Description: Erarbeitung einer Methodik zur Untersuchung der langfristigen Auswirkungen des Klimawandels auf Morphodynamik, Unterhaltung und Sedimentmanagement der freifließenden Wasserstraßen unter Erhöhung von Belastbarkeit und Nutzwert bisheriger (hydrodynamischer) und zukünftiger (morphodynamischer) Beiträge zum Climate Proofing. Aufgabenstellung und Ziel Der Klimawandel wirkt sich auf alle Bereiche unserer Umwelt aus. So sind auch Flüsse, die als Wasserstraßen einen energieeffizienten Transport durch Binnengüterschiffe ermöglichen und darüber hinaus weitere wichtige Funktionen erfüllen, auf verschiedenste Weise durch den Klimawandel betroffen (Scharf et al. 2022). Die im Zuge des Klimawandels erwarteten Veränderungen im Abflussgeschehen führen dazu, dass die Planung wasserbaulicher Projekte auf Grundlage retrospektiv begründeter Herstellparameter mit zusätzlichen Unsicherheiten verbunden ist. Aufbauend auf BAW (2020) wird im Projekt KliMoBin eine bewertende Methodik bezüglich der Auswirkungen des Klimawandels auf die Morphodynamik der Wasserstraßen untersucht. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Mit der Deutschen Anpassungsstrategie an den Klimawandel (DAS) geht für die WSV der Auftrag zur Berücksichtigung der Auswirkungen des Klimawandels bei der Maßnahmenplanung einher (WSV-Klimaanpassung). Die Aufgabe der BAW ist es, die WSV in diesem Planungsprozess wissenschaftlich fundiert zu unterstützen. Um in diesem Rahmen die Auswirkungen des Klimawandels auf die Hydro- und Morphodynamik der freifließenden Binnenschifffahrtsstraßen in die Untersuchungen einbeziehen zu können, ist es notwendig, verlässliche und abgestimmte Untersuchungsstrategien zur Verfügung zu haben. Die Erkenntnisse des Projekts KliMoBin und die davon abgeleitete Untersuchungssystematik leisten somit einen Beitrag zum Auftrag der WSV - dem Erhalt einer Klimawandel-robusten Bundeswasserstraße im Sinne der DAS. Untersuchungsmethoden Für die Untersuchungen wurde ein stark abstrahiertes eindimensionales Feststofftransportmodell (1D-FTM) aufgebaut. Es zeichnet sich durch ein einheitliches Sohlgefälle, eine an allen Profilen gleiche Geometrie und eine über die Strecke einheitliche initiale Sohlkornzusammensetzung aus. Diese Reduzierung erleichtert die Bewertung der Untersuchungsergebnisse in Bezug auf eine zu variierende oberstromige Abflussrandbedingung. Das Modell orientiert sich in seinen Kennzahlen am Niederrhein. Es weist ein Sohlgefälle von 0,18 ‰ auf. Die Geometrie der Profile besteht aus einem Doppeltrapezprofil mit einer Streichlinienbreite von 330 m und einer beweglichen Sohle mit einer Breite von 300 m. Der Geschiebetransport wird mit zwei unterschiedlichen Formeln (Transport der Geschiebefraktion < 64 mm nach Toffaleti, > 64 mm nach Meyer-Peter Müller) berechnet. Die initiale Sohlkornzusammensetzung basiert auf einer Schürfprobenkampagne der BAW aus dem Jahr 2020. Der oberstromige Geschiebeeintrag wird abflussabhängig über das komplette Abflussspektrum mittels einer Transport-Abfluss-Beziehung (Referenz: Geschiebemessstelle Königswinter) hinweg gesteuert. Hydraulisch kalibriert wurde über das gesamte Abflussspektrum. Morphologisch kalibriert wurde auf Basis dokumentierter Geschiebetransportraten und beobachteter Flächenerosion vor Beginn der Stabilisierung durch Geschiebezugaben am Niederrhein in Höhe von 1- 1,5 cm/a (Quick et al. 2020). Die oberstromige Randbedingung erfährt durch den Klimawandel eine Veränderung der Abflussmenge und -dynamik. Um die morphodynamische Wirkung dieser veränderten Abflussverhältnisse zu bewerten, sind zunächst Abflussprojektionen (Quelle: DAS Basisdienst) auf Grundlage der kumulierten Wahrscheinlichkeitsverteilung in „nasse“ und „trockene“ Ganglinien unterteilt worden. Verglichen wurden die 16 Abflussganglinien des Antriebsszenarios RCP8.5 („Hochemissionsszenario“) für die ferne Zukunft (2070-2099). (Text gekürzt)
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Origins: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Binnenwasserstraße ? Bundeswasserstraße ? Wasserstraße ? Fluss ? Niederrhein ? Abflussregime ? Erosion ? Deutsche Anpassungsstrategie an den Klimawandel ? Ganglinie ? Klimafolgen ? Sedimenttransport ? Kennzahl ? Klimawandel ?
Region: Baden-Württemberg
Bounding boxes: 9° .. 9° x 48.5° .. 48.5°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31
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