Einfluss von Meeresspiegelanstiegs- und Wattwachstumsszenarien auf die Tidedynamik und Geometrie in der Tideelbe Im Rahmen des BMDV-Expertennetzwerks „Wissen – Können – Handeln“ Im BMVI-Expertennetzwerk (2020-2025) untersucht die BAW Hamburg gemeinsam mit weiteren Fachbehörden des BMVI die Auswirkungen eines möglichen Klimawandels auf die Funktionsfähigkeit der Seeschifffahrtsstraßen und entwickelt Anpassungsoptionen zur Erhöhung der Resilienz des Systems (www.bmvi-expertennetzwerk.de). Aufgabenstellung und Ziel Im BMDV-Expertennetzwerk haben sich sieben Ressortforschungseinrichtungen und Fachbehörden des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV) zusammengeschlossen (DWD, BSH, BfG, BAW, DZSF/EBA, BASt und BAG). Im Themenfeld 1 des BMDV-Expertennetzwerks werden durch Klimaveränderungen und extreme Wetterereignisse bedingte Auswirkungen für Verkehr und Infrastruktur bestimmt und beispielhaft Anpassungsoptionen entwickelt. Die Phase 2 (Laufzeit 2020 bis 2025) baut auf der Phase 1 (2016 bis 2019) des Expertennetzwerks auf, indem weitere Klimawirkungen in die Betrachtung integriert, Modellansätze weiterentwickelt und Wissenslücken geschlossen werden. Der Schwerpunkt der BAW am Standort Hamburg liegt auf der Untersuchung der Funktionsfähigkeit des Verkehrssystems Seeschifffahrtsstraße mit dem Küstenbereich und den Seehafenzufahrten. Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Der zukünftige globale mittlere Meeresspiegelanstieg (SLR) wird in der Deutschen Bucht und ihren Ästuaren unter anderem einen Einfluss auf die dortigen Ökosysteme, den Küstenschutz sowie die Seeschifffahrtsstraßen haben. Der SLR hebt nicht nur die Wasserstände an, sondern verändert auch die Tidedynamik und somit die Topografie der Watten. In der Vergangenheit konnten die Wattgebiete der Deutschen Bucht größtenteils mit dem SLR mitwachsen (Benninghoff und Winter 2019; Lepper et al. 2023). Die zukünftige Entwicklung der Watten bei beschleunigtem SLR ist jedoch ungewiss. Um mögliche Wechselwirkungen zwischen SLR, Wattentwicklung und Tidedynamik zu erfassen, wird in der hier beschriebenen Sensitivitätsstudie der Einfluss von Meeresspiegelanstiegsszenarien und vereinfachten hypothetischen Wattwachstumsszenarien auf die Tidedynamik in der Tideelbe untersucht (Mahavadi et al. 2024). Die Untersuchung fördert ein verbessertes Systemverständnis und bildet eine Grundlage, um zukünftige Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel zu entwickeln. Untersuchungsmethoden Für die Untersuchung wird das hydrodynamisch-numerische (HN) Modellverfahren UnTRIM² (Casulli 2008) eingesetzt. Das verwendete HN-Modell umfasst das Gebiet der gesamten Deutschen Bucht von Terschelling in den Niederlanden bis Hvide Sande in Dänemark sowie die Ästuare von Ems, Weser und Elbe. Mit dem Modell werden verschiedene vereinfachte, hypothetische Wattwachstumsszenarien für einen SLR von 110 cm untersucht. Dabei werden die Wattflächen im gesamten Modellgebiet gleichmäßig um 50 % bzw. 100 % mit dem Meeresspiegel angehoben. In der Tideelbe werden außerdem die folgenden zwei Szenarien betrachtet: - ein Anheben der Watten bis in die Mündung der Tideelbe (Szenario A), - ein Anheben der Watten in der gesamten Tideelbe (Szenario B). Im Rahmen einer sich an die Modellrechnung anschließenden Auswertung der Modellergebnisse für einen Analysezeitraum mit typischen Verhältnissen ohne starken Wind werden Tidekennwerte des Wasserstandes entlang der Tideelbe sowie geometrische Parameter analysiert und visualisiert. Eine detaillierte Beschreibung der Untersuchungsmethoden und der Ergebnisse ist in Mahavadi et al. (2024) zu finden. Einfluss von Meeresspiegelanstiegs- und Wattwachstumsszenarien auf die Tidedynamik und Geometrie in der Tideelbe Im Rahmen des BMDV-Expertennetzwerks „Wissen - Können - Handeln“ Im BMVI-Expertennetzwerk (2020-2025) untersucht die BAW Hamburg gemeinsam mit weiteren Fachbehörden des BMVI die Auswirkungen eines möglichen Klimawa
Sediment erosion and transport is critical to the ecological and commercial health of aquatic habitats from watershed to sea. There is now a consensus that microorganisms inhabiting the system mediate the erosive response of natural sediments ('ecosystem engineers') along with physicochemical properties. The biological mechanism is through secretion of a microbial organic glue (EPS: extracellular polymeric substances) that enhances binding forces between sediment grains to impact sediment stability and post-entrainment flocculation. The proposed work will elucidate the functional capability of heterotrophic bacteria, cyanobacteria and eukaryotic microalgae for mediating freshwater sediments to influence sediment erosion and transport. The potential and relevance of natural biofilms to provide this important 'ecosystem service' will be investigated for different niches in a freshwater habitat. Thereby, variations of the EPS 'quality' and 'quantity' to influence cohesion within sediments and flocs will be related to shifts in biofilm composition, sediment characteristics (e.g. organic background) and varying abiotic conditions (e.g. light, hydrodynamic regime) in the water body. Thus, the proposed interdisciplinary work will contribute to a conceptual understanding of microbial sediment engineering that represents an important ecosystem function in freshwater habitats. The research has wide implications for the water framework directive and sediment management strategies.
Die wasserwirtschaftliche Unterhaltung ist nach §39 WHG und wawiU-Erlass BMVI (Erlass WS 15/526/7.1 vom 01.12.2008 und WS14/5242.3/3 vom 10.02.09) konkret an den Bewirtschaftungszielen und Maßnahmenprogrammen nach EG-WRRL auszurichten. Somit erweitern sich die Aufgaben der WSV hinsichtlich der Unterhaltung der BWaStr über den reinen Verkehrsbezug hinaus um die aktive Erreichung ökologischer Zielstellungen. In rechtlicher Hinsicht sind vor allem WSV eigene Flächen betroffen, die sich überwiegend an Ufern befinden. Ufer besitzen wichtige Entwicklungspotenziale für Naturhaushalt und anthropogene Nutzung wie die der WSV. Insbesondere naturnahe, mit Tideröhrichten bestandene Uferbereiche erfüllen vielfältige Ökosystemleistungen. Für die WSV nutzbar sind z. B. der natürliche Uferschutz durch Belastungsminderung der hydromechanischen Energie oder auch die regelnde Funktion für den Sedimenthaushalt im Ästuar. Bei zeitgleicher Belastung durch Stressoren wie Welle und Tide ist zur effektiven Förderung von Röhricht bestandenen Uferhabitaten ausschlaggebend, welche hydrodynamische Belastungen die Röhrichte aushalten, wie die Ufer als geeignetes Habitat beschaffen sein müssen und welche Energiereduzierung im bewachsenen Uferbereich stattfinden. Jedoch sind die biotischen-abiotischen Interaktionen mit ihren Rückkopplungen zwischen Morphologie und Ökologie entlang von gezeitenbeeinflussten Ufern erst teilweise bekannt. Gerade für die Umsetzung der Bewirtschaftungsziele und Aufgaben der wawiU ist das Wissen über biogeomorphologische Schwellwerte unabdingbar. Deshalb wurden folgende Projektziele definiert: - Wissenschaftlich begründete Empfehlungen für die fachgerechte Entwicklung und Unterhaltung der Vegetation an Ufern tidebeeinflusster BWaStr hinsichtlich ökologischer Zielstellungen im Rahmen neuer gesetzlicher Anforderungen (verbesserte und angepasste Beratung der WSV) - Entwicklung von Vorschlägen für geeigneter Habitatstrukturen zur Stärkung des ökologischen Entwicklungspotenzials - Definitionen gradueller Schwellwerte (Bemessungskriterien) der Uferschutzleistung durch Tideröhrichte
General Information: To be able to plan and manage sustainable development in the coastal zone on both short- and long-term time scales, environmental and socio-economic imperatives require the effective application of our knowledge of coastal ecosystems. Tools are needed to operationally monitor and forecast those parameters which have key functions in these ecosystems. The final goal is the ability to produce routine assessments of the spatial distribution of nutrients at any given moment and to describe its evolution in time. PIONEER will set up analysis systems for routine day-to-day monitoring, analysis and short-term prediction of nutrient distributions in the Odra and Ebro estuaries, which are located in coastal regions with significant impacts from nutrient loads. The project is focussed on integrating presently available technology and methodology in data management, geostatistical and dynamical data assimilation and numerical modelling in cooperation with scientific institutions, management authorities and commercial companies. Since the on-time delivery of reliable nutrient data can be achieved at present only with considerable employment of specialized personnel, the skills and potentials of these systems will be demonstrated during several weeks periods simulating 'real-time' operational conditions with data previously sampled. The perequisites to run such systems under real-time and continuous operational mode will be discussed. As a by-product, the project will offer estimates of the predictability of the estuarine ecosystems on time scales of days and weeks. The overall approach of PIONEER parallels that of weather forecasting in that actual point obervations are brought together with a 'best guess' into a data assimilation scheme. This analysis forms the initial state of the forecast . Since the application of data assimilation to nutrient forecasting is new, three different assimilation schemes of increasing complexity and skill will be explored: straightforward linear interpolation, geostatistics and dynamical data assimilation. Geostatistics uses a model of multivariate spatial-temporal correlation functions to optimally estimate the spatial distribution of a natural resource. Dynamical data assimilation results in a space-time analysis of the system which is dynamically consistent with the data, the guess and the assumed dynamics of the system in order to build an optimal forecast. The two techniques are complementary in the way they make use of the data and help improve understanding of the ecological system. Solutions obtained from each group of methods will be offered to the practitioner for the wide range of resource estimation and forecasting problems faced in estuarine and coastal research. ... Prime Contractor: GKSS-Forschungszentrum Geesthacht, Institut für Gewässerphysik; Geesthacht; Germany.
General Information: Coastal Zone Management (CZM) is widely recognised as a practice necessary for the sustainable use of coastal resources. Central to CZM is the recognition that in order to promote sustainability, coastal resources cannot be sectorially managed and the interactions that occur between adjacent sectors have to be fully considered. This is referred as an 'holistic' management approach. Many complex interactions occur between and within the different biological species in coastal ecosystems and their respective habitats. The ability of phytobenthic communities to locally modify the environmental characteristics of the ecosystem in which they live is one of the more significant relationships related to the human interactions. In fact, complicated feedback and feed-forward loops exist, that couple the establishment of phytobenthic communities, water quality and physical oceanographic parameters. Accurate understanding of these interdependencies will represent a significant improving of the environmental management capabilities, particularly allowing a reliable foreseeing of the evolution of phytobenthic ecosystems and their reactions to man-generated disturbances. F-ECTS main focus is the interdisciplinary investigation of the ecosystem loops in estuarine environments involving phytobentos communities, hydrodynamics, nutrient cycling and sediment transport, with the aim of integrating some of the aspects already investigated in the INTRMUD and BENFLUX Mast Projects and in the ROBUST Environment project. The Lagoon of Venice (Italy) will be considered as a pilot case study. Two major seasonal field campaigns will be carried out and will allow the parameterisation of the main physical and biological processes of the ecosystem providing a specific background for the assessment of the exportability of the obtained results in other two different European estuarine ecosystems: Lagunadella Ria Formosa (Portugal) and Roskilde Fjord (Denmark). Based on the parameterised biophysical interactions, the modelling activities within F-ECTS will enable the set up of linked modules for the simulation of the feed-back loop between the physical processes and the phytobenthic habitat. This loop controlling the survival and evolution of an estuarine ecosystem will be considered from the biological perspective. To accomplish this, biological, hydrodynamic and sediment transport processes will be modelled together in F-ECTS. In particular a new SPM-phytobenthos-reaction model for cohesive sediment and estuarine ecosystems will be developed and used as a common module to which different hydrodynamic models tailored for each specific case study site can be coupled. ... Prime Contractor: Thetis SpA; Venezia; Italy.
The sustainable management of the coastal zone requires routine monitoring and assessment of the status of the ecosystem 'coastal zone'. To obtain an efficient and cost-effective System, 'intelligent' observational strategies combined with an analysis software encoding our present knowledge about the dynamics of the considered System are needed. This software determines the informational value of actual observations, combines all observations with previous forecasts and retums abest guess of the detailed present space-time state. PIONEER will set up analysis Systems for routine day-to-day monitoring, analysis and short-term prediction of nutrient distributions in the Odra and Ebro estuaries. The project integrates presently available technology and methodology in data management, geostatistical and dynamical data assimilation and numerical modelling in co-operation between scientific institutions, management authorities and commercial companies. The overall approach of PIONEER parallels the analysis in weather forecasting. Point observations together with a 'best guess' are processed in a data assimilation scheme. Since data assimilation with respect to nutrients is a new application three schemes of increasing complexity will be explored: simple spatial interolation, geostatistics and dynamical data assimilation. As a by-product, the project will offer estimates of the predictability of the estuarine ecosystems on time scales of days and weeks. The Systems developed by PIONEER include: - State-of-the-art data assimilation schemes to determine the actual spatial and temporal distribution of nutrients and parameters such as suspended sediment concentrations and phytoplankton biomass. - Dynamical models to forecast temporal and spatial evolution of nutrient concentrations and phytoplankton biomass for several days and weeks. - Data management systems for long-term storage and fast exchange. The application of the methodologies and future steps towards an operational mode of the forecasting System will be discussed with the responsibles from politics, coastal zone management and tourism organisations in regional meetings. The project is a significant contribution to EuroGOOS that bas strong emphasis in creating cost efficient operational forecasting tools.
Objective: A concerted action at European scale is proposed to establish the infrastructure and conditions required for marine biodiversity research. The objectives will be complemented through 3 work packages, consisting of a series of evaluations, recommendations, regional meetings and joint workshops. The CA will lead to 1) the selection and implementation of a network of Reference Sites as the basis for long-term and large-scale marine biodiversity research in Europe, 2) internationally agreed standardised and normalised measures and indicators for (the degree of) biodiversity and 3) facilities, such as a data-base, a web-site, and workshops, for further dissemination and integration of data by students, researchers, and administrators dealing with socio-economic questions, and improvement of the awareness of the public on marine biodiversity issues. Prime Contractor: Netherlands Instituut voor Oecologisch Onderzoek, Department of Ecosystem Studies Centre for Estuarine and Coastal Ecology; Yerseke/Netherlands.
Objective: Assessment of levels, fate, behaviour and mass balance of toxic trace metals in coastal and estuarine ecosystems. General Information: Applying suitable Volta metric methods the speciation of dissolved toxic trace metals, particularly Cd, by the chelation with dissolved organic material (DOM) will be clarified under sea water and estuarine water conditions taking into account he decreasing salinity gradient. Particularly the contribution of humic and fulvic material to metal speciation will be assessed. In collaboration with the delta-institute, Yerseke, (Netherlands), the levels, fate, behaviour and mass balance of trace metals in the ooster-and wester scheldt estuary will be studied taking into account seasonal and tidal influences. The atmospheric metal input by precipitation will be measured as well. Additionally, the uptake of Cd and Hg and other toxic metals from soil by certain types of salt marsh plants will be measured to complete an ongoing study which is included in the Dutch delta plan. Already started research on the content, fate, behaviour and mass balance of trace metals in estuaries and coastal waters of the ligurian and tyrrhenian coast will be continued, including a study on the toxic metal burden on risk groups, e.g. fishermen. Also here the trace metal input from the atmoshere with precipitation will be determined.
TIDE – hinter diesem gerade an der Küste eingängigen Kürzel verbirgt sich das EU-Projekt „Tidal River Development“: Belgische, niederländische, britische und deutsche Behörden und Universitäten arbeiten hier gemeinsam an einer Managementstrategie für Ästuare. Dabei haben die beteiligten bremischen und niedersächsischen Institutionen die Weser fest im Blick. Das Projekt hat ein Volumen von knapp vier Millionen Euro. In Bremen findet vom 21. bis 23. September ein Arbeitstreffen der beteiligten Wasserwirtschafts-, Naturschutz- und Hafenverwaltungen sowie wissenschaftlichen Einrichtungen statt. Im Fokus des seit Januar 2010 laufenden EU-Projektes mit insgesamt dreijähriger Laufzeit steht die nachhaltige Entwicklung und Bewirtschaftung der großen Flussmündungen des Nordseeraumes, wobei die Ästuare von Weser, Elbe, Schelde (BE, NL) und Humber (GB) unmittelbar in das Projekt eingebunden sind. Hierbei sollen in einem integrierten Managementansatz die Nutzungen durch Schifffahrt und Landwirtschaft sowie die gesetzlichen Vorgaben zum Gewässer- und Naturschutz gleichermaßen berücksichtigt werden. Die Projektleitung von TIDE obliegt Hamburg Port Authority (HPA). Die Belange der Tideweser werden durch den NLWKN (Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz), den Bremer Umweltsenator und den Bremer Wirtschaftssenator und die Universität Bremen vertreten. „Eine wesentliche Chance von TIDE besteht in seiner internationalen Perspektive, die den Projektpartnern ermöglicht, von den Erfahrungen ihrer europäischen Nachbarn direkt zu profitieren“, heißt es in einer gemeinsamen Presseinformation der niedersächsischen und bremischen Partner. Das Projekt werde dazu beitragen, vergleichbare Strategien für eine Bewirtschaftung der großen Flussmündungen des Nordseeraumes zu entwickeln, die im Sinne des Grundsatzes der Nachhaltigkeit sowohl ökologische als auch wirtschaftliche und soziale Aspekte integrieren. Im Mittelpunkt stehen ein ganzheitliches Verständnis der natürlichen Prozesse im Ökosystem Ästuar und ihres gesellschaftlichen Nutzens etwa für die Schifffahrt, den Küstenschutz, den Tourismus oder die biologische Vielfalt. Hieraus wird die Entwicklung geeigneter Strategien und Werkzeuge abgeleitet, zu denen auch die Schaffung besserer Kommunikationsstrukturen im Bereich der Ästuare mit ausgewählten Interessensgruppen vor Ort zählt. Einen weiteren Schwerpunkt bildet die Entwicklung von Empfehlungen für die Auswahl, Planung und Umsetzung von Renaturierungsmaßnahmen zur Verbesserung der ökologischen Situation der Flussmündungen auf der Grundlage bereits durchgeführter Vorhaben in den Partnerästuaren. Nicht zuletzt erfolgt die Umsetzung konkreter Maßnahmen in den Ästuaren von Humber, Schelde, Elbe und Weser, die dem Ökosystem unmittelbar zugute kommen (z.B. Maßnahmen zur Uferrenaturierung in Bremen). Menschliche Nutzungen haben die hochkomplexen Ästuarsysteme im Verlauf der letzten Jahrhunderte stark geprägt und ihre natürliche Dynamik vielfach ungünstig verändert. Die im Rahmen von TIDE erstmals vergleichend betrachteten Flussmündungen von Humber, Schelde, Elbe und Weser eint ihre Funktion als Schifffahrtsweg zu großen Seehäfen. Alle vier Ästuare zeichnen sich durch einen starken Tideeinfluss aus, der mit einem ausgeprägten Transport von Sedimenten einhergeht. Dies wiederum bedeutet, dass die Schifffahrtswege und Häfen mit großem finanziellem und logistischem Aufwand unterhalten und freigehalten werden müssen. Gleichzeitig sind weite Teile der Ästuare Bestandteil des europäischen Schutzgebietsnetzes Natura 2000 und unterliegen somit strengen naturschutzfachlichen Zielvorgaben. Bei der Bewirtschaftung der Mündungsbereiche von Humber, Schelde, Elbe und Weser ist daher den hohen Anforderungen von Schifffahrt und Hafenwirtschaft Rechnung zu tragen und zugleich die Funktionsfähigkeit der Lebensräume für Tiere und Pflanzen zu erhalten und wiederherzustellen. Gemeinsame Presseinformation Gemeinsame Presseinformation NLWKN * Universität Bremen * Umweltsenator Bremen * Wirtschaftssenator Bremen NLWKN * Universität Bremen * Umweltsenator Bremen * Wirtschaftssenator Bremen
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|---|---|
| Bund | 8 |
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| Type | Count |
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| Förderprogramm | 8 |
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| License | Count |
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