Messfahrten des Niedersächsischen Landesbetriebes für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) für den Masterplan Ems 2050

Gandersum. Wolken treiben von Westen über die Ems. Ablaufend Wasser, grau und trüb. Die 1952 gebaute „Memmert“, ein Mess-Schiff des Niedersächsischen Landesbetriebs für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) kämpft sich gegen die Strömung vom Ems-Sperrwerk in Gandersum stromauf Richtung Leer. Holger Dirks und Dr. Andreas Wurpts schauen auf der Brücke des Mess-Schiffs in einen Monitor, auf dem in drei nebeneinander stehenden Bildern mehrfarbige Linien von links nach rechts laufen. „Wir messen mit einem speziellen Echolot die Wassertiefe“, sagt Dirks. Doch nicht nur die Sohle des Flusses taucht auf den Monitorbildern auf. Abhängig von der Wellenlänge der ausgesandten Signale finden sich auch Echos von Schwebstoffen auf dem Bildschirm – Wolken treiben auch unter der Emsoberfläche; Wolken aus Flüssigschlick.

Die Lösung des Schlickproblems in der Ems ist eines der Hauptziele des Masterplans Ems 2050. Wurpts, Leiter der Forschungsstelle Küste des NLWKN, und sein Chef-Vermesser Holger Dirks erforschen als Grundlage für die laufenden Planungen die Dynamik des Flüssigschlicks in der Ems. Die Ergebnisse ihrer etwa monatlich durchgeführten Messungen fließen ein in mathematische Modelle, mit denen die Situation in der Ems erfasst und die Auswirkungen geplanter Maßnahmen zur Schlickverringerung berechnet werden. Diese sind Bestandteil des Masterplans Ems 2050, mit dem der hoch belastete Fluss ökologisch saniert werden, dabei aber seine Funktion als Lebensader für den Wirtschaftsraum Ems behalten soll. Die starke Verschlickung ist eine Bedrohung für das gesamte Leben in der Ems – aber auch ein Problem für die Schifffahrt. Die Bundeswasserstraße Ems muss vom Bund mit Millionenaufwand auf die Solltiefe ausgebaggert werden, die Häfen am Fluss leiden unter dem Schlick.

Mit dem Echolot „sehen“ Wurpts und Dirks die Folgen von jahrzehntelangen Begradigungen und Vertiefungen des Flussbetts. Der durch die Veränderungen dominierende Flutstrom hat immer mehr Feinsedimente im Fluss angereichert – Flüssigschlick, den der langsamere Ebbstrom nicht mehr aus dem System herausbefördern kann. Doch der Blick auf die Monitore reicht den Experten nicht: Ein Probennehmer wird an einem Seil ins Wasser gelassen, bis die Flüssigschlick-Tiefe erreicht ist. Dann wird die Probe an die Oberfläche geholt. Wurpts kippt das Ergebnis in einen Eimer – auf dessen Boden sammelt sich eine zementgraue Masse. Das Überraschende: Das Material ist flüssig, obwohl der Gehalt an Sedimenten um das 100- bis 1000-fache höher ist als im Wasser der Weser oder Elbe.

Schlick und flüssig? Das genau fordert die Wissenschaftler heraus. Der Flüssigschlick („Fluid Mud“) hat sehr spezielle Eigenschaften; er fließt, aber nicht wie Wasser: Er setzt sich ab wie Sediment, aber nicht alle Teile erreichen den Grund. „Wir haben eine Schicht im Flusswasser, die unter bestimmten Bedingungen nicht von den Strömungen bewegt wird – Ebbe und Flut gehen zeitweise komplett über den Flüssigschlick hinweg, zeitweise wieder wühlen sie die Schicht auf und transportieren sie“, sagt Wurpts. Von welchen Bedingungen das abhängt – auch das wird erforscht.

Dass der „Fluid Mud“ jetzt da ist, an einem windigen Nachmittag im Oktober, zeigen die Echolotmessungen. Bereits weit über der eigentlichen Flusssohle werden Signale reflektiert; hier befindet sich eine, manchmal mehrere Schichten, an deren Grenzen die Dichte des Wassers sprunghaft ansteigt: Die wabernde Flüssigschlickzone der Ems.

Eine Rolle spielt dabei, dass sich in der Ems winzige Lehmpartikel mit anderen Materialien (unter anderem Torfpartikel aus dem System der Nebenflüsse Leda und Jümme) zu Flocken verbinden, die langsamer absinken als andere Sedimente und deswegen nicht am Boden landen. „Die mittlere Sinkgeschwindigkeit variiert stark mit der Flockengröße, die durch die Sedimentverfügbarkeit und die Turbulenz der Strömung beeinflusst wird“, erläutert Wurpts. Eines der weiteren Ziele der Messungen und ihrer Auswertungen ist es, die räumliche Verteilung des Flüssigschlicks über den Jahresgang zu ermitteln.

„Es gibt über Zustände wie in der Ems bis heute erhebliche Lücken im internationalen Wissensstand“, sagt Wurpts. Aus dem damaligen Systemverständnis heraus seien bei Planungen in der Vergangenheit die Auswirkungen vielfach unterschätzt worden. Fehler, die die Verantwortlichen des Masterplans Ems möglichst verhindern wollen. Erstmals, so Wurpts, werde es mit den neuen Rechenmodellen gelingen können, belastbare Angaben auch zum Flüssigschlick zu machen.

Die Erkenntnisse über die Dynamik des Flüssigschlicks fließen ein in die Machbarkeitsstudie zur Tidesteuerung am Emssperrwerk – eine von drei möglichen Maßnahmen zur Lösung des Schlickproblems. Ende des Jahres soll die Studie vorliegen und dann als Grundlage für die Entscheidung der Vertragspartner dienen, ob und wie das Vorhaben umgesetzt wird. Die Zeichen für die Wirksamkeit stehen günstig. Die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in Hamburg arbeitet derzeit an einer ähnlich gelagerten Studie für eine Schlickreduzierung durch eine flexible Sohlschwelle am Sperrwerk. Auch sie soll Ende des Jahres vorliegen.

Die Messungen und Berechnungen gehen weiter. Und die Ergebnisse, so stellte unlängst Niedersachsens Umweltminister Stefan Wenzel klar, seien auch nötig, um nach der Implementierung der Maßnahmen eine Erfolgskontrolle vornehmen zu können. Und das nicht nur durch die Messwerte von der „Memmert“; an der Ems besteht ein ganzes Netzwerk von Messstationen, die dauerhaft weitere Parameter des Emswassers erfassen, wie beispielsweise Salzgehalt, Temperatur und Sauerstoffgehalt.

Alles für das Ziel, dass die „Memmert“ in Zukunft nur noch unter den grauen Wolken an der Ems fährt – und nicht mehr über denen aus flüssigem Schlick unter ihrem Kiel.