Morphodynamik der Elbe. Schlussbericht des BMBF-Verbundprojektes mit Einzelbeiträgen der Partner und Anlagen-CD

KURZFASSUNG

Die quantitative Beschreibung der abiotischen Randbedingungen im
Naturhaushalt der Stromlandschaft Elbe, insbesondere der Morpho-
und Hydrodynamik mit ihren variablen Ausprägungen im
Gewässerlängsschnitt, bildet die Grundvoraussetzung für das
Verständnis und die Bewertung der ökologischen Funktionen im
System (Fluss-Ufer-Aue) und dessen wirtschaftliche Nutzung
(Schifffahrt, Besiedlung, Landwirtschaft etc.). Als Grundlage
für Entscheidungen über künftige Entwicklungen im Naturraum sind
Werkzeuge erforderlich, die es ermöglichen, die Auswirkungen
möglicher Eingriffe aufzuzeigen.
In diesem Kontext wurden im Verbundprojekt umfangreiche
Grundlagen (Daten, Simulationsmodelle etc.) erarbeitet, die den
gegenwärtigen Zustand der Elbe im Sinne einer Gesamtbetrachtung
des Systems (568 km deutsche Fließstrecke) beschreiben. Im
Ergebnis beinhaltet dies die großräumig und langfristig
orientierte Erfassung und Analyse der maßgeblichen
Einflussgrößen, Prozesse und Wechselwirkungen der Morphologie,
der Abflussdynamik, der Strömung und des Feststofftransports im
Fließgewässer sowie des Grundwassers in der Aue. Durch die
Definition der abiotischen Parameter im Ist-Zustand und die
... mehrQuantifizierung der potentiell natürlichen Querschnittsform in
naturräumlich unterschiedlichen Gewässerabschnitten wird die
Grundlage für die Beschreibung ökologischer Leitbilder für große
Fließgewässer gelegt. Anhand des im Projekt erarbeiteten
Gesamt-Instrumentariums (bestehend aus verschiedenen
hydrologischen, hydraulischen und morphologischen Modellen,
Geoinformationssystem (GIS), Datenbank etc. einschließlich der
Sachdaten, basierend auf den Projektarbeiten sowie den von
Behörden zur Verfügung gestellten Datenbeständen) lassen sich
die natürlichen Zusammenhänge sowie mögliche Szenarien
(Maßnahmenwirkungen, z.B. bei Deichrückverlegung)
quantifizieren, darstellen und bewerten. Wichtige
Ergebnisdatensätze des Projekts sind dem Bericht in digitaler
Form auf einer CD-Rom beigefügt, das ein eigenständiges
Informationssystem (Software) mit Datenbank- und GIS-Funktionen
enthält. Die Projektarbeiten liefern damit grundlegende Beiträge
für künftige Untersuchungen an der Elbe im Aufgabenbereich der
Behörden sowie der Wissenschaft (speziell im Rahmen der
„Elbe-Ökologie"-Forschung).

ABSTRACT

The major objective of the joint research project
"Morphodynamics of the river Elbe" is the
quanti-tativedescription of the main abiotic parameters and
processes in the river along its course of 568 km on German
territory, including the floodplain areas. The assessment and
analysis of the status quo situation of the river conditions in
an overall view - focussing on the areas of morphology,
hydrology, hydraulics and groundwater dynamics - is a
fundamental precondition for understanding and evaluating the
ecological and economical functions of the river (shipping,
settlements, agriculture etc.). To support decisions on a
sustainable regional development, instruments are needed to
quantify long-term effects and/or scenarios (e.g. bed erosion,
diking measures). In this context, the different activities in
sub-projects concentrated on the assessment and systematic
analysis of extensive data sets (e.g. hydrological time series,
hydraulic conditions, measures of sediment transport etc. -
using existing data material provided by authorities) and the
(further) development and interdisciplinary application of
numerical models. Examples are among others: a) calculation of
hydraulic parameters along 507 km for longitudinal sections of
hydrological flow parameters, b) flood routing along the Elbe
course with simulation of historical and/or potential retention
areas, c) analyses of sediment transport data at 28 measurements
points, d) numerical modeling of groundwater dynamics in areas
of planed dike shifting measures. The results of all activities
were integrated in a central information system, which consists
of a relational database and geographical information system
(GIS). By the definition of the present abiotic conditions along
the river and the determination of its natural profile shape at
the scale of river reaches with different morphological
situations (based on the historical width-depth-ratio before
river regulation), it is possible to contribute the base for a
quantitative description of the potential natural state of the
ecosystem. The elaborated instruments (simulation models,
database, GIS etc.) can be used in further investigations by the
authorities and research projects. The annexe of the report is
consisting of a CD-Rom, providing the most important digital
data sets and graphics, which were integrated in an own software
tool with GIS- and database-funcionalities.