Neues Baggerverfahren soll Kosten einsparen
Freie Fahrt für Bananen und Co
von Svenja Papenmeier
Jährlich werden in Deutschland mehrere Millionen Euro für Baggerarbeiten in Wasserstraßen ausgegeben, damit diese befahrbar bleiben. Gleichzeitig wird gefordert, dass Ökosysteme durch die Baggerungen nicht beeinträchtigt werden. Aktuell wird ein kostengünstigeres Baggerverfahren erprobt und dessen Auswirkung auf das Flusssystem Unterweser studiert.
- Baggerschiff beim Arbeiten in der Fahrrinne
[Der folgende Artikel entstand im Rahmen des Workshops
„Populärwissenschaftliches Schreiben für Doktoranden“ der Integrated School
of Ocean Sciences (ISOS).]
Kapitän Hansen steht auf der Brücke seines Containerschiffes und lässt konzentriert seinen Blick zwischen den vielen blinkenden Instrumenten hin und her wandern. Kleine Sorgenfalten zeichnen sich auf seiner Stirn ab. Er weiß, wenn er innerhalb der nächsten zwei Stunden seine „Marie“ nicht sicher in den Hafen von Bremen bringt, wird es mit der Wassertiefe etwas knapp. Es ist ein Wettlauf gegen die Gezeiten. Sollte er diesen verlieren, bleibt ihm nur eines übrig: Das nächste Ausweichbecken ansteuern, warten, bis das Wasser wieder steigt, und viel Geld verlieren, da die Bananen, Jacken und Fernseher, die sich im Bauch seines Schiffes stapeln, zu spät beim Abnehmer ankommen. Wie so manches Mal, wenn er auf der Weser fährt, wünscht er sich auch heute, dass der Fluss noch zwei Meter tiefer wäre. Das würde vieles leichter machen. Er fragt sich, weshalb der Fluss nicht tiefer wird, denn auf jeder seiner Fahrten sieht er Baggerschiffe beim Arbeiten in der Fahrrinne, egal zu welcher Tages- oder Nachtzeit. Eigentlich tritt eher das Gegenteil ein. Immer häufiger blieb ihm streckenweise weniger Wasser unterm Kiel, als in den Seekarten verzeichnet. Was machen die Baggerschiffe bloß die ganze Zeit? Müsste der Fluss doch nicht längst viele Meter tief ausgebaggert sein? Was passiert dort eigentlich am Grund der Weser?
Svenja Papenmeier, Doktorandin der Arbeitsgruppe „Meeresspiegelanstieg und Küstenerosion“ des Exzellenzclusters an der Uni Kiel, ist regelmäßig mit dem Forschungsschiff „Littorina“ auf der Weser unterwegs und weiß wie es unter Wasser aussieht. „Mit unseren Messgeräten können wir uns im wahrsten Sinne des Wortes ein Bild machen, wie es dort unten aussieht“ erzählt Svenja Papenmeier. Funktionieren tut dies durch akustische Signale, die die Apparate aussenden. Am Flussboden prallen diese Signale wie an einer Bergwand ab und produzieren Echos. Je nach Tiefe des Flusses und in Abhängigkeit des Bodenmaterials, verändert sich das Echo in seiner Lautstärke. Die Rechner wandeln die empfangenen Echos dann in bunte, ansehnliche Bilder um. Viele solcher Abbildungen liegen auf dem Schreibtisch der Doktorandin, die jedoch eher an einen Querschnitt durch die Alpen erinnern. Dabei handelt es sich doch wohl kaum um den Flussboden der Weser? „Doch“, erwidert Svenja Papenmeier, „streckenweise ähnelt die Weser tatsächlich einer Berglandschaft. Es handelt sich hierbei um Dünen aus Sand, wie wir sie vom Strand kennen, nur dass sie sich unter Wasser befinden“. Diese Dünen erstrecken sich über mehrere hunderte Meter und können bis zu sechs Meter hoch werden. Sie entstehen, indem sich die von der Strömung mitgerissenen Sandkörner an kleinen Hindernissen anlagern. Ähnlich wie am Strand, wenn der vom Wind transportierte Sand an Muscheln oder Zweigen hängen bleibt. Problem dieser Dünen ist, dass sie oftmals die Wassertiefe verringern und sie durch den Einfluss von Strömung und Gezeiten ständig ihre Position, Höhe und Form verändern.
- Wasserinjektions-Bagger
Damit die Schiffe „reibungslos“ durch den Fluss kommen, sind die Schifffahrtsämter ständig mit Baggerschiffen im Einsatz um die vorgeschriebene Wassertiefe zu erhalten, denn bei den großen Schiffen zählt jeder Zentimeter. Früher wurde das Sediment mit großen Baggerschaufeln oder Saugrohren aus dem Fluss geholt und wenige Kilometer entfernt wieder in den Fluss gekippt. Nach wenigen Wochen kehrte das Material durch die Strömung wieder an seinen Ursprungsort zurück. Wiederkehrende Baggerarbeiten waren nötig, verbunden mit hohen Transportkosten. Heute will man vermehrt so genannte Wasserinjektions(WI)-Bagger einsetzen. „Man muss sich vorstellen, als würde eine Art Hochdruckreiniger den Flussboden aufwirbeln“ erklärt die Geowissenschaftlerin Svenja Papenmeier. Durch die Strömung des Flusses wird das Sediment abtransportiert. Zwar bauen sich auch bei diesem Baggerverfahren die Unterwasserdünen nach mehreren Wochen wieder neu auf, trotzdem gibt es einige Vorteile. Das WI-Verfahren trägt gegenüber den herkömmlichen Geräten die Dünenkuppen wesentlich präziser ab, so dass viel Zeit und somit hohe Kosten eingespart werden. Zusätzlich entfallen die Transportkosten. Denn: „Den Transport übernimmt ab jetzt die Strömung von ganz allein“ so Svenja Papenmeier. Wie viel von dem aufgewirbelten Sediment von der Strömung mitgetragen wird und über welche Distanzen, dem ist Svenja Papenmeier im Rahmen ihrer Doktorarbeit auf der Spur.
Im Sommer 2008 begleitete sie mit einem Forschungsschiff einen WI-Bagger in der Weser. Der Fluss hat – wie alle tidebeeinflussten norddeutschen Flüsse – mit Mindertiefen zu kämpfen. Im Rahmen ihrer Untersuchungen hat die junge Wissenschaftlerin heraus gefunden, dass die aufgewirbelten Sedimente nicht weiter als bis ins nächste Dünental transportiert wurden. „Die Auswirkung der Baggeraktivität ist also sehr kleinräumig. Das ist wichtig, wenn man das Ökosystem Fluss betrachtet. Bewohner des Flusses wie Muscheln, Würmer und Krebse haben keine bedeutsamen Nachteile durch das WI-Verfahren“ erklärt Svenja Papenmeier. Aber weshalb entfernt man das Sediment dann nicht komplett aus dem Fluss? Dann könnte es doch nicht durch die Strömung zurück transportiert werden. „Ganz so einfach ist das leider nicht“, gibt Svenja Papenmeier die Antwort auf diese Frage. „Wenn man das Sediment auf Dauer dem Fluss entnimmt, verändert die daraus hervorgehende Vertiefung die Geometrie des Flusses und dessen Fließeigenschaften. Erhöhte Strömungsgeschwindigkeiten führen zu höheren Abtrag von Sedimenten, welche wiederum neue Dünen bilden“, so die Doktorandin. Ein Teufelskreis, mit dem Kapitän Hansen und seinen Kollegen nicht geholfen wäre. Eine dauerhaft sichere Fahrt wäre für sie nur in einem künstlichen Kanal gegeben. Ökologisch ist dies aber nicht vertretbar. Will man das Ökosystem Fluss erhalten, muss man weiterhin regelmäßig baggern. Und hier bietet das WI-Verfahren eine kostengünstige und wirksamere Alternative zu den herkömmlichen Baggergeräten.
