Tagungsband - UFZ

Tagungsband Statusseminar des BMBF-Ad-hoc-Verbundprojektes in Freiberg, 27.-29.08.2003
3 Aktuelle Sedimentation und Stoffdepot
Innerhalb eines typischen Buhnenfeldes der Mittelelbe bei Havelberg am Strom-km 420,9
konnten bezüglich der Ablagerung von frischen schwebstoffbürtigen Sedimenten (vereinfacht)
drei unterschiedliche Zonen differenziert werden (SCHWARTZ & KOZERSKI 2002b). Das
erste Areal umfasste die Bereiche, in denen die mittlere Strömungsgeschwindigkeit oberhalb
von 15 cm/s lag und kurzzeitig sehr hohe Fließgeschwindigkeiten (> 25 cm/s) auftraten. Dies
waren die kompletten Randbereiche des Buhnenfeldes. Die durchschnittliche effektive Sedimentationsrate
lag hier unter 20 g TM/m²/d. Dass an diesen Stellen keine feinkörnigen Dauerablagerungen
nachgeweisen werden konnten, lag vermutlich daran, dass während der
Hochwasserzeiten die zuvor abgelagerten frischen schwebstoffbürtigen Sedimente aufgrund
der dann besonders in diesen Zonen erhöhten Fließgeschwindigkeiten (bzw. der daraus resultierenden
Turbulenzen) und der schwachen Bindung der Sedimente an den sandigen Gewässergrund
in Kombination mit ihrer geringen Dichte zum größten Teil wieder remobilisiert wurden.
Innerhalb des zweiten, direkt angrenzenden Areals variierten die mittleren Strömgeschwindigkeiten
zwischen 10 - 15 cm/s. Die durchschnittliche effektive Sedimentationsrate reichte hier
von 40 g TM/m²/d bis 120 g TM/m²/d. Die erhöhten Aussinkraten führten dazu, dass feinkörnige
Dauerablagerungen bis zu einer Mächtigkeit von 50 cm innerhalb des untersuchten
Buhnenfeldes festgestellt werden konnten. In den Zonen, in denen die mittlere Strömgeschwindigkeit
unterhalb von 10 cm/s lag, kam es gegenüber den schneller durchflossenen Arealen
verstärkt zum Aussinken von feinpartikulärem, organischem Material aus dem Elbwasser. Die
durchschnittliche effektive Sedimentationsrate betrug hier 485 g TM/m²/d. Vereinzelt wurden
aber auch Spitzenwerte bis zu 1.600 g TM/m²/d beobachtet. Langfristiges Resultat dieser sehr
hohen Sedimentationsraten war eine maximale Muddemächtigkeit von 1,2 m. Kontrollsondierungen
haben ergeben, dass das Muddevorkommen (Ausdehnung und Volumen) auch über
einen längeren Zeitraum annähernd konstant war. Über eine Spanne von 230 Tagen, einschließlich
einer dazwischen stattgefundenen ausgedehnten Hochwasserphase, hatte sich die Grundfläche,
auf der sich die Muddeablagerung befand, nur geringfügig verändert und das
Gesamtvolumen war leicht angestiegen (+ 34 m³). Selbst das Extremhochwasser der Elbe vom
August 2002 hat es nicht vermocht, das Muddepaket wesentlich abzutragen.
Werden die Schwebstoffeinträge aus den drei Sedimentationszonen unter Berücksichtigung
ihrer jeweiligen Flächenanteile addiert, ergibt sich für das gesamte Buhnenfeld (4.800 m²) ein
mittlerer Schwebstoffeintrag im Jahr 2001 von 151 kg/d. Aufgrund der mittleren Elementgehalte
des zum Aufnahmezeitpunkt ca. 300 m³ mächtigen Muddepaketes kann auf ein Stoffdepot
von 28 t organischen Kohlenstoff, 2,4 t Stickstoff, 1,1 t Phosphor 1,0 t Schwefel sowie 52 kg
Blei, 64 kg Kupfer und 460 kg Zink geschlossen werden (SCHWARTZ & KOZERSKI 2002b).
4 Extrapolation
Für die Extrapolation der Ergebnisse bezüglich des partikulären Stoffrückhaltes aus dem untersuchten
Muster-Buhnenfeld auf einen größeren Flussabschnitt bieten sich die Daten der Dauerbeobachtungsstellen
der Wassergütestelle Elbe und der Bundesanstalt für Gewässerkunde an.
Um den Einfluss von einmündenden Nebenarmen auf die Schwebstoffführung zu minimieren,
wurde ein 68 km langer Flussabschnitt unterhalb der Einmündung der Havel zwischen den
Strom-km 455 und 523 ausgewählt. In diesem Abschnitt münden lediglich kleinere Gewässer
(Seege, Löcknitz, Elde, Jeetze) ein, die durch ihre geringe Wasserführung und stoffliche Belastung
keinen wesentlichen Einfluss auf den Gesamtdurchfluss oder die Schwebstoffkonzentration
der Elbe haben. Aus diesem Grund sind die Änderungen in der Schwebstofffracht innerhalb
dieses Flussabschnittes (zumindest bei niedrigen und mittleren Wasserständen) allein auf flussinterne
Prozesse (z.B. Sedimentation, Nettoprimärproduktion) zurückzuführen (SCHWARTZ
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