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BMVI-Expertennetzwerk: Aufbau einer Modellkette zur Betroffenheitsanalyse aufgrund von Klimaveränderungen und Extremwetterereignissen und Erarbeitung von Anpassungsmaßnahmen

Erstellt am: 28.02.2018 | Stand des Wissens: 05.08.2019
Auftraggeber / Förderer:   Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Auftragnehmer:   Bundesanstalt für Wasserbau
Projektkoordination:   Patzwahl, Dr. rer. nat. Regina
Projektnummer:   B3953.02.04.70006
Projektvolumen:   < 1.000.000
Laufzeit:   2016/02 bis 2019/12
Projektstand:   laufend
Webseite:   http://www.baw.de/
Raumbezug:   Bundesrepublik Deutschland
Veröffentlichung:   [Harl16] Beurteilung, Bewertung und flächige Visualisierung der Befahrbarkeit von Binnenwasserstraßen
Sonstige Informationen:  
Das BAW-Forschungskompendium Verkehrswasserbau 2018 steht auf www.baw.de zum Download zur Verfügung.
Aufgabenstellung und Ziel
Bedingt durch den Klimawandel wird allgemein mit einer Zunahme extremer Witterungs- und Wettererscheinungen gerechnet. Damit einhergehend sind ausgeprägtere Niedrigwasserperioden, aber auch häufigere Starkregenereignisse und damit eventuell Flusshochwasser mit untypischen Verläufen zu erwarten. Beide Extrema haben direkte Folgen für die Binnenschifffahrt. Im Rahmen des Themenfelds 1 Verkehr und Infrastruktur an Klimawandel und extreme Wetterereignisse anpassen des BMVI-Expertennetzwerks wird das Projekt im Referat Flussbau bearbeitet und setzt das Vorgängerprojekt KLIWAS auch räumlich fort. Dabei wird auf den Niederrhein aufgrund seiner verkehrlichen Bedeutung innerhalb des TEN-T-Korridors RheinAlpen und seiner Ballungsräume mit Industriestandorten besonderes Augenmerk gelegt. Die Betroffenheit des Niederrheins in seiner Funktion als Wasserstraße durch den Klimawandel soll im Rahmen dieses Vorhabens beurteilt und durch entsprechende flussbauliche und/oder bewirtschaftende Maßnahmen minimiert werden.
Bedeutung für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV)
Die potenziellen Folgen des Klimawandels haben direkte Auswirkungen auf die Nutzbarkeit sowie die Unterhaltung der Wasserstraßen und somit auf mittel- und langfristige Planungen der WSV. Mit den Arbeiten des Expertennetzwerks werden Methoden zur Einschätzung der klimawandelbedingten Gefährdung der Schifffahrt und die Ableitung von Anpassungsoptionen erarbeitet und pilothaft angewendet.
Untersuchungsmethoden
Ausgehend von Klimamodellen des Deutschen Wetterdienstes (DWD) wird über Wasserhaushaltsmodelle der Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) ein Ensemble an projizierten Ganglinien und Pegelkennwerten (GlQ, MQ, MHQ) bestimmt. Diese dienen als Randbedingungen für ein zweidimensionales hydrodynamisch-numerisches Modell (Telemac-2D, Rhein-km 654,4 bis 852,0), welches räumlich differenzierte Aussagen über Wassertiefen zulässt und ein eindimensionales Feststofftransportmodell (1D-FTM, HEC-6T, Rhein-km 640,0 bis 867,0), das Abschätzungen über die langfristige und großräumige Sohlentwicklung erlaubt. Ergänzt werden die Berechnungen durch Einsatz des Befahrbarkeitsanalyse-Werkzeugs RiNA (Harlacher, 2016), das relevante hydraulische und weitere Parameter in ein integriertes Eignungspotenzial überführt.
Nach erfolgter Sensitivitätsanalyse bezüglich der Niedrigwasserabflüsse schließen sich Untersuchungen von besonders betroffenen Streckenabschnitten an. Ein prominentes Beispiel einer Fehlstelle, die schon heute zur Abladeeinschränkung und zu vermehrten Havarien führt, ist die Deutzer Platte (Rh-km 687-688), eine immer wiederkehrende Mittelgrundbildung, verursacht durch Querschnittsaufweitung an zwei Hafeneinfahrten. Es fallen beträchtliche Baggermengen an. Es ist wahrscheinlich, dass sich die Beeinträchtigungen durch die Fehlstelle in Zukunft verschärfen.
Für die instationären Untersuchungen mit dem Feststofftransportmodell und die Berechnung der Sohlentwicklung liegen derzeit vorläufige prognostizierte Ganglinien für eine Nahe Zukunft und eine Ferne Zukunft vor. Unter-haltungsbaggerungen werden im Modell zwischen Rh-km 687 und 688 berücksichtigt. Die im Modell berechnete Sohldifferenz zwischen Start- und Endzeitpunkt wird in das 2D-HN-Modell eingebracht. Im Anschluss daran werden die hydraulischen Untersuchungen zur Ermittlung der Betroffenheit wiederholt. Die Bandbreite der möglichen Entwicklungen des Abflussgeschehens wird bei den Untersuchungen berücksichtigt, indem mit dem 2D-HN-Modell stationäre Simulationen mit unterschiedlichen Werten für den GlQ (von +5% bis -30% Änderung zum Zustand heute) durchgeführt werden.
Ansprechpartner
Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
Bundesanstalt für Wasserbau
Literatur
[Harl16] Harlacher, D. Beurteilung, Bewertung und flächige Visualisierung der Befahrbarkeit von Binnenwasserstraßen, veröffentlicht in Dissertation, 2016
Glossar
Trans European Network Die Idee hinter dem Trans-Europäischen-Netzwerks entstand Ende der achtziger Jahre in Verbindung mit dem beabsichtigten Single Market. Ziel war die Schaffung eines großen Marktes mit Bewegungsfreiheit von Gütern, Personen und Dienstleistungen. Weitere Absichten sind ein verstärktes Wirtschaftswachstum sowie die Schaffung von Arbeitsplätzen. Die Europäische Union entwickelt hierfür Richtlinien zur Entwicklung neuer Projekte und gemeinsamer Interessen der drei Bereiche Transport, Energie und Telekommunikation. Das Europaparlarment und der Europäische Rat genehmigen diese Richtlinien nach Konsultation des europäischen Wirtschafts- und Sozialausschusses.
Trans-European Transport Network Das Trans-European Transport Network, TEN-T (dt. Transeuropäisches Verkehrsnetz, kurz TEN-V) ist ein Teilnetz der sog. Trans-European Networks, TEN (dt. Transeuropäische Netze, kurz TEN). Zu diesen zählen neben den Verkehrsnetzen bspw. auch Netzwerke der Telekommunikation oder der Energieversorgung.
KLIWAS Forschungsprogramm zu den Auswirkungen des Klimawandels auf Wasserstraßen und Schifffahrt in Deutschland
BMVI Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (bis 10/2005 auch BMVBW und bis 12/2013 BMVBS)

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?481266

Gedruckt am Montag, 19. August 2019 22:24:20