Jährlich werden mehrere Millionen Euro für die Unterhaltung der Fahrwassertiefen an den deutschen Schifffahrtstraßen und in den Häfen aufgewendet. Zur Reduktion dieser Kosten und der Verminderung der Eingriffe haben sich verschiedene Sedimentmanagement-Konzepte für die einzelnen Flüsse, Ästuare und Häfen ausgebildet. Nassbaggermaßnahmen stellen hier einen wichtigen integralen Bestandteil dar. Nassbaggerstrategien haben sich aus der Optimierung der Nassbaggermaßnahmen für die verschiedenen Gewässerabschnitte herausgebildet. Diese Arbeit widmet sich der numerischen Modellierung von Nassbaggerstrategien. Dazu wurde im Auftrag der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) das Softwarepaket DredgeSim entwickelt, dass die Berücksichtigung von Bagger- und Verbringmaßnahmen in mehrdimensionalen Feststofftransportmodellen erlaubt. Dazu stehen zwei grundsätzliche Konzepte zur Verfügung. Zum einen können mit DredgeSim Baggermengen mittels eines kriteriengesteuerten Baggerns prognostiziert werden, die für die Wiederherstellung der Fahrwassertiefen nach vorgegebenen Unterhaltungszielen erforderlich sind. Das entnommene Sedimentvolumen kann sodann auf vorgegebenen Verbringstellen eingebracht werden. Die Funktionalität des kriteriengesteuerten Baggerns wurde auf Grundlage der Entscheidungstheorie entwickelt. Des Weiteren können und Bagger- und Verbringmaßnahmen nach zeitgesteuerten Algorithmen definiert werden, nach denen eine Maßnahme eingleitet wird, wenn ein bestimmter Simulationszeitpunkt erreicht wird. Auf diese Weise kann auch eine Geschiebezugabe mit DredgeSim modelliert werden. Die Ergebnisse einer numerischen Modellierung von Nassbaggerstrategien müssen mitunter hinsichtlich unterschiedlicher, zum Teil auch konkurrierender Zielstellungen miteinander verglichen und bewertet werden. So sind Lösungen, die wirtschaftlich zu favorisieren sind nicht immer aus ökologischer Sicht durchsetzbar. Eine Analysemöglichkeit dieser Problematik bietet die mehrkriterielle Optimierung. Hier wurde mit Hilfe der Multi-Attribute Utility Theory ein Bewertungsmodell entwickelt, wie Nassbaggermaßnahmen mit unterschiedlichen Zielstellungen analysiert und bewertet werden können. Als Bewertungskriterien wurden hier in einem ersten Modell das Langzeitverhalten verbrachter Sedimente, die Unterhaltungskosten, Umweltaspekte und die Verwendung von Baggergut zur Sicherung strombaulicher Maßnahmen gewählt. Das Programmpaket DredgeSim wurde in seinen verschiedenen Funktionalitäten anhand von Modellen aus dem Projektbetrieb der BAW angewendet. So wurden mit Hilfe des kriteriengesteuerten Baggerns Baggermengen an einem Donauabschnittsmodell im Bereich der Isarmündung prognostiziert. An einem Rheinmodell wurde die Geschiebezugabe im Bereich Iffezheim modelliert. Beide Ergebnisse wurden mit Messdaten aus der Praxis verifiziert. An einem Modell der Tideelbe wurden verschiedene Nassbaggerstrategien simuliert. Dabei wurde die Eignung von Verbringstellen hinsichtlich des Oberwassereinflusses analysiert. Auch hier konnten plausible Schlussfolgerungen gezogen werden, wonach ein Verbringen bei geringem Oberwasserzufluss zu einem vergleichsweise schnellen Wiedereintritt der Sedimente in die zuvor gebaggerten Hafenbereiche führen kann. Die Grundlagen dieser Arbeit von den rechtlichen Aspekten im Umgang mit Baggergut, typischen Sedimentmangementkonzepten und entscheidungstheoretischen Grundlagen werden im ersten Teil dieser Arbeit behandelt. Die Entwicklung von DredgeSim, die mehrkriterielle Bewertung von Nassbaggerstrategien und die Anwendungsfälle aus der Praxis stellen den zweiten Teil dieser Arbeit dar.    «

Jährlich werden mehrere Millionen Euro für die Unterhaltung der Fahrwassertiefen an den deutschen Schifffahrtstraßen und in den Häfen aufgewendet. Zur Reduktion dieser Kosten und der Verminderung der Eingriffe haben sich verschiedene Sedimentmanagement-Konzepte für die einzelnen Flüsse, Ästuare und Häfen ausgebildet. Nassbaggermaßnahmen stellen hier einen wichtigen integralen Bestandteil dar. Nassbaggerstrategien haben sich aus der Optimierung der Nassbaggermaßnahmen für die verschiedenen Gewäss...    »