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Stein für Stein, Schicht um Schicht - Donausedimente unter der Lupe

viadonau, FGP

Für das von Christoph Hauer vom Institut für Wasserbau, Hydraulik und Fließgewässerforschung geleitete Christian Doppler Labor für Sedimentforschung und -management der Universität für Bodenkultur Wien besteht der Kern der Donau aus ihrem Flussbett. Mit seiner Beschaffenheit und Dynamik setzen sich Experten des Instituts für Wasserbau, Hydraulik und Fließgewässerforschung (IWA) seit anderthalb Jahren gemeinsam mit viadonau als Wirtschaftspartner erfolgreich auseinander.

Strömungsmessgerät wird ins Wasser gelassen

Foto: © BOKU

Dem Donaukies auf der Spur

Die Donau liegt heute praktisch permanent auf der Hebebühne der Forschung. Schließlich will man den Fluss und seine Prozesse besser verstehen und daraus die treffsichersten Maßnahmen für Natur, Schifffahrt und Sicherheit ableiten. Unter ihrer Oberfläche verändert die Donau aber praktisch täglich ihr Gesicht. Ihre Strömungskraft schiebt den Kies kontinuierlich weiter und verändert dabei fortwährend die Struktur des Flussbetts. Außerdem: Kies ist nicht gleich Kies. Die Fließkraft wirkt je nach Kiesart unterschiedlich auf die Flusssohle ein. Für das Christian Doppler Labor und das Forschungsteam rund um Helmut Habersack, Professor für Wasserbau und Hydraulische Modellierung an der BOKU und Spezialist für Flussmorphologie, Sedimenttransport und Wasserbau, steht daher die Frage im Zentrum, welcher Kies warum wohin verfrachtet wird. Entscheidend sind vor allem die Größe der Steine und ihre genaue Lage. Um dem spezifischen Geschiebeverhalten des Donaukieses auf die Spur zu kommen, holt man sich die Antworten direkt aus der Stromsohle – gewissermaßen handverlesen: An charakteristischen Stellen wurden im Herbst 2018 Proben des Donausediments genommen und das Material anschließend feinsäuberlich getrocknet und teilweise gesiebt, um die Korngrößenverteilungen und charakteristische Korndurchmesser zu ermitteln. Die sogenannten volumetrischen Kiesproben wurden auf einer Länge von rund 35 Kilometern in der Wachau durchgeführt, wo die Donau einen besonders dynamischen und abwechslungsreichen Verlauf nimmt.

Die Menge des transportierten Materials ist abhängig von der Durchflussmenge und somit von den auftretenden Fließgeschwindigkeiten und Schleppspannungen. Um diesen Zusammenhang genau zu erforschen, wurden darüber hinaus an fünf Querprofilpunkten mithilfe eines Fangkorbs Geschiebemessungen vorgenommen. Die gewonnenen Daten sollen einerseits dem Vergleich mit Datensätzen vor der Errichtung der Donaukraftwerke dienen, andererseits dazu beitragen, wichtige Eingangsparameter für hydraulische Modellierungen sowie für Sedimenttransportmodellierungen festzulegen. Die Erkenntnisse sollen Entwicklungen der Geschiebedynamik absehbarer machen, die ökologisch sinnvolle Gestaltung des Flusslebensraums unterstützen und präzise Informationen zum Beispiel für Baggerungen und Kieszugaben im Rahmen der Instandhaltung der Fahrrinne liefern.

Seismic Profiling

Um die sogenannte Kiesmächtigkeit in der Donau zu untersuchen, muss der Forscherblick sogar noch tiefer reichen. Dazu wurde im Herbst 2017 an der Donau östlich von Wien und im März 2019 in der Wachau eine an der Donau völlig neuartige Messmethode angewandt, die Messdaten zu Sedimentschichtungen in bestehende Sohlgrundaufnahmen implementiert. Das sogenannte „Seismic Profiling“ wird im CD Labor für Sedimentforschung und –management als Möglichkeit zur Bestimmung der Kiesmächtigkeit in unterschiedlichen Donauabschnitten getestet und Analyseverfahren zur Interpretation der Messdaten weiterentwickelt. In enger Zusammenarbeit mit Erwin Heine vom Institut für Vermessung, Fernerkundung und Landinformation sollen gemeinsam mit viadonau neue Standards in der Vermessung von großen, schiffbaren Flüssen entwickelt werden. Stein für Stein und Schicht um Schicht wird so gemeinsam mit dem konzentrierten wissenschaftlichen Know-how das Wissen vom Strom kontinuierlich erweitert.

Im Zentrum der Forschungskooperation des Christian Doppler Labors steht zukunftsorientiertes Sedimentmanagement sowohl im Hinblick auf Aspekte der Energiewasserwirtschaft als auch im Kontext der ganzheitlichen und nachhaltigen Entwicklung von Flusssystemen und hier im Besonderen der Wasserstraße Donau. Um das fachliche Know-How aus Wissenschaft und Wirtschaft bedarfsgerecht zu bündeln wird das vielfältige Forschungsspektrum in drei Module geteilt: Wasserkrafttechnologien und -management (Partner: VÖU – Verein für Ökologie und Umweltforschung, ein Zusammenschluss heimischer Wasserkraft-Unternehmen), Sedimentmanagement an großen Flüssen (Partner: viadonau) und Sedimentmanagement im Umfeld von Wasserkraftturbinen (Partner: Andritz Hydro und Voith Hydro). Im Rahmen des Labors arbeiten so jene Organisationen zusammen, für die Sedimentmanagement eine zentrale Herausforderung darstellt. Die Forschungsaktivitäten zu den Modulen wurden bereits im Oktober 2017 aufgenommen.

Weiterführende Links:

www.cd-sed.at/
www.instagram.com/cd_sed/?hl=de
www.cdg.ac.at/

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Ihr Kontakt
Julia Kneifel



Tel: +43 5 04321-1626