 2.3: Querschnitt des Polders Wewelsfleth ... 2
Abbildung 3.1: Neuenkirchen Istzustand ... 3
Abbildung 3.2: Neuenkirchen Planungszustand ... 3
Abbildung 3.3: Querschnitt des Polders Neuenkirchen ... 3
Abbildung 4.1: Bahrenfleth Istzustand ... 4
Abbildung 4.2: Bahrenfleth Planungszustand ... 4
Abbildung 4.3: Querschnitt des Polders Bahrenfleth ... 4
Abbildung 5.1: Hodorf Istzustand ... 5
Abbildung 5.2: Hodorf Planungszustand ... 5
Abbildung 5.3: Querschnitt des Polders Hodorf ... 5
Abbildung 6.1: Siethfeld Istzustand ... 6
Abbildung 6.2: Siethfeld Planungszustand ... 6
Abbildung 6.3: Querschnitt des Polders Siethfeld ... 6
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
Abbildung 7.1: Kellinghusen Istzustand ... 7 Abbildung 7.2: Kellinghusen Planungszustand ... 7 Abbildung 7.3: Querschnitt des Polders Kellinghusen ... 7
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
1.0 ALLGEMEINE BEMERKUNGEN
Im Zuge der Fahrrinnenanpassung der Elbe sollen an der Stör Kompensationsmaßnahmen vorgenommen werden. Diese bestehen darin, dass sechs derzeit eingedeichte Sommerpolder wieder unter ständigen Tideeinfluss gehen sollen. Es sind Sommerdeicheinschnitte geplant, durch die das Tidewasser der Stör wieder in diese Vorlandflächen fließen kann. Vier der Flächen (Wewelsfleth, Bahrenfleth, Siethfeld und Kellinghusen) sind derzeit bei Hochwasserereignissen eingestaut. Die Sommerpolder Neuenkirchen und Hodorf standen zuvor nicht als Retentionsfläche zur Verfügung. Auf Basis dieser Planung wird nachfolgend eine Bilanzierung der erwarteten Stauraumvolumenänderungen vorgenommen.
Die Bilanzierung der Stauraumvolumina erfolgt unter Berücksichtigung der prognostizierten Erdbewegungen aus [1] innerhalb der Polder. Es wurden dabei Wasserstände des MThw und eines HQ100 aus [2] zu Grunde gelegt.
Abbildung 1: Übersicht Projektgebiet
2.0 PROJEKTGEBIET
In den nachfolgenden Abbildungen sind digitale Geländemodelle sowohl im Ist- als auch im Planungszustand für die sechs Sommerpolder des Planungsgebietes dargestellt. Desweiteren veranschaulicht ein Geländeprofil des Planungszustandes die Auswirkungen eines MThw bzw. eines HQ100-Ereignisses auf den einzelnen Flächen.
STAURAUMBILANZIERUN
Maßnahme Wewelsfleth
Abbildung 2.1: Wewelsfleth Istzustand
Abbildung 2.2: Wewelsfleth Planungszustand
Abbildung 2.3: Querschnitt des Polders Wewelsfleth
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
: Wewelsfleth Planungszustand
: Querschnitt des Polders Wewelsfleth
G MASSNAHMEN STÖR
STAURAUMBILANZIERUN
Maßnahme Neuenkirchen
Abbildung 3.1: Neuenkirchen Istzustand
Abbildung 3.2: Neuenkirchen Planungszustand
Abbildung 3.3: Querschnitt des Polders Neuenkirchen
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
: Neuenkirchen Istzustand
: Neuenkirchen Planungszustand
: Querschnitt des Polders Neuenkirchen
G MASSNAHMEN STÖR
STAURAUMBILANZIERUN
Maßnahme Bahrenfleth
Abbildung 4.1: Bahrenfleth Istzustand
Abbildung 4.2: Bahrenfleth Planungszustand
Abbildung 4.3: Querschnitt des Polders Bahrenfleth
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
: Bahrenfleth Planungszustand
: Querschnitt des Polders Bahrenfleth
G MASSNAHMEN STÖR
STAURAUMBILANZIERUN
Maßnahme Hodorf
Abbildung 5.1: Hodorf Istzustand
Abbildung 5.2: Hodorf Planungszustand
Abbildung 5.3: Querschnitt des Polders Hodorf
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
: Hodorf Planungszustand
: Querschnitt des Polders Hodorf
G MASSNAHMEN STÖR
STAURAUMBILANZIERUN
Maßnahme Siethfeld
Abbildung 6.1: Siethfeld Istzustand
Abbildung 6.2: Siethfeld Planungszustand
Abbildung 6.3: Querschnitt des Polders Siethfeld
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
: Siethfeld Planungszustand
: Querschnitt des Polders Siethfeld
G MASSNAHMEN STÖR
STAURAUMBILANZIERUN
Maßnahme Kellinghusen
Abbildung 7.1: Kellinghusen Istzustand
Abbildung 7.2: Kellinghusen Planungszustand
Abbildung 7.3: Querschnitt des Polders Kellinghusen
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
Planungszustand
: Querschnitt des Polders Kellinghusen
G MASSNAHMEN STÖR
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
3.0 BERECHNUNG 3.1 Grundlagen
Die Berechnungen der Stauräume basieren auf eine Volumenbilanzierung anhand der vorgesehenen Erdbauarbeiten auf dem Projektgebiet und der Stauvolumenänderung aufgrund der Öffnung der Sommerpolder. Die zugrundeliegenden Volumenwerte der Erdbewegungen wurden aus [1] abgeleitet.
Es wird vereinfacht davon ausgegangen, dass der bei den Erdarbeiten anfallende Abraum zum großen Teil vor Ort verbleibt. Eine weitere Annahme ist, dass der Substrataushub zur Schaffung der Grüppen aus einer Tiefe unterhalb der MThw-Linie erfolgt, wodurch kein zusätzlicher Stauraum auf den Sommerpoldern entsteht. Als konservative Berechnungsgrundlage wird ebenso angenommen, dass sämtlicher Aushub oberhalb der MThw-Linie wieder abgelagert wird, wodurch ein weiterer Volumenverlust erfolgt. Dies ist eine Worst case-Annahme, um eine Unterschätzung möglicher Stauraumverluste auszuschließen.
Die Wasserstände des MThw und des HQ100 basieren auf einer hydraulischen Simulation der Auswirkungen der Fahrrinnenanpassung an der Elbe auf die Stör [2].
3.2 Bilanzierung der Materialbewegungen
In folgenden Tabellen werden die Materialbewegungen auf den einzelnen Sommerpoldern quantifiziert. Da nach derzeitigen Planungen kein umfangreicher Abtransport des Materials erfolgen wird, sondern eine Andeckung oberhalb der MThw-Linie vorgesehen ist, geht diese Erdbewegung negativ in die Stauraumbilanz ein.
Tabelle 1: Bodenbewegung nach derzeitiger Planung (Unterlage 12a) Erdarbeiten (m³)
Maßnahme Materialbilanz Zwischenbilanz
Erdarbeiten Aushub Antransport neuer Deich Andecken Abtransport
+ + - - -
Wewelsfleth 0
Neuenkirchen 17.000 11.000 6.000 -11.000
Bahrenfleth 7.100 2.700 2.100 2.300 -4.800
Hodorf 34.000 39.000 39.000 34.000 -39.000
Siethfeld 1.500 1.500 -1.500
Kellinghusen 2.200 2.200 -2.200
gesamt 61.800 39.000 41.700 16.800 42.300 -58.500
Die Erdarbeiten im Bereich Wewelsfleth betreffen aufgrund des hoch liegenden Geländes fast ausschließlich den Bereich über MThw. Es werden deshalb keine Aushubmengen eingestellt, mögliche geringfügige Stauraumverluste werden durch die tendenzielle Überschätzung in den anderen Maßnahmengebieten berücksichtigt. Für die Sommerpolder Neuenkirchen und Hodorf ist derzeit (laut Unterlage 12a) umfangreicher Abtransport von Bodenaushub aus dem Maßnahmengebiet vorgesehen. Dies ist jedoch aus Hochwasserschutzgründen nicht zwingend erforderlich, da diese beiden Flächen zuvor nicht zum Überschwemmungsgebiet gehörten. Im Folgenden werden deshalb ein Szenario mit Abtransport und ein Szenario ohne Abtransport betrachtet.
Erfolgt eine Andeckung des Materials vor Ort auf den Sommerpoldern, ergibt sich folgende Materialbilanz:
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
Tabelle 2: Erdbewegungen ohne Abtransport aus Neuenkirchen und Hodorf Erdarbeiten (m³)
Maßnahme Materialbilanz
Zwischenbilanz Erdarbeiten Aushub Antransport neuer
Deich Andecken Abtransport
+ + - - -
Wewelsfleth 0
Neuenkirchen 17.000 17.000 -17.000
Bahrenfleth 7.100 2.700 2.100 2.300 -4.800
Hodorf 34.000 39.000 39.000 34.000 -73.000
Siethfeld 1.500 1.500 -1.500
Kellinghusen 2.200 2.200 -2.200
gesamt 61.800 39.000 41.700 56.800 2.300 -98.500
3.3 Bilanzierung der Stauräume
Nach der Ermittlung der Materialbilanz wird der nun zur Verfügung stehende Stauraum bilanziert. Diese Bilanz stellt sich zunächst negativ dar. Es gehen durch die Polderöffnung und durch Materialumverlagerung innerhalb des Projektgebietes bei den vorliegenden Annahmen Stauräume verloren. Ebenfalls gehen Gebiete, deren Geländeoberfläche unterhalb der MThw-Grenze liegen negativ in die Stauraumbilanzierung ein, da diese Bereiche im Planungszustand bereits bei normaler Tide gefüllt werden. Stauraumgewinne entstehen durch die Hinzunahme der Sommerpolder Hodorf und Neuenkirchen als Retentionsfläche. Da diese Gebiete durch die hohen Sommerdeiche (oberhalb der HQ100-Linie) derzeit nicht zum ausgewiesenen Überschwemmungsgebiet gehören, stehen hier durch Öffnung der Sommerdeiche weitere Stauräume zur Verfügung (zwischen MThw und HQ100).
Aber auch für diese Flächen muss beachtet werden, dass lediglich die Volumina zwischen MThw und HQ100 unter Berücksichtigung des verfrachteten Materials (Umlagerung und Antransport) als neue Stauräume in die Bilanz einfließen können.
Die zuvor errechneten Stauraumverluste aufgrund der Erdarbeiten werden in den folgenden Tabellen in die Gesamtstauraumbilanz eingerechnet. Zur Veranschaulichung der Bilanzierung wurde diese Spalte unter
„Erdarbeiten“ in die Tabellen 3 und 4 aufgenommen.
Tabelle 3: Stauraumbilanz nach derzeitiger Planung (mit Abtransport von Material)
Maßnahme Polderöffnung Erdarbeiten Gesamt
Verlust Gewinn Verluste Stauraumbilanz
unterhalb
MThw Zwischen HQ100 und
MThw oberhalb
MThw Inkl. Erdarbeiten
Wewelsfleth 0
Neuenkirchen 106.278 -11.000 95.278
Bahrenfleth -115 -4.800 -4.915
Hodorf 240.597 -39.000 201.597
Siethfeld -124.802 -1.500 -126.302
Kellinghusen -23.209 -2.200 -25.409
gesamt -148.126 346.875 -58.500 140.249
Wenn sämtlicher Aushub in Neuenkirchen und Hodorf verbleibt, vermindert sich der Stauraumzugewinn.
Diese Bilanzierung wird in folgender Tabelle dargestellt:
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
Tabelle 4: Stauraumbilanz ohne Abtransport aus Neuenkirchen und Hodorf
Maßnahme Polderöffnung Erdarbeiten Gesamt
Verlust Gewinn Verluste Stauraumbilanz
unterhalb
MThw zwischen HQ100 und MThw oberhalb
MThw inkl. Erdarbeiten
Wewelsfleth 0
Neuenkirchen 106.278 -17.000 89.278
Bahrenfleth -115 -4.800 -4.915
Hodorf 240.597 -73.000 167.597
Siethfeld -124.802 -1.500 -126.302
Kellinghusen -23.209 -2.200 -25.409
gesamt -148.126 346.875 -98.500 100.249
3.4 Fazit
Ergebnis ist, dass durch die geplanten Kompensationsmaßnahmen in beiden Szenarios und unter Worst case-Annahmen ein deutlicher Zugewinn an Stauraum zwischen den Niveaus von MThw und HQ100 entsteht. Der Zugewinn beträgt ca. 140.000 m³ wenn aus den Maßnahmengebieten Neuenkirchen und Hodorf überschüssiger Boden abgefahren wird (derzeitige Planung laut Unterlage 12a, allerdings heftig kritisiert in Stellungnahmen) und ca. 100.000 m³, wenn sämtlicher Boden in diesen beiden Maßnahmengebieten verbleiben würde.
4.0 LITERATUR
[1] Planänderungsunterlage III, Teil 12a, Projektbüro Fahrrinnenanpassung von Unter- und Außenelbe, 2010 [2] Auswirkungen von Ausgleichsmaßnahmen auf das Abflussverhalten der Stör, GOLDER, 2010
STAURAUMBILANZIERUNG MASSNAHMEN STÖR
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