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Morphodynamik im Mündungsgebiet der ElbeAktuelle Entwicklung (2002-2009)

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Frank BFrank Bööker / Andreas ker / Andreas PlPlüßüß

Seite 2Morphodynamik im Bereich der ElbemündungWasserbau · K3 · F. Böker / A. Plüß · BAW-Kolloquium 2010

Mündungsgebiet der Elbe

Cuxhaven

Brunsbüttel

Topographiedarstellungen

Differenztopographien

Volumenanalysen

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Sohl

höhe

in m

NH

N

Topographie 2002

Medemrinne

Medemsand

Medemgrund

Spitzsand

Kratzsand

Klotzenloch

Cuxhaven

2,2 km

LAT bei

Cuxhaven

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Topographie 2002

Sohl

höhe

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NH

N

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Topographie 2003

Sohl

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NH

N

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Topographie 2004

Sohl

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NH

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Topographie 2005

Sohl

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Topographie 2006

Sohl

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NH

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Topographie 2007

Sohl

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NH

N

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Topographie 2008

Sohl

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NH

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Topographie 2009 I

Sohl

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Topographie 2009 IV

Sohl

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NH

N

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Differenztopographie 2009 - 2002

Eros ion

Deposit ion

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Eros ion

Deposit ion

Differenztopographie 2009 - 2002

Nordwanderung der Medemrinne2002 bis 2009 (Erosion) = ca. 70 Mio. m³

geplante Fahrrinnenanpassung in Topo 2006 = 44,5 Mio. m³

Baggermenge und Verbringung Brunsbüttel bis Bake B in 2009 = ca. 12 Mio m³

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Volumenanalyse 2002 bis 2009„Wasservolumen“ unterhalb NHN -2,0m

innerhalb des Maskierungspolygones

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Volumenanalyse 2002 bis 2009

989970 959 957 958 957 948 937

600

650

700

750

800

850

900

950

1000

Volu

men

in M

io. m

³

2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 I

Jahrestopographie

„Wasservolumen“ unterhalb NHN -2,0m

innerhalb des Maskierungspolygones

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-202468

1012141618202224262830

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7Differenzvolumen in Mio. m³

Tief

ensc

hich

t in

mN

HN

2003 - 2002

2004 - 2003

2005 - 2004

2006 - 2005

2007 - 2006

2008 - 2007

2009 - 2008

Deposition Erosion

Volumendifferenz in den Tiefenschichten „Wasservolumen“

geringe Datendichte

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-202468

1012141618202224262830

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7Differenzvolumen in Mio. m³

Tief

ensc

hich

t in

mN

HN

2003 - 2002

2004 - 2003

2005 - 2004

2006 - 2005

2007 - 2006

2008 - 2007

2009 - 2008

Deposition Erosion

Volumendifferenz in den Tiefenschichten „Wasservolumen“

geringe Datendichte

Seite 19Morphodynamik im Bereich der ElbemündungWasserbau · K3 · F. Böker / A. Plüß · BAW-Kolloquium 2010

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1012141618202224262830

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7Differenzvolumen in Mio. m³

Tief

ensc

hich

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mN

HN

2003 - 2002

2004 - 2003

2005 - 2004

2006 - 2005

2007 - 2006

2008 - 2007

2009 - 2008

Deposition Erosion

Volumendifferenz in den Tiefenschichten „Wasservolumen“

geringe Datendichte

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1012141618202224262830

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7Differenzvolumen in Mio. m³

Tief

ensc

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mN

HN

2003 - 2002

2004 - 2003

2005 - 2004

2006 - 2005

2007 - 2006

2008 - 2007

2009 - 2008

Deposition Erosion

Volumendifferenz in den Tiefenschichten „Wasservolumen“

geringe Datendichte

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-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7Differenzvolumen in Mio. m³

Tief

ensc

hich

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mN

HN

2003 - 2002

2004 - 2003

2005 - 2004

2006 - 2005

2007 - 2006

2008 - 2007

2009 - 2008

Deposition Erosion

Volumendifferenz in den TiefenschichtenBefliegung 2007 - 1999

„Wasservolumen“

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1012141618202224262830

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7Differenzvolumen in Mio. m³

Tief

ensc

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mN

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2003 - 2002

2004 - 2003

2005 - 2004

2006 - 2005

2007 - 2006

2008 - 2007

2009 - 2008

Deposition Erosion

Volumendifferenz in den Tiefenschichten „Wasservolumen“

geringe Datendichte

Seite 23Morphodynamik im Bereich der ElbemündungWasserbau · K3 · F. Böker / A. Plüß · BAW-Kolloquium 2010

-202468

1012141618202224262830

-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7Differenzvolumen in Mio. m³

Tief

ensc

hich

t in

mN

HN

2003 - 2002

2004 - 2003

2005 - 2004

2006 - 2005

2007 - 2006

2008 - 2007

2009 - 2008

Deposition Erosion

Volumendifferenz in den Tiefenschichten „Wasservolumen“

geringe Datendichte

Seite 24Morphodynamik im Bereich der ElbemündungWasserbau · K3 · F. Böker / A. Plüß · BAW-Kolloquium 2010

Topographie 1970

Medemrinne

Medemsand

Medemgrund

Spitzsand

Kratzsand

Klotzenloch

Cuxhaven

Sohl

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in m

NH

N

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Sohl

höhe

in m

NH

N

Topographie 1970

Medemrinne

Medemsand

Medemgrund

Spitzsand

Kratzsand

Klotzenloch

Cuxhaven

909

989970 959 957 958 957 948 937

600

650

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750

800

850

900

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1000Vo

lum

en in

Mio

. m³

1970 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 I

Jahrestopographie

„Wasservolumen“ unterhalb NHN -2,0m

innerhalb des Maskierungspolygones

geringe Datendichte

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Klotzenloch

Cuxhaven

Medemsand

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2002

2006

2008

2009

An_09

An_10

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Tnw

Tnw

Thw

Thw

Thb

Thb

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13.00 28.00

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

002-08:00

2006

13.00 28.00

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

002-08:00

2008

13.00 28.00

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

002-08:00

2009

An_09

Mittlerer Flutstrom

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13.00 28.00

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

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002-08:00

2006

13.00 28.00

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

002-08:00

2008

13.00 28.00

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

002-08:00

2009

An_09

Mittlerer Ebbestrom

Seite 31Morphodynamik im Bereich der ElbemündungWasserbau · K3 · F. Böker / A. Plüß · BAW-Kolloquium 2010

13.00 28.00

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

002-08:00

2006

13.00 28.00

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

002-08:00

2008

13.00 28.00

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

002-08:00

2009

mittl. VerhältnisFlutstrom : Ebbestrom

An_09

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Programm HVIEW2D 08.06.2009

0 5.00 km2.50

Isolinien fuer in Topographie mNN

3.00 8.00 13.00 18.00 23.00 28.00 33.00 38.00

hoern

Vogelsand

Mittelgrund

Zehnerloch

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

Km 735

Km 740

Km 745

5968

.059

70.0

5972

.059

74.0

5976

.059

78.0

5980

.059

82.0

5984

.0

34 66. 03468. 0

3470. 034 72. 0

34 74. 034 76. 0

3478. 034 80. 0

34 82. 03484. 0

3486. 034 88. 0

ELBMUENDUNG - mit. residuelle Bodenschubsp.wirkung

Topographie (Watt)mNN

-2.5 2.5 0 mit. residuelle Bodenschubsp.wirkung

Pa*h

0 5. 1.5 3.

Zeitraum: 06.05.2002-00:00 bis 11.05.2002-20:30

mittl. residuelle Bodenschubspannungswirkung

Elbemodell:Ausschnitt Mündung

bodennahe Größen

Zustand 2006

Bathymetrie [mNN]

res. Bodenschubspannung [Pa*h]

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Programm HVIEW2D 09.06.2009

0 5.00 km2.50

Isolinien fuer in Topographie mNN

3.00 8.00 13.00 18.00 23.00 28.00 33.00 38.00

hoern

Vogelsand

Mittelgrund

Zehnerloch

Steubenhoeft

Klotzenloch

Km 725

Km 730

Km 735

Km 740

Km 745

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.059

70.0

5972

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74.0

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.059

78.0

5980

.059

82.0

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.0

34 66. 03468. 0

3470. 034 72. 0

34 74. 034 76. 0

3478. 034 80. 0

34 82. 03484. 0

3486. 034 88. 0

ELBMUENDUNG - mit. residuelle Bodenschubsp.wirkung

Topographie (Watt)mNN

-2.5 2.5 0 mit. residuelle Bodenschubsp.wirkung

Pa*h

0 5. 1.5 3.

Zeitraum: 06.05.2002-00:00 bis 11.05.2002-20:30Zustand 2009

mittl. residuelle Bodenschubspannungswirkung

Elbemodell:Ausschnitt Mündung

bodennahe Größen

Bathymetrie [mNN]

res. Bodenschubspannung [Pa*h]

Seite 34Morphodynamik im Bereich der ElbemündungWasserbau · K3 · F. Böker / A. Plüß · BAW-Kolloquium 2010

Veränderungen der Transporte• Die Auswirkungen der neuen Rinnendurchbrüche auf den Salz- und

Sedimenttransport sind nicht abschließend untersucht. • Die Änderungen in der Bathymetrie und der Tidedynamik lassen darauf

schließen, dass die morphologischen Umbildungsprozesse im Mündungsgebiet der Elbe (noch) nicht abgeschlossen sind.

• Die weitreichenden, rückgekoppelten Prozesse (Tide – Strömung –Transport – Morphodynamik – Tide …) müssen durch Messungen / Analysen begleitet werden.

• Ein morphodynamisches Prozessverständnis kann u. a. durch Modelluntersuchungen erarbeitet werden.

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Vielen Dank fVielen Dank füür r Ihre AufmerksamkeitIhre Aufmerksamkeit