Das Projekt "Nautische Sohle im Schlick und ähnlichen Böden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Für Leichtigkeit und Sicherheit des Schiffsverkehrs ist eine ausreichende schiffbare Tiefe vorzuhalten. Um eine Basis zwischen Sicherheit des Verkehrs und Aufwand für Unterhaltungsbaggerungen zu erzielen, ist die Nautische Sohle eingeführt. Sie ist der Horizont, von dem ab die physikalischen Eigenschaften kritisch für Steuerbarkeit und Manövrierfähigkeit sind. Probleme bereiten dabei die Schlickbereiche. Die physikalischen Eigenschaften des Schlicks sind von seiner Zusammensetzung, seinem Alter und seiner Schichtstärke abhängig und werden über Grenzwerte für die geotechnischen und rheologischen Eigenschaften des Schlicks festgelegt. Die punktuell bestimmten geotechnischen und rheologischen Parameter dienen zur Kalibrierung der verschiedenen Echolotverfahren, die regelmäßig als linienhafte Detektionsmethode zur Sohltiefenkontrolle der Fahrrinnen durchgeführt wird. Aus den bisherigen Vergleichsuntersuchungen wird die Nautische Sohle revierspezifisch mit dem geotechnischen Parameter Dichte und revierunabhängig mit dem Parameter der Nautisonde ermittelt. Der geotechnische Parameter Dichte - aus dem bewährten Zusammenhang mit undränierter Scherfestigkeit und Kornzusammensetzung ermittelt - stimmt sehr gut mit dem rheologischen Parameter der Nautisonde (Grenzwert 10 Pas) überein. Dies konnte an zahlreichen Vergleichsuntersuchungen in den Schlickrevieren und unter Laborbedingungen nachgewiesen werden (siehe unten aufgeführte BAW-Gutachten). In der Unterems wurden in 2003 vergleichende Untersuchungen mit den neuesten marktgängigen Echolot-Verfahren zur Detektion der Schlickhorizonte durchgeführt. Für den altersbedingt zu ersetzenden amtsseitigen Navitracker wurde ein verbessertes Peilverfahren nach neuester Technik untersucht. Die Vergleichsuntersuchungen führten zu dem Ergebnis, dass das linienförmige Verfahren der Fa. STEMA eingeführt ist und weiter verbessert werden soll. Darüber hinaus wurden die Viskositäten von Schlick bei unterschiedlichen Biomasseanteilen untersucht. Der biologische Einfluss auf die Sedimentkonsistenz ist zwar messbar, jedoch ohne nennenswerten Einfluss auf die Eigenschaften des Baggergutes im Hinblick auf die Nautische Sohle. In 2007 wurden bereits einige Verbesserungen für den Wirkbetrieb in den Revieren Unterems und Schleuse Brunsbüttel begleitet. Weitere Begleitungen sind erforderlich, wobei die Initiative von der WSV zu ergreifen ist.
Das Projekt "Vorhaben 4: Erfassung der Veränderungen des hydrologischen Systems: Sedimenthaushalt, Morphologie und Anpassungsoptionen für Schifffahrt und Wasserstraßen - Projekt 4.04: Ermittlung von Mindestfahrrinnenbreiten für eine sichere und leichte Schifffahrt" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Wasserbau durchgeführt. Ziel dieses Projekt ist es, die Schifffahrt auch bei Niedrigwasser zu erhalten, und dabei eine sichere und leichte Navigation zu ermöglichen. Hierfür werden Anpassungsoptionen analysiert und fahrdynamisch untersucht. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der minimalen Fahrrinnenbreite für eine sichere und leichte Schifffahrt. Besonders durch die Anpassungsoption Fahrrinne in der Fahrrinne' können durch Ausnutzung vorhandener Übertiefen im Rahmen der nautischen Möglichkeiten heutiger Schiffe und durch die Begrenzung auf Mindestbreiten die Kosten für die Tieferunterhaltung verringert werden. Die Mindestbreiten werden mit Hilfe eines fahrdynamischen Modells bestimmt, das zunächst um die Instabilität des Schiffspfades, die verminderte Ruderwirkung bei geringen Wassertiefen, um moderne Steuereinrichtungen, Autopiloten und verbesserte Informationssysteme auf zukünftigen Schiffen ergänzt wird. Der Einfluss von menschlichen Fähigkeiten und evtl. häufigere Fahrfehler durch erhöhte Anforderungen in Engpässen wird durch den sogenannten human factor erfasst. Erkenntnisse dieser Untersuchungen dienen als Entscheidungsgrundlage für die Planung und Umsetzung zukünftiger Maßnahmen.
Das Projekt "Untersuchungen zum Widerstandsverhalten von schnellen Schiffen bei veränderter Bodentopologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH durchgeführt. Im Projekte wird der Einfluss der Wassertiefe auf den Widerstand von Monohulls (Halbgleiter und Gleiter) bei Froudezahlen von 0.8 größer Fn größer 1,3 untersucht. Dafür sind Modellversuche bei systematischer Variation der Wassertiefe und instationären Änderungen der Bodentopologie, wie Schwellen und Stufen, vorgesehen. Weiterhin sollen vorhandene Rechenmodelle, wie potenzialtheoretische und RANSE-Solver, auf die Verwendbarkeit zur Betrachtung der Problematik untersucht werden. Die Ergebnisse der numerischen Berechnungen sollen dann durch die Modellversuchsergebnisse validiert werden. Eine Empfehlung für die praktische Anwendung einer CFD-Methode ist zu erarbeiten. Dazu soll in der SVA Potsdam eine Versuchstechnologie etabliert werden, die Flachwasserversuche über ein großes Spektrum an Wassertiefen und Geschwindigkeiten sowie bei Variation der Bodentopologien und eine hohe Flexibilität des Versuchsumfanges ermöglicht. Dazu soll die Außenrinne der SVA Potsdam (200 m x 3 m x 3,5 m) genutzt werden.
Das Projekt "Vorhaben 4: Erfassung der Veränderungen des hydrologischen Systems: Sedimenthaushalt, Morphologie und Anpassungsoptionen für Schifffahrt und Wasserstraßen - Projekt 4.02: Klimaprojektionen für Sedimenthaushalt und die Flussbettentwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Ziel dieses Projektes ist es, die Auswirkungen der potenziellen Klimaänderungen auf den natürlichen Feststofftransport an den Bundeswasserstraßen zu ermitteln und zu bewerten. Neben dem Abfluss sind der Sedimenthaushalt und die Entwicklung des Gewässerbettes für die Schiffbarkeit der Binnenwasserstraßen entscheidend. Dabei erfordern sowohl Anlandungstendenzen, als auch großräumig/langfristige defizitäre Flussbettentwicklungen ein aktives Sedimentmanagement. Mögliche großskalige Änderungen haben Einfluss auf die Fahrrinnentiefen und auf den für ihre Gewährleistung notwendigen Unterhaltungsaufwand. Um die Mittel für eine gesteigerten Unterhaltung abschätzen zu können, aber auch als Grundlage für geeignete Anpassungsoptionen, werden mit Hilfe morphodynamischer Modellierung die Bandbreiten der klimabedingten Änderungen von Flussbett und Wasserspiegel für die freifließenden Flussstrecken von Rhein und Elbe berechnet. Hierfür werden Niederschlag-Abflussmodellierungen berücksichtigt, um die Auswirkungen auf Sedimentfrachten, Sohl- und Wasserspiegeländerungen sowie auf die Substratzusammensetzung zu erfassen und räumlich/zeitlich darzustellen. Neben den Projektionen zur potenziellen Änderung des Feststoffhaushaltes und der Flusssohle wird für den Referenzzeitraum die Datenverfügbarkeit bezüglich sedimentologischer Detaildaten für andere Projekte (z. B. Güte und Ökologie) gewährleistet.