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Regionaler Naturschutztag – Naturschutz und Wassertourismus, 03.11.2012, Brandenburg an der Havel

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Die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) ist• eine Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung

• das wissenschaftliche Institut des Bundes für wasserstraßenbezogene Forschung, Begutachtung und Beratung auf den Gebieten

• Hydrologie• Wasserbewirtschaftung• Ökologie und• Gewässerschutz

• Berater für weitere Ministerien, z.B. das Bundesumweltministerium • spezialisierter Berater der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung (WSV) im Hinblick auf Planung, Ausbau, Neubau, Betrieb und Unterhaltung von Bundeswasserstraßen

• ein Institut mit etwa 360 Beschäftigten (davon ca. 25% Zeitverträge)

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Zur Wirkung des Wellenschlags auf die Ufervegetation der

Unteren Havel-Wasserstraße

Bundesanstalt für GewässerkundeReferat U3. Landschaftspflege/VegetationskundeDr. Andreas Sundermeier Koordination, KonzeptionUwe Schröder Datenauswertung, GIS

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Auftraggeber: Wasserstraßen-Neubauamt Berlin, Auftrag aus dem Jahr 2003

Projekthintergrund: Damaliger geplanter Ausbau der UHW Prognose anhand der damals geplanten Ausbauparameter:

Berufsschifffahrt mit größeren SchiffseinheitenHöhere Wellenbelastung der Ufer

Projektpartner:Bundesanstalt für Wasserbau, Dr. Renald Soyeaux: Wellenmessung, -berechnungBüro Bischoff & Partner (Stromberg), Bernd Wolters: VegetationskundeBfG, Referat U2/U4, Dr. Michael Schleuter: Makrozoobenthos

Weitere Daten zur Ufervegetation der Seenstrecke: Büro Volker Stelzig (Soest)

Zur Zeit ruht das Projekt wegen Kapazitätsengpässen, noch nicht alle Daten ausgewertet

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Ziele

Quantitative Daten zu Wellenbelastung – Vegetation Dynamik naturnaher Ufervegetation unter bestehender

Wellenbelastung und nach Ausbau Verbesserung der Datengrundlage zum Schutz und zur

Entwicklung naturnaher Ufer Beitrag zum Planfeststellungsverfahren Übertragbarkeit auf andere Bundeswasserstraßen

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UntersuchungsgebietWellenbeeinflusste Ufer der Flusshavel zwischen Brandenburg und Ketzin, UHW-km 32-54

ergänzende Daten von der

Seenstrecke

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Mäander

Seenartige Aufweitungen

Durchstiche

Etwa 40 km Uferlinie untersucht,fahrrinnennahe Ufer bis 300-500 m Entfernung von der Fahrrinne(Trebelsee bis 1.000 m)Fahrrinnenferne Uferabschnitte ohne Einfluss der Berufsschifffahrt nicht untersucht

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Ufer der Flusshavel

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Methoden

Gelände

Vegetationskartierung der Uferböschung vom Wasser bis Oberkante Böschung als Uferlinienkartierung durchgängige pflanzensoziologische Kartierung im Maßstab 1:10.000 im

Jahr 2004 mit repräsentativen Vegetationsaufnahmen 2004 bis 2007 jährlich 6 Uferstrecken im Maßstab 1:5.000

Vegetationsaufnahmen von 15 Dauerflächen in amphibischem Schilf-Röhricht jährlich von 2004 bis 2007

Vegetationsaufnahmen von Ufern der Seenstrecke im Jahr 2006

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Differenzierung der Uferböschung bei der Kartierung

Wasser

Wasserwechselbereich

mittlere / obere Uferböschung

Dauerflächen: Erfassung von 10 m fest markierter Uferlinie, von der Vegetations-grenze bis 2 m ins Bestandsinnere

Lage der Dauerflächen 20 bis 250 m entfernt von der Fahrrinne

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Berechnung von Schiffswellenhöhen der Berufs-schifffahrt durch die Bundesanstalt für Wasserbau

Basis der Berechnungen: Verkehrsbeobachtung an 150 Schiffen im Jahre 2003, vor Öffnung des Wasserstraßenkreuzes Magdeburg

Schiffstyp mit L/B/T von 80m/9m/2m mit den größten beobachteten Wellenhöhen, als Bemessungsschiff für die Berechnungen ausgewählt

Die Wellen der 10 größten Schiffe wurden zur Berechnung herangezogen, angenommene Schiffsgeschwindigkeit 90% der kritischen Schiffsgeschwindigkeit

Berechnung der Schiffswellen anhand von Querprofilen des Gewässers alle 100 m, Wellenbelastung am Ufer

Berechnungen repräsentieren eine hohe Belastung, aber keine Spitzenwerte

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Beispieldaten Uferlinienkartierung und Schiffswellenberechnung

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Auswertung

Auflösung der Uferlinienkartierung in einzelne Punkte (2725 Punkte): Vegetationseinheiten, Deckwerk

Zuordnung zu berechneten Wellenhöhen der Berufsschifffahrt im GIS Dauerflächen und Vegetationsaufnahmen: Verschneidung von Artenzusammensetzung der Flächen und der dort berechneten Wellenhöhe

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Ergebnisse UferlinienkartierungAbsolute Häufigkeit von Wasserpflanzen

Weiße Seerose – Gelbe Teichrose – Ähriges Tausendblatt in Bezug zu berechneten Schiffswellenhöhen der Berufsschifffahrt

Data

Frequency

0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 0,28 0,32 0,36 0,4 0,440

10,2

20,4

30,6

40,8

51 CountMinMaxMeanStd. Dev.

: 138 : 0,043 : 0,4053 : 0,11717 : 0,079597

SkewnessKurtosis1-st QuartileMedian3-rd Quartile

: 2,1657 : 7,3423 : 0,0738 : 0,0925 : 0,1298

Wellenhöhe [m]

138 Fundpunkte

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Vegetationseinheiten der Wasserwechselzone

Ergebnisse Uferlinienkartierung

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

Roh

rkol

ben-

Sch

ilf-

Kom

plex

Sch

ilf-R

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Ufe

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richt

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plex

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-Röh

richt

Röh

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-Röh

richt

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öhric

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flure

n m

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den

Wel

lenh

öhe

in [m

]

n=102

n=700 n=564n=73 n=16

n=39

n=23n=32

n=26n=29

n=310n=123

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Absolute Häufigkeit von deckwerksgeschützten Ufern in Bezug zu berechneten Schiffswellenhöhen der Berufsschifffahrt

Data 10

Frequency 10-2

0,43 0,93 1,43 1,93 2,43 2,93 3,43 3,93 4,43 4,93 5,430

0,34

0,68

1,02

1,36

1,7CountMinMaxMeanStd. Dev.

: 769 : 0,0479 : 0,5409 : 0,33867 : 0,10471

SkewnessKurtosis1-st QuartileMedian3-rd Quartile

: -0,85086 : 3,2877 : 0,3011 : 0,3621 : 0,4032

Ergebnisse Uferlinienkartierung

Wellenhöhe [dm]

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Ergebnisse Dauerflächen

Belastungsklassen: sehr gering 0 bis 10 cm Wellenhöhe

gering 10 bis 20 cm Wellenhöhe

mittel 20 bis 30 cm Wellenhöhe

20%

40%

60%

80%

100%

sehr gering gering mittel

Schiffswellenbelastung

Ant

eil D

auer

fläch

unbesiedeltbesiedelt

Sumpf-Ziest

n=4 n=8 n=3

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20%

40%

60%

80%

100%

sehr gering gering mittel

Schiffswellenbelastung

Ant

eil D

auer

fläch

unbesiedeltbesiedelt

Bittersüßer Nachtschatten

n=4 n=8 n=3

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Ergebnisse Dauerflächen

Belastungsklassen: sehr gering 0 bis 10 cm Wellenhöhe

gering 10 bis 20 cm Wellenhöhe

mittel 20 bis 30 cm Wellenhöhe

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Ergebnisse Seenstrecke

R2 = 0,2727

0 10 20 30 40 50

berechnete Wellenhöhe IST (cm)

Pfla

nzen

men

ge in

Ufe

rnäh

Gesamtdeckung1

4R2 = 0,4218

0 10 20 30 40 50

berechnete Wellenhöhe IST (cm)

Pfla

nzen

men

ge in

Ufe

rnäh

Sumpf-Ziest(Stachys palustris)

R2 = 0,6295

-5

0 10 20 30 40 50

berechnete Wellenhöhe IST (cm)

Pfla

nzen

men

ge in

Ufe

rnäh

e Bittersüßer Nachtschatten (Solanum dulcamara)

R2 = 0,0176

0 10 20 30 40 50

berechnete Wellenhöhe IST (cm)

Pfla

nzen

men

ge in

Ufe

rnäh

Gilbweiderich(Lysimachia vulgaris)

Blau: Münchwerder, rechtes Ufer. Orange: Wusterau, linkes Ufer. Grün: Wendsee, linkes Ufer

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• Naturnahe Ufervegetation besiedelt vor allem Standorte mit Wellenhöhen <20 cm

• Ufer mit höherer Wellenbelastung sind weitgehend durch Deckwerk gesichert

• Naturnahe Ufervegetation kommt auch in stärker belasteten Bereichen vor, wenn die Ufer gering verbaut sind

• Wie viel Wellenbelastung wird durch die Ufervegetation maximal ertragen?

Zusammenfassende Fragen und Hypothesen, Teil 1

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• An Ufern ohne Wellenbelastung tritt das Röhricht zugunsten von Hochstaudenfluren zurück – ist das Röhricht bereits eine „Wellengesellschaft“?

• Wasserpflanzen gehen unter Wellenbelastung zurück

• Krautige Begleitarten des Röhrichts scheinen unter Wellenbelastung zurückzugehen – allerdings keine statistische Absicherung dieser Beobachtung

• Makrozoobenthosgesellschaften reagieren vermutlich empfindlicher als Pflanzen-gesellschaften, kritische Wellenhöhe hier im Bereich 10-12 cm

Zusammenfassende Fragen und Hypothesen, Teil 2

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Quellen:• http://www.bafg.de/cln_030/nn_313926/U3/DE/

01__Referat__U3/08__forschung__uferveg/04__wellenschlag/wellenschlag__node.html?__nnn=true

• Sundermeier, A., Schröder, U. & B. Wolters (2008): Die Ufervegetation der Unteren Havel-Wasserstraße (UHW-km 32,61 bis km 54,25) unter dem Einfluss des Wellenschlags – Erste Ergebnisse eines Langzeitmonitorings. – In: Naturschutz und Biologische Vielfalt 60: 93-98.