Seiteninhalt:
Projekt D2 – Ergebnisse
Wiederholte Seitensichtsonar Aufnahmen und Sedimentbeprobungen in der Fahrrinne des Weser Ästuars stromab von Bremen (Abb. 1) dienten der Erfassung räumlicher und zeitlicher Variabilitäten der Oberflächensedimentverteilung und Morphologie am Gewässergrund in Abhängigkeit unterschiedlicher saisonaler, tidaler und Oberwasserabflussbedingungen. Darauf basierend wurde eine erste detaillierte Oberflächensediment- und Morphologieverteilungskarte des Weser Ästuars erstellt.
Es zeigt sich eine komplexe Sohlmorphologie mit einander abwechselnden Bereichen ebener Sohle, Rippel- und subaquatischen Dünenfeldern unterschiedlicher Geometrie und Anzahl sowie durch Baggerungen bzw. Verklappungen anthropogen überprägter Abschnitte. Dabei reicht das Sedimentspektrum von Schlick-, Sand-, Kies- und Geröllablagerungen bis hin zu anstehenden Torfen und konsolidiertem Ton, wobei insgesamt Sande mittlerer Korngröße dominieren (Abb.1c). Allgemein lässt sich das Weser Ästuar grob in fünf Abschnitte gliedern, die sich durch klar abgrenzbare Morphologie und Sedimentcharakteristik voneinander unterscheiden (wie in Abbildung 1c exemplarisch für die Aufnahme im Mai 2002 dargestellt) und durch hoch dynamische Grenzen auszeichnen. Anhand bislang vorliegender Daten zeigt sich eine deutliche Beeinflussung der Sohlbeschaffenheit durch das jeweilig vorherrschende Oberwasserabflussregime. Die Seitensichtsonaraufnahmen verdeutlichen die Präsenz von Schlickablagerungen hauptsächlich innerhalb der maximalen Trübungszone (MTZ), die generell zwischen Brake und Bremerhaven lokalisiert ist (Abb. 1b-d). Diese Schlickablagerungen sind jedoch meist räumlich limitiert. Schlick tritt insgesamt in extrem unterschiedlichen Konsolidierungszuständen auf, von hoch viskos bis stark drainiert und verfestigt (Abb. 1b:1-4).
zugehörige Veröffentlichungen
| Schrottke, K., Becker, M., Bartholomä, A. & Flemming, B. W. & Hebbeln, D. (2006) Fluid Mud dynamics in the Weser estuary turbidity zone tracked by high-resolution side-scan sonar and parametric sub-bottom profiler. – Geo-Marine Letters 26 (3): 185-198. |
| Schrottke, K., Bartholomä, A. & Stegmann, S. (2005) Sedimentkartierung des Weser - Ästuars auf Basis hydroakustischer Messungen. – Schriftenreihe des DVW e. V. Gesellschaft für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement, Bd. 47: 45-52. |
Zur Erfassung der Transportdynamik von Fluid Mud wurde ein parametrisches Sediment Echolot (SES) der Firma Innomar© erfolgreich eingesetzt. Insbesondere während Stauwasser trat innerhalb der MTZ schwache akustische Impedanz bereits teils einige Meter über der festen Sohle auf (Abb.2a). Nach Sedimentabgleich bildet diese die Oberfläche von Fluid Mud ab (Abb. 2b). Die Bildung von Fluid Mud wurde in einem Kernzylinder untersucht und ein deutlich exponentielles Konsolidierungsverhalten beobachtet. Diese Ergebnisse belegen einerseits das zeitweilige Auftreten von hoch dynamischen Fluid Mud im Weser Ästuar und andererseits die hoch auflösende repräsentative Erfassung von selbst nur schwach konsolidierten Feinsedimenten.
Anhand von SES Daten zeigt sich oft eine temporäre Überdeckung der festen Sohle durch Fluid Mud. Der Gewässergrund erscheint dann im Seitensichtsonar insbesondere in Bereichen verfüllter Sohlvertiefungen eingeebnet (Abb.1d). Ein spektakuläres Beispiel hierfür sind temporär mit Fluid Mud angereicherte Täler bis zu mehrerer Meter hoher subaquatischer Dünen (Abb. 2a). Hier zeigt sich die kurzzeitige Koexistenz zweier hydrodynamisch vollkommen unterschiedlicher Sedimentfazies. Unter Beeinflussung des Ebb- bzw. Flutstromes ist Fluid Mud allgemein nicht anzutreffen.
Interessanterweise fanden sich in den Sedimentproben aus den Tälern subaquatischer Dünen kleinskalige Schlicklagen in der sandigen Matrix, die darauf hindeuten, dass gelegentlich ein gewissen Anteil von Fluid Mud bereits so stark verfestigt ist, um nicht unter dem wiederkehrenden Tidestrom resuspendiert zu werden.
Der zeitgleiche Einsatz eines akustisch basierten Strömungsmessgerätes (ADCP) und des SES ermöglicht nun Einblicke in die komplexen Interaktionen zwischen tideabhängiger Schwebstoffdynamik und der temporären Ausbildung von Fluid Mud am Gewässergrund. Zunächst sind Schwebstoffanreicherungen in der Wassersäule an die Strömungsverhältnisse gekoppelt, wie sich aus den Strömungsdaten bzw. dem kalibrierten Rückstreusignal des ADCP ableiten lässt (Abb. 2c). Während Ebb- und Flutphasen sind wolkenartige Schwebstoffanreicherungen (siehe erhöhte Rückstreuintensitäten - gelb bis rote Farben) anzutreffen, die bei einsetzendem Stauwasser beginnen abzusinken (Abb. 2c). Gleichzeitig setzt die Bildung von Fluid Mud ein (Abb. 2a: siehe blauen Horizont über der festen Sohle - grün bis gelbe Reflektoren).
zugehörige Veröffentlichungen
| Schrottke, K., Bartholomä, A. & Becker, M. (2005) Bed mobility in the Weser estuary turbidity zone. – Hydro International 9 (7): 27-29. |