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Pegel Wesel (Messstellen-Nr: 277004000)

Die Pegelmessstelle Wesel (ID: 567) befindet sich am Gewässer Rhein im Flusseinzugsgebiet Niederrhein. Die Messstelle dient zur Messung des Wasserstands. Weiterhin wird der Abfluss an der Messstelle gemessen.

Auswirkung von Klaerschlamm auf Gruenlandertrag und Pflanzenbestand sowie auf Schwermetallgehalt im Boden und im Aufwuchs

Bei der Beseitigung von Klaerschlamm spielt die sachgerechte Unterbringung in der Landwirtschaft, vor allem auf Acker-, aber auch auf Gruenland, eine Rolle. In einigen Klaeranlagen faellt mit Brannt- und Dolomitkalk versetzter, stickfester Klaerschlamm an. Dieser kann wegen dem hohen Kalkgehalt nicht ausschliesslich auf Ackerflaechen ausgebracht werden. Aus diesem Grund ist die Unterbringung auf Gruenland relevant. In einem Versuch auf Dauergruenland wird die Auswirkung differenzierter Klaerschlammgaben auf Ertrag und Pflanzenbestand, vor allem aber auf Schadstoffbelastung (Schwermetalle) des Bodens und des Weideaufwuchses geprueft.

Bau einer Flutmulde bei Rees - Hydronumerische Modelluntersuchungen begleiten die Baumaßnahmen

Etwa 20 km vor der deutsch-niederländischen Grenze fließt der Niederrhein von Süden in einer scharfen Kurve nach Westen. Am Ende dieses Reeser Rheinbogens liegt bei Rhein-km 837 die kleine namensgebende Stadt Rees unmittelbar am rechten Flussufer. Die Stadtmauern widerstehen hier seit Jahrhunderten den Fluten des Stroms. Wegen des eingeengten Flussquerschnitts haben insbesondere extreme Hochwasser in der Vergangenheit eine tiefe Erosion der Rheinsohle von mehreren Metern verursacht. Ein im Jahr 1998 begonnener Kolkverbau verhindert die weitere Tiefenerosion. Aber um das Problem nachhaltig zu beherrschen, hat die Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) bereits in den 1990er-Jahren mit der Planung einer Flutmulde begonnen. Die Planungsarbeiten für die Flutmulde erstreckten sich über nahezu zwei Jahrzehnte und wurden durch umfangreiche Modelluntersuchungen der BAW begleitet. Zu Beginn der 1990er-Jahre galt es zunächst, aus verschiedenen möglichen Varianten den optimalen Korridor für die Trassierung der Flutmulde auszuwählen. Die nun im Bau befindliche Flutmulde durchsticht den Reeser Rheinbogen mit einer Breite von 150 m bis 180 m linksrheinisch auf einer Länge von rund 3 km. Der Rhein erhält dadurch einen gewaltigen Nebenarm, der ab einem Wasserstand von 80 cm über Mittelwasser zur Entlastung des Hauptstroms führt. Der Zustrom zur Flutmulde wird durch eine stromaufwärts gelegene Überlaufschwelle geregelt. Bei extremem Hochwasser steigt der Abfluss durch die Flutmulde auf rund 18 % des Gesamtabflusses im Rhein an. Hierdurch wird die Erosion in diesem Rheinabschnitt vor den Stadtmauern von Rees deutlich gemindert. Außerdem wird bei extremen Hochwasserereignissen der Wasserspiegel um etwa 10 cm abgesenkt. Die Baukosten liegen bei 50 Millionen Euro, an denen sich das Land Nordrhein-Westfalen mit 4 Millionen Euro beteiligt. Neben der hydraulischen Funktion mussten insbesondere ökologische Vorgaben berücksichtigt werden, um die ökologisch hochsensiblen Naturräume nicht zu beeinträchtigen. Denn die Flutmulde liegt nicht nur in einem Landschaftsschutzgebiet des Kreises Kleve und einem Naturschutzgebiet des Kreises Wesel, welches zwei Fauna-Flora-Habitat-Areale beinhaltet, sondern gehört auch zum EU-Vogelschutzgebiet und dem 'Feuchtgebiet von internationaler Bedeutung Unterer Niederrhein' (RAMSAR-Konvention, UNESCO). Um dieser Bedeutung gerecht zu werden, wird die Flutmulde naturnah gestaltet, soweit dies mit der wasserbaulichen Funktion und der Standsicherheit des Bauwerks vereinbar ist. So werden im Umfeld der Nebenrinne Feuchtwiesen geschaffen und die Ufer durch die initiale Anpflanzung von Röhricht in ingenieurbiologischer Bauweise gesichert. Text gekürzt

Klimawandel-bedingte Veränderungen der Morphodynamik der Binnenschifffahrtsstraßen

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)

Flussbauliche Untersuchungen im Bergsenkungsbereich am Niederrhein

Seit den 1930er-Jahren wurde im Raum Duisburg/Wesel der Steinkohlenbergbau auch unter dem Rheinstrom und seinen Vorländern betrieben. In Duisburg befindet sich das Bergwerk Walsum, dessen regelmäßiger Förderbetrieb im Jahr 1936 aufgenommen wurde. Die maximale Jahresförderung von ca. 3,4 Mio. t Steinkohle erbrachte die Zeche mit knapp 4.600 Beschäftigten im Jahr 1984. Als Folge des Untertagebaus traten im Bereich Walsum (Rhein-km 793 bis 798) Geländesenkungen von bis zu 9 m auf, die durch eine Anpassung der Bauwerke und durch Sohlaufhöhungen im Hauptstrom kompensiert wurden. Im Bereich der Rheinaue ist nun allerdings eine Ausuferung bereits ab mittleren Abflüssen zu beobachten. Diese lokalen Veränderungen der Abflussdynamik und des Sedimenttransportvermögens bergen die Gefahr von Anlandungen im Hauptstrom, welche die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs negativ beeinflussen können. Die Auswertung aktueller Peildaten lässt Anlandungstendenzen im Streckenbereich zwischen Walsum und Stapp erkennen. Mitte 2008 wurde, entgegen der ursprünglichen Planung, der Bergbau im Grubenfeld Walsum eingestellt und die Zeche stillgelegt. Der Beschluss zur Stilllegung war für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Anlass, Prognosen zur Stabilität der Stromsohle in dem betroffenen Rheinabschnitt zu erstellen und erforderlichenfalls geeignete Maßnahmen einzuleiten. Bereits Mitte der 1970er-Jahre hatte die WSV begonnen, die bergsenkungsbedingten Massenverluste der Stromsohle durch die Verklappung von Waschbergematerial zu kompensieren. Insgesamt wurden 13,8 Mio. t dieses Nebenprodukts der Steinkohlengewinnung im Zeitraum von 1976 bis 2008 im Stromabschnitt zwischen Rhein-km 793 und 808 eingebaut. In einigen Bereichen des Streckenabschnitts beträgt die Mächtigkeit dieser Waschbergeschichten mehrere Meter. Laboruntersuchungen belegen, dass Waschbergematerial andere Materialeigenschaften aufweist und sich in seinem Verwitterungsverhalten von natürlichem Rheinkies unterscheidet. Mobilisiertes Waschbergematerial unterliegt auf der Gewässersohle Zerfallsprozessen, mit der Tendenz, relativ schnell zwischen den deutlich härteren Kiesfraktionen zerrieben, in Suspension überführt und schließlich aus der Strecke ausgetragen zu werden. Die Untersuchungen der BAW konzentrierten sich in einem ersten Schritt auf die Ermittlung der durch die Bergsenkungen verursachten Auswirkungen auf die Morphologie der Stromsohle im Bereich von Duisburg bis Wesel. Dabei kam ein zweidimensionales Feststofftransportmodell (2D-FTM) zum Einsatz. Für diese hydromorphologischen Betrachtungen war im Vorfeld der Aufbau eines historischen Geländemodells erforderlich, welches den Vorlandzustand des Untersuchungsgebiets vor Beginn der Bergbautätigkeiten erfasst. Dieses Geländemodell wurde mit Hilfe topografischer Karten der Preußischen Landesaufnahme aus dem Jahr 1892 erstellt.

Nitrataustrag bei Guelleduengung auf Dauergruenland

Einfluss von mineralischer Duengung sowie von Guelleduengung auf den Nitrataustrag mit dem Sickerwasser und Auswirkung von Guelleverduennung und Nachregnen auf die NH4- Verluste sowie auf die Bedeckung des Aufwuchses mit Guelle.

Pegel Emmerich (Messstellen-Nr: 279002000)

Die Pegelmessstelle Emmerich (ID: 431) befindet sich am Gewässer Rhein im Flusseinzugsgebiet Niederrhein. Die Messstelle dient zur Messung des Wasserstands. Weiterhin wird der Abfluss an der Messstelle gemessen.

Pegel Hattingen (Messstellen-Nr: 2769510000100)

Die Pegelmessstelle Hattingen (ID: 454) befindet sich am Gewässer Ruhr im Flusseinzugsgebiet Niederrhein. Die Messstelle dient zur Messung des Wasserstands.

Pegel Opladen (Messstellen-Nr: 27367900002)

Die Pegelmessstelle Opladen (ID: 608) befindet sich am Gewässer Wupper im Flusseinzugsgebiet Niederrhein. Die Messstelle dient zur Messung des Wasserstands.

Pegel Rees (Messstellen-Nr: 279001000)

Die Pegelmessstelle Rees (ID: 527) befindet sich am Gewässer Rhein im Flusseinzugsgebiet Niederrhein. Die Messstelle dient zur Messung des Wasserstands. Weiterhin wird der Abfluss an der Messstelle gemessen.

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