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unilogo Universität Stuttgart
Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung - IWS

Abstract

 
   

"Erosionsmessungen im Wehrkanal der Staustufe Iffezheim"

In den vergangenen Jahrzenten konnten, neben den quantitativen Auswirkungen anthropogener Eingriffe auf den Sedimenthaushalt des Rheins, auch qualitative Veränderungen der Sedimente beobachtet werden. So wurde insbesondere in der Vergangenheit bei Rheinfelden HCB eingeleitet und über die Staustufenkette des Oberrheins verteilt mit entsprechender Kontamination der dort vorliegenden Sedimente. Ziel der durch das Wasser- und Schifffahrtsamt Freiburg beauftragten Erosionsmessungen ist das Resuspensionsverhalten abgelagerter Feinsedimente exakter beschreiben zu können, um daraus Aussagen hinsichtlich der Erosionsstabilität bzw. des Erosionsrisikos ableiten zu können. Vor diesem Hintergrund wurden in der Stauhaltung Iffezheim an vier Querprofilen bestehend aus je drei Beprobungsstellen Sedimentkerne für die tiefenabhängige Untersuchung remobilisierungsrelevanter Parameter (kritische Sohlschubspannung, Erosionsraten, Korngrößenverteilung, Lagerungsdichte, TOC-Gehalt, Chlorophyll -a Konzentration) aus dem Anlandungskörper entnommen und zusätzlich in-situ Messungen zur Ermittlung der Erosionsstabilität an der Sedimentoberfläche durchgeführt.

Die tiefenabhängige Analyse der Sedimentkerne hinsichtlich der Erosionsstabilität zeigt für die meisten Probenahmestellen einen signifikanten Anstieg der kritischen Sohlschubspannungen über die Tiefe und läßt eine tiefenabhängige Konsolidierung der abgelagerten Feinsedimente vermuten. Im Gegensatz zu den kritischen Sohlschubspannungen zeigen die gemessenen Lagerungsdichten einen eher homogenen Verlauf und nur einen schwachen Zusammenhang mit den kritischen Sohlschubspannungen. Die Korngrößenverteilungen in den einzelnen Beprobungsstellen sind überwiegend durch einen hohen Schluffanteil geprägt, wobei lokal begrenzt ein sehr hoher Sandanteil in unterschiedlichen Tiefenhorizonten vorzufinden ist. Die Chlorophyll-a Konzentrationen und TOC-Gehalte zeigen eine starke bzw. leichte Abnahme über die Tiefe, wobei einige Beprobungsstellen im vertikalen Verlauf lokale Zu- bzw. Abnahmen aufweisen. Bezüglich der Erosionsraten zeigen die Messergebnisse eine geringe Erosionsstabilität für die Sedim entoberfläche und die oberflächennahen Sedimente, die sich deutlich von der Erosionsstabilität tieferer Sedimente unterscheidet.

Die in-situ Messungen belegen die geringe Erosionsstabilität an der Sedimentoberfläche durch signifikant geringere kritische Sohlschubspannungen, die mittels der SETEG-Rinne im Labor nicht erfasst werden können.

Zur Quantifizierung des potentiellen Einflusses einer reduzierten Sedimentauflast auf die Erosionsstabilität kann eine Verminderung der Erosionsstabilität an keiner der untersuchten Proben beobachtet werden Insgesamt betrachtet zeigen die abgelagerten Sedimente im Wehrkanal von Iffezheim eine geringe Erosionsstabilität, die zwar auf geringem Niveau aber eindeutig messbar über die Sedimenttiefe zunimmt. Die gemeinsamen Betrachtungen der Labor- und in-situ Messungen belegen, dass insbesondere die Sedimentoberfläche und Tiefenhorizonte < 15 cm als äußerst instabil zu charakterisieren sind und somit ein hohes Erosionsrisiko aufweisen.