Planung einer Hafenanlage vor dem Außenhafen von

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Vorwort
Vorwort
Der nördlich von Wilhelmshaven an der Jade gelegene Außenhafen Hooksiel dient
zur Zeit - rund 25 Jahre nach seiner Fertigstellung - vor allem der Fischerei und der
Personenschifffahrt als Liegeplatz. Von Bedeutung ist er aber auch als Zugang für
das westlich von ihm gelegene Binnengewässer "Hooksmeer", welches hauptsächlich von Sportbooten aufgesucht wird. Eine Schleuse stellt die Verbindung zwischen
dem Außenhafen Hooksiel und dem "Hooksmeer" her.
In vielen Fällen ist der Außenhafen Hooksiel jedoch nur sehr schwer zu erreichen.
Der Grund dafür liegt in der ständigen Sedimentation der Zufahrtsrinne, welche unter
bestimmten Bedingungen innerhalb nur weniger Tage fast komplett versanden kann.
Daher wird die Zufahrtsrinne seit Mitte 1981 durch Unterhaltungsbaggerungen frei
gehalten, wodurch jährlich immense Kosten entstehen. Als mögliche Lösung dieses
Problems wurde bisher eine Buhne im Norden des Außenhafens Hooksiel in Betracht
gezogen.
In der hier vorliegenden Arbeit soll dargestellt werden, wie man dieses Problem in
Verbindung mit einem vollständig ausgebauten JadeWeserPort lösen und darüber
hinaus noch den in Hooksiel bestehenden Hafenverkehr weiter ausbauen könnte.
Die Versorgung des JadeWeserPort wird hierbei in einem "neuen Außenhafen"
sicherlich eine wichtige Rolle spielen.
Bedanken möchte ich mich bei allen Personen, die mir in Form von Gesprächen oder
Literatur wichtige Informationen zum Erstellen dieser Arbeit zur Verfügung gestellt
haben. Mein besonderer Dank gilt dabei den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern des
Niedersächsischen Hafenamtes Jade-Weser in Wilhelmshaven.
Planung einer Hafenanlage vor dem Außenhafen Hooksiel
i
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
Vorwort...................................................................................................................................... i
1.
Geschichte des Hooksieler Hafens ....................................................................1
1.1
Der alte Hafen Hooksiel ...........................................................................................1
1.2
Der Bau des Außenhafens Hooksiel......................................................................5
2.
Der Außenhafen Hooksiel heute .........................................................................8
2.1
Nutzung des Außenhafens Hooksiel......................................................................8
2.2
Probleme bei der Unterhaltung des Außenhafens Hooksiel ............................11
3.
Nutzungsprofil .......................................................................................................14
3.1
Fischereihafen .........................................................................................................14
3.2
Tourismus .................................................................................................................14
3.2.1
Touristische Entwicklung ........................................................................................14
3.2.2
Personenschifffahrt .................................................................................................15
3.2.3
Sportschifffahrt.........................................................................................................16
3.3
Schlepperstützpunkt ...............................................................................................17
3.4
Versorgungshafen...................................................................................................17
3.5
Baustellenhafen.......................................................................................................18
3.6
Stützpunkt der DGzRS ...........................................................................................18
3.7
Schutzhafen .............................................................................................................18
4.
Planung der neuen Hafenanlage.......................................................................19
4.1
Einleitung ..................................................................................................................19
4.2
Baubeschreibung der neuen Hafenanlage..........................................................20
4.2.1
Allgemeines ..............................................................................................................20
4.2.2
Lage und Abmessungen der Hafenanlage..........................................................21
4.2.3
Baugrund ..................................................................................................................21
4.2.4
Wasserstände ..........................................................................................................23
4.2.5
Verkehrsanbindung .................................................................................................23
4.2.6
Breite der Hafeneinfahrt .........................................................................................23
4.2.7
Breite des Hafenbeckens .......................................................................................24
4.2.8
Südliches Hafengelände ........................................................................................24
ii
Inhaltsverzeichnis
4.2.8.1 Allgemeines, Konstruktion .....................................................................................24
4.2.8.2 Erforderliche Kajenlänge ........................................................................................27
4.2.8.3 Spundwände ............................................................................................................30
4.2.8.4 Befestigung der Kajenflächen ...............................................................................32
4.2.8.5 Ausrüstung der Kajenspundwände ......................................................................33
4.2.9
Molenbauwerk..........................................................................................................34
4.2.9.1 Allgemeines, Konstruktion .....................................................................................34
4.2.9.2 Erforderliche Kajenlänge ........................................................................................36
4.2.9.3 Spundwände ............................................................................................................39
4.2.9.4 Befestigung der Kajenflächen ...............................................................................39
4.2.9.5 Ausrüstung der Kajenspundwände ......................................................................39
4.2.10 Umschlageinrichtungen..........................................................................................40
4.2.11 Ver- und Entsorgungseinrichtungen.....................................................................40
4.2.12 Seezeichen...............................................................................................................41
4.2.13 Baggerung der neuen Hafenanlage .....................................................................41
5.
Überschlägige Bemessung ................................................................................42
5.1
Spundwände ............................................................................................................42
5.1.1
Spundwand der südlichen Kaje bei einer Hafensohle auf NN - 8,00 m .........42
5.1.2
Spundwand der südlichen Kaje bei einer Hafensohle auf NN - 5,50 m .........48
5.2
Steindamm ...............................................................................................................52
5.3
Kreiszellenfangedämme.........................................................................................54
6.
Kostenermittlung ..................................................................................................57
7.
Schlussbemerkung...............................................................................................59
Literaturverzeichnis ............................................................................................................60
Planverzeichnis....................................................................................................................64
Anhang 1: JadeWeserPort.............................................................................................A-1
Anhang 2: Nassbaggermethoden................................................................................A-3
Anhang 3: Klasseneinteilung der Windstärken in Beaufort ...............................A-13
Anhang 4: Baugrundbeschreibung...........................................................................A-14
Anhang 5: Diagramme zur Kreiszellenfangedamm-Berechnung......................A-17
iii
1. Geschichte des Hooksieler Hafens
1.
Geschichte des Hooksieler Hafens
1.1
Der alte Hafen Hooksiel
Die wichtigsten Verbindungen der Stadt Jever zur offenen See waren seit dem ersten
Jahrtausend nach Christi im Osten die Krildumer Seebalje und seit dem 12. Jahrhundert die Harlebucht im Norden. Auf beiden Zugängen war der Verkehr mit Seeschiffen möglich. Dieses verschlechterte sich jedoch vom 14. bis 16. Jahrhundert, da
beide Wasserstraßen permanent verschlickten und somit den Verkehr zum Jeverschen Hafen "die Schlachte" erschwerten. Um wieder eine für Seeschiffe geeignete
Zuwegung vom tiefen Fahrwasser aus nach Jever zu haben, ließ Fräulein Maria zu
Jever das Hookstief begradigen und es an die Schlachte legen [14].
Durch Deichbauten im 15. und 16. Jahrhundert ist die alte Krildumer Seebalje bis auf
die Höhe des heutigen Krildumer- und Hooksiels eingedeicht worden. Aufgrund dieser Baumaßnahmen wurde das 2 km westlich von Hooksiel am Hookstief gelegene
offene Siel bei Rüschenstede aufgehoben und 1546 auf Veranlassung von Fräulein
Maria zu Jever ein ungedecktes Siel auf dem Hook gebaut. Mit dem Bau einer festen
Straßenbrücke über das Siel im Jahre 1588 war es den Seeschiffen nun nicht mehr
möglich, dieses zu passieren, so dass die für Jever bestimmten Waren und Güter im
Hooksieler Hafen auf spezielle Boote umgeladen werden mussten. Diese Boote wurden von Hooksiel aus auf dem Hookstief in Richtung Jever getreidelt, d.h. die Boote
wurden von am Ufer befindlichen Treidelpfaden aus entweder durch Menschenkraft
oder durch Tiere gegen die Strömung gezogen.
Der stetig steigende Verkehr auf dem Hookstief veranlasste Graf Anton Günther von
Oldenburg 1603 zum Vorteil seiner Staatskasse im Außentief vor dem Siel einen
Staatshafen anzulegen. Der auf Staatskosten gebaute Hafen wurde mit Winden und
Wüppen ausgerüstet und verfügte zudem noch über eine Kaje und Lagerhäuser. Mit
Hilfe der Winden konnten die Schiffe be- bzw. entladen werden; die Wüppen (zweirädrige Karren) dienten dem Transport der Güter zu den Lagerhäusern. Zu dieser
Zeit galt der Hooksieler Hafen als der modernste zwischen Emden und Brake.
Gleichzeitig mit der Gründung des Staatshafens wurde Hooksiel durch Graf Anton
Günther zur Zollstelle bestimmt, wobei sowohl Grenz- als auch Binnenzölle sowie
zusätzlich Marktzölle an Tagen des Hooksieler Marktes erhoben wurden. Zur Unterhaltung der Hafenanlagen war von den Reedern bzw. Kaufleuten ein "Kajegeld" zu
entrichten, welches sich in der Höhe nach dem Wert der geladenen Fracht richtete.
1
Durch den Bau des Staatshafens nahm Hooksiel im 17. und 18. Jahrhundert schnell
einen großen Aufschwung. Belegt wird dieses durch die rasche Schaffung von diversen Gewerbebetrieben sowie durch die Gründung der Schule im Jahre 1618. Ein
weiteres Indiz ist die aufgrund des hohen Schiffaufkommens auf dem Hookstief von
der Oldenburgischen Regierung im Jahre 1658 erlassene Bootsführerordnung. Aber
auch die im Vergleich zu anderen Friedhöfen des Jeverlandes übermäßig große Zahl
an reich verzierten Grabdenkmälern aus dieser Zeit auf dem Friedhof in Pakens,
welche von Kaufleuten oder Reedern aus Hooksiel errichtet wurden, weisen auf den
Aufschwung des Ortes und seines Hafens hin.
Begünstigt wurde dieser Aufschwung außerdem durch die Tatsache, dass das Jeverland während des 30jährigen Krieges (1618 - 1648) weitestgehend verschont blieb.
Hooksiel profitierte sogar vom Krieg, da die Versorgung der Truppen zu einem großen Teil über den Hooksieler Hafen abgewickelt wurde.
Zu Beginn des 19. Jahrhunderts hatten die Nordseehäfen zwischen Ems und Weser
eine Blütezeit. Russland, unter dessen Herrschaft das Jeverland nun stand, Preußen
und Oldenburg verhielten sich im Konflikt zwischen England und Frankreich neutral
und ermöglichten den Häfen somit, die für die Versorgung der Konfliktpartner notwendigen Waren umzuschlagen. Selbst während der von Napoleon im Jahre 1806
verhängten Kontinentalsperre blühte der Hooksieler Hafen auf. Napoleon hatte die
südlich von Hooksiel gelegene Herrlichkeit Kniphausen bei der Kontinentalsperre
übersehen und diese nutzte ihre Neutralität, indem von der Verwaltung gefälschte
Geburtsurkunden erstellt wurden. Diese berechtigten die Reeder, ihre Schiffe unter
der Kniphauser Flagge fahren zu lassen, um somit weiterhin Handel betreiben zu
können. Außerdem war der Hafen der Herrlichkeit Kniphausen in Inhausersiel viel zu
klein, so dass die meisten Schiffe den Hooksieler Hafen anlaufen mussten, dessen
südliche Kaje ja bereits auf Kniphäusischem Territorium lag.
In den folgenden Jahren des 19. Jahrhunderts wird das Hafengeschehen maßgeblich
durch das Schmuggeln englischer Waren von Helgoland aus ans Festland geprägt.
Im Jeverland galten diese Jahre als "Goldene Zeit"; auf Helgoland sprach man sogar
von einer "Diamantenen Zeit". Doch auch der reguläre Hafenverkehr ging weiter und
konnte bis zur Mitte des Jahrhunderts stetig gesteigert werden. Hierbei konnte Hooksiel weiterhin seine Vorreiterstellung gegenüber den anderen jeverländischen Häfen
behaupten [14].
2
Mit der Zunahme der Dampfschifffahrt am Ende des 19. Jahrhunderts nahm der Verkehr mit den kleinen Küsten- und Seeschiffen und damit auch der Umschlag in den
Sielhäfen ab. Den Dampfschiffen mit ihren großen Tiefgängen war es nicht mehr
möglich, die kleinen Häfen über die flachen Zufahrtsrinnen zu erreichen. Die Verlagerung der Warenströme wurde zusätzlich durch die Erschließung des Landes durch
Straßen und Schienennetze begünstigt.
Von Staatsseite aus gab es sogar in den 30er Jahren des letzten Jahrhunderts Überlegungen, den Hooksieler Hafen aufzugeben, da dieser ein Zuschussgeschäft geworden war. Dieses Vorhaben scheiterte jedoch am Protest der Bevölkerung und der
Schiffer [14].
Ein wesentlicher Bestandteil des Hooksieler Hafens war seit jeher das 1546 erbaute
und 1588 zu einem gedeckten erweiterte Siel im Hookstief. Nach diversen Reparaturmaßnahmen in den folgenden Jahrhunderten war nach der Februarflut von 1825
ein Neubau notwendig geworden. Das 240 Jahre alte Siel wurde aufgegeben. Das
neue hölzerne Siel wurde in seiner Achse um etwa 22 m nach Süden verschoben
und nach zwei Jahren Bauzeit am 18. August 1835 fertiggestellt. In den Jahren 1855
und 1867 wurde das Siel notgeständert bis endlich am 24. September 1885 ein neu
erbautes steinernes Siel eingeweiht werden konnte. Dieses Bauwerk befindet sich
noch heute im alten Hooksieler Hafen.
Von entscheidender Bedeutung für den Hafenverkehr war schon immer die Anbindung an das tiefe Fahrwasser der Jade. Jedoch waren die Zufahrtsverhältnisse
durch das ca. 4,5 km lange und stark mäandrierende Außentief alles andere als gut.
Der Hooksieler Hafen war natürlich nur bei Hochwasser zu erreichen.
Schiffe mit dem Ziel Hooksiel mussten in der Jade vor der Einfahrt zum Außentief
warten, bis der Lotse nebst den Schauerleuten an Bord gekommen war. Die Schauerleute treidelten die Schiffe zum Hafen oder sie schoben die Schiffe mit Staken
(langen Stäben) voran. Außerdem sorgten die Schauerleute im Hafen für das Beund Entladen der Schiffe [14].
Zur Verbesserung der Abflussverhältnisse, aber auch, um für die Schifffahrt akzeptable Verhältnisse zu schaffen, wurde das Außentief mehrmals begradigt.
Eine weitere Maßnahme zur Besserung der Situation war das Freihalten des Außentiefs. Dies geschah mit Hilfe des Spülstromes während der Ebbphase. Nur reichte
dieser Strom bei weitem nicht aus, so dass Mindertiefen von kleinen Booten aus mit
Hilfe einfachster Geräte beseitigt wurden [11].
3
Abb. 1.1: Hooksiel und das Außentief 1702 (gesüdet) [17]
Ab 1837 kam für diese Zwecke in Hooksiel ein Mudderboot zum Einsatz [17]. Mudderboote werden ausschließlich durch die Kraft des strömenden Wassers angetrieben. In Hooksiel wurden dazu bei Flut die Sieltore geöffnet, so dass Meerwasser in
das Binnentief strömen konnte. Durch das Schließen der Tore wurde das Wasser
dort gespeichert. Ungefähr eine Stunde vor einem Niedrigwasser begann das Mudderboot mit den ausgestellten Flügeln (Räumbreite 12 m) seine Fahrt. Zu diesem
Zeitpunkt wurden die Sieltore langsam geöffnet und das Mudderboot wurde von einer
ca. 1 m hohen Stauwelle mit dem Schlick durch das Außentief bis zur Jade geschoben. Der Rückweg musste jedoch durch Menschenkraft bestritten werden. Mit Staken wurde das Mudderboot bis zum Hafen vorangetrieben.
In den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts wurde das Mudderboot durch "Kösters
Stromräumboot" abgelöst. Mit Hilfe zweier absenkbarer Schrauben (bis 3 m Wassertiefe) konnte der Boden aufgelockert und mit dem Ebbstrom hinausbefördert werden.
Mit diesem Boot waren zudem auch Begradigungen möglich [16].
4
Abb. 1.2: Mudderboot bei der Arbeit im Außentief [17]
1.2
Der Bau des Außenhafens Hooksiel
Das Raumordnungsprogramm für den Verwaltungsbezirk Oldenburg sah 1970 den
Bereich Wilhelmshaven als Schwerpunkt vor, in welchem "vorrangig Standorte zur
Schaffung zusätzlicher nicht landwirtschaftlicher Arbeitstätten zu entwickeln sind"
[25]. Die zur Verfügung stehenden Flächen auf dem zwischen 1960 und 1963 eingedeichten Rüstersieler Groden reichten für die Ansiedlung von weiteren Industriebetrieben jedoch nicht aus. Diese Tatsache veranlasste das Land Niedersachsen, das
Voslapper Watt einzudeichen und aufzuspülen. Das Voslapper Watt war Bestandteil
des an der Ostküste des Jeverlandes gelegenen, 1 bis 3 km breiten und insgesamt
15 km langen Wattstreifens, welcher sich vom Rüstersieler Groden bis Schillighörn
erstreckte. Begrenzt wurde das einzudeichende Gelände im Norden durch den südlichen Teil des Erholungsgebietes Jeverländische Küste und im Süden vom Rüstersieler Groden. Hier wurde der Deichanschluss so gewählt, dass eine Badebucht als
Ausgleich für den Geniusstrand entstand. Im Norden wurde der neue Deich an den
Hooksieler Außendeich angeschlossen, wodurch das Hooksieler Außentief mit in das
einzudeichende Gebiet eingeschlossen wurde. Ein Deichschluss auf der Südseite
des Außentiefs hätte zur Folge gehabt, dass sowohl der Hooksieler Hafen als auch
das Außentief verschlickt wären [9] [25].
5
Insgesamt wurden von 1971 bis zum Deichschluss im Dezember 1974 rund 1.650 ha
Watt aufgespült und 11 km Deichstrecke fertig gestellt. Vor dem Hooksieler Deich
wurde eine 200 m breite Strandvorspülung erstellt, da die alten Kur- und Badeanlagen durch die Eindeichung komplett entwertet wurden. Weitere Erholungsmöglichkeiten konnten durch die Eindeichung des Außentiefs geschaffen werden. Dabei ist ein
rund 80 ha großer Binnensee - das Hooksmeer - entstanden, an den sich im Süden
ein rund 190 ha großer Grüngürtel als Schutzzone zu den Industrieansiedlungen anschließt. Durch die Einbeziehung des Außentiefs war es unter anderem notwendig
geworden, den Außenhafen Hooksiel zu bauen. Die Schifffahrt fand nun im 4 km östlich von Hooksiel direkt an der Jade gelegenen neuen Hafen ihre Liegeplätze. Das
Hooksmeer und der alte Hafen Hooksiel waren jetzt nur noch durch die neu erbaute
Schleuse zu erreichen, welche zu einem großen Teil von der Sportschifffahrt genutzt
wird, da im Hooksmeer für diese neue Liegeplätze geschaffen wurden. Die Schleuse
hat nutzbare Abmessungen von 70 m x 8 m; der maximale Tiefgang beträgt 3 m.
Abb. 1.3: Übersichtsplan des entstandenen Hooksmeeres mit Außenhafen und Schleuse [6]
6
Im neuen Außenhafen sind für die Schifffahrt rund 420 m nutzbare Kaimauer entstanden mit dahinter liegenden Lager-, Park- und Verkehrsflächen in einer Größe
von 2.600 m². Die damals garantierte Wassertiefe lag bei SKN1 - 2,50 m, jedoch ermöglichte es der mittlere Tidehub von 3,40 m auch Schiffen mit einem Tiefgang von
mehr als 5 m während einer Hochwasserphase den Außenhafen anzulaufen. Die
maximal zulässige Schiffslänge betrug 50 m. Eine weitere Kaianlage am Südufer
wurde 1988 errichtet. Die 60 m lange Platte der Kaianlage ist über dem geböschten
Ufer auf Pfählen gegründet worden [1] [11].
Die Flügeldeiche im östlichen Teil umschließen den Hafen und schützen ihn so vor
Wind und Seegang. Der südliche Flügeldeich wurde 1980 verlängert.
Durch den Bau der Schleuse war es auch möglich geworden, den alten Hafen Hooksiel zu erhalten. Er dient nicht nur der Küsten- und Sportschifffahrt als Anlegestelle,
sondern auch dem Tourismus als Anziehungspunkt. Dafür wurden diverse Baumaßnahmen durchgeführt, welche sowohl dem Erhalt und der Sicherung des Hafens,
aber auch dessen Verschönerung zu Gute kamen.
1
Seekarten Null; entspricht dem mittleren Springtideniedrigwasser (sehr niedriges Niedrigwasser)
7
2. Der Außenhafen Hooksiel heute
2.
Der Außenhafen Hooksiel heute
2.1
Nutzung des Außenhafens Hooksiel
Der Außenhafen Hooksiel verfügt heute über 550 m nutzbare Kaimauer und
2.600 m² befestigte Lager-, Park- und Verkehrsflächen, auf denen sich jedoch keine
festen Umschlageinrichtungen befinden. Abhängig von der Schiffslänge können zwischen vier und sechs Schiffe ihren Liegplatz im Außenhafen Hooksiel finden. Als besondere Dienstleistungen werden neben Strom- und Wasseranschlüssen auch eine
Fäkalienübergabestation bereit gehalten sowie die Entsorgung von Stoffen gemäß
dem MARPOL-Übereinkommen1 gesichert. Des weiteren befindet sich auf der an der
Südseite des Hafens gelegenen Umschlagkaje eine ortsfeste Bunkerstation [19].
Abb. 2.1: Lageplan Außenhafen Hooksiel [39] (siehe auch Plan 2.1)
Der Außenhafen Hooksiel ist über eine in ostsüdöstlicher Richtung verlaufende, rund
370 m lange Zufahrtsrinne zu erreichen, welche sich von 35 m in der Nähe der Hafeneinfahrt hin zum Eingang in die Zufahrt auf rund 100 m verbreitert. Die Solltiefe in
der Zufahrtsrinne aber auch im Hafenbecken beträgt SKN - 2,00 m.
1
MARine POLlution: Internationales, weltweit geltendes Übereinkommen zum Schutz der Meeresumwelt durch Verhütung der Meeresverschmutzung durch Schiffe [Bundesamt für Seeschifffahrt und
Hydrologie]
8
Die Nutzung des Außenhafens Hooksiel gliedert sich zur Zeit wie folgt:
•
Fischereihafen
Im Außenhafen Hooksiel sind derzeit vier Krabbenkutter und ein Muschelkutter
beheimatet. Des weiteren wird der Hafen im Winter von bis zu vier holländischen
Krabbenkuttern als Löschplatz genutzt [29].
•
Personenschifffahrt
Mehrere Reedereien nutzen Hooksiel als Ausgangshafen für ihren Fahrgastbetrieb. Dabei werden neben Hafenrundfahrten, Tagesfahrten zu den ostfriesischen
Inseln, Jaderundfahrten und anderen Ausflugsfahrten seit kurzem auch Fahrten
mit einem Hochgeschwindigkeitskatamaran zur Insel Helgoland angeboten. Außerdem besteht die Möglichkeit, von Hooksiel aus Angelfahrten zu unternehmen.
•
Ausgangshafen für Versorgungsfahrten
Der Außenhafen Hooksiel ist zeitweiser Stützpunkt für
-
Bunkerboote, welche die an den Löschbrücken liegenden Schiffe betanken
-
Boote zum Transport des Proviants der Schiffe
-
Festmacherboote, welche an den Löschbrücken zum Einsatz kommen
•
Ausgangshafen für Baustellen im Jadebereich
•
Zeitweiser Liegeplatz des Seenotrettungskreuzers "Vormann Steffens" der
Deutschen Gesellschaft zur Rettung Schiffbrüchiger (DGzRS)
•
Sportschifffahrt
Für die Sportschifffahrt erfüllt der Außenhafen Hooksiel folgende Zwecke:
-
Liegemöglichkeit für Gäste
-
Warteplatz für Boote, die die Schleuse zum Hooksmeer passieren möchten
-
Zugang zum Hooksmeer mit rund 660 Liegeplätzen für Sportboote, zur direkt
hinter der Schleuse gelegenen Werft Hooksiel und zum alten Hafen Hooksiel
•
Schutzhafen
9
Abb. 2.2: Luftbild des Außenhafens Hooksiel mit Schleuse [19]
Demnach hat der Außenhafen Hooksiel rund ein halbes Jahrhundert nach seiner Inbetriebnahme eine nicht zu unterschätzende Bedeutung. Vor allem für die Gemeinde
Wangerland, an deren Volkseinkommen der Tourismus einen erheblichen Anteil hat.
Der Außenhafen Hooksiel ist hierbei zum einen als Ausgangspunkt für Schiffsausflugsfahrten in die Jade und in die Nordsee und zum anderen auch als Zugang zum
Hooksmeer und zum alten Hafen Hooksiel von entscheidender Bedeutung für den
Tourismus in der Gemeinde Wangerland. Die heutige Stellung des Außenhafens
Hooksiel beruht aber auch auf der Tatsache, dass dieser als Stützpunkt für die Umschlaganlagen am tiefen Fahrwasser der Jade genutzt wird [11] [12].
10
2.2
Probleme bei der Unterhaltung des Außenhafens Hooksiel
Seit Beginn der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts kann eine stetig steigende Sedimentation im Bereich der Hafenzufahrt und des Hafenbeckens selbst beobachtet
werden. Einhergehend mit dieser Sedimentation ist eine Verlagerung der SKN-Linie
parallel zur Küste in Richtung Osten zu vermerken. Dies hatte zur Folge, dass im
Laufe der Jahre eine Zufahrtsrinne zum Außenhafen Hooksiel entstand.
Tab. 2.1: Entwicklung der Zufahrtsrinne [1]
Zeitraum
Zustand
1980
keine Zufahrtsrinne
1985
erste Ansätze einer Zufahrtsrinne erkennbar
1995
Länge der Zufahrtsrinne beträgt rund 240 m
07/1995 - 08/1996
Verschwenkung der Zufahrtsrinne nach Süden
2001
Länge der Zufahrtsrinne beträgt rund 370 m
Der Grund für die auftretende Sedimentation ist in erster Linie damit zu erklären,
dass die Jade aufgrund der Veränderungen im Bereich der Insel Mellum zu einer
Sedimentfalle geworden ist. Dadurch, dass die Platen zusammengewachsen sind,
kann das Sediment bei Flut zwar in die Jade einströmen, sie aber mit dem Ebbstrom
nicht mehr verlassen. Das Sediment lagert sich wegen seiner hohen Mobilität in Gebieten mit einer schwachen Wasserbewegung - wie z.B. in der Zufahrtsrinne zum
Außenhafen Hooksiel - ab. Des weiteren ist für die Sedimentation ausschlaggebend,
dass Flut- und Ebbstrom über verschiedene Bahnen strömen.
Auch die Eindeichung des Rüstersieler Grodens 1960 bis 1963 und des Voslapper
Grodens 1971 bis 1974 sind für die zunehmende Sedimentation verantwortlich. Bedingt durch diese Baumaßnahmen läuft der Flutstrom dichter an der Küste entlang,
während dessen der Ebbstrom weiter in östlicher Richtung verläuft.
Eine weitere Zunahme der Sedimentation war nach der Fahrrinnenverlegung der Jade zwischen 1985 und 1987 zu registrieren. Das Fahrwasser wurde hierbei zur Verbesserung der Schiffbarkeit und Sicherheit zwischen km 15 und km 22 um bis zu
900 m in Richtung Osten verlegt. Aus dieser Verlegung resultierte, dass die Flutströmung nun auch weiter östlich verlief [1] [5].
Vor allem bei Winden aus nordwestlichen bis nordöstlichen Richtungen ist der Eintrag an Sedimenten in die Zufahrtsrinne außerordentlich groß, so dass innerhalb von
11
nur wenigen Tagen mehr Sediment in die Rinne gelangt als innerhalb eines halben
Jahres mit ruhigen Bedingungen [1].
Die stetige Sedimentation machte es notwendig, sowohl die Zufahrtsrinne zum Außenhafen Hooksiel als auch das Hafenbecken durch aufwendige Unterhaltungsbaggerungen auf der jeweils vorgegebenen Solltiefe zu halten.
Tab. 2.2: Solltiefenvorgaben seit 1981 [18]
Zeitraum
Solltiefe (SKN)
vor 05/1981
keine Baggerung
05/1981 - 05/1984
- 3,0 m
06/1984 - 12/1995
- 2,5 m
seit 01/1996
- 2,0 m
So werden zur Zeit jährlich rund 200.000 m³ Baggergut [1] aus der Zufahrt und dem
Hafenbecken entfernt, um den Außenhafen Hooksiel, aber auch den Zugang zum
Hooksmeer für die Schifffahrt frei zu halten. Zum Einsatz kommt dabei in Hooksiel
vor allem die "Seekrabbe" (Kombination aus Hopperbagger1 und Wasserinjektionsgerät) vom Hafenamt Ems-Dollart. Dieses Schiff ist allerdings nicht immer verfügbar,
so dass außerdem Baggerarbeiten an Fremdfirmen vergeben werden, die aber mit
ähnlichen Geräten arbeiten [31].
Baggerkosten (Tsd. DM)
1200
1033
1000
812
736
800
646
600
479
400
228
200
214 181 198
159 161 173 190 175
254
748
680
595
620
1999
2001
466
320
0
1981
1983
1985
1987
1989
1991
1993
1995
1997
Jahr
Abb. 2.3: Entwicklung der jährlichen Baggerkosten (brutto) [18] [31]
1
Beschreibung der Nassbaggermethoden siehe Anhang 2
12
Gut zu erkennen ist in Abb. 2.3, dass die Baggerkosten im Folgejahr einer Solltiefenanpassung zwar gesunken sind, jedoch in den nachfolgenden Jahren aufgrund der
zunehmenden Sedimentation immer wieder anstiegen. Besonders auffällig ist diese
Entwicklung in den 90er Jahren zu beobachten.
Das Jahr 1999 bildet hierbei allerdings eine Ausnahme. Hier hatte ein Unternehmen
die Unterhaltungsbaggerungen sehr günstig angeboten, konnte jedoch diesen Preis
nicht halten und meldete Insolvenz an. Die Baggerarbeiten wurden von dieser Firma
aber vertragsgemäß durchgeführt. Außerdem kommt seit 1999 die landeseigene
"Seekrabbe" zum Einsatz. Bedingt durch zusätzlich vorherrschende ruhige Bedingungen in der Jade konnten die Baggerkosten somit reduziert werden [31].
Die Baggerkosten für das Jahr 2001 wurden aufgrund der bis zur Fertigstellung dieser Arbeit vorliegenden Rechnungen und noch ausstehenden Baggereinsätze
vom Niedersächsischen Hafenamt Jade-Weser in Wilhelmshaven geschätzt.
13
3. Nutzungsprofil
3.
Nutzungsprofil
3.1
Fischereihafen
Durch den Bau eines "neuen Außenhafens" würden selbstverständlich auch Möglichkeiten für eine Ausweitung der Fischerei entstehen. Schon in geraumer Zeit werden
zu den jetzt vorhandenen Fischkuttern (siehe Kapitel 2.1) noch zusätzlich zwei weitere Kutter den Außenhafen Hooksiel als Liegeplatz wählen [29].
Ein neuer Hafen könnte aber auch Fischkuttern mit größerem Tiefgang als temporärer oder sogar als ständiger Liegeplatz dienen. Der große Vorteil der neuen Anlage
wäre sicherlich die ständige Erreichbarkeit unabhängig von der Tide, wodurch für
einen Teil der Fischerei die Ein- bzw. Auslauf-Wartezeiten bis zum nächsten Hochwasser entfallen würden. Aber auch der Standort an sich bürgt schon gewisse Vorzüge. Ein "neuer Außenhafen" Hooksiel könnte von der Fischerei jederzeit angefahren werden und wäre zusätzlich von der Nordsee aus in kürzester Zeit erreichbar.
Kein anderer Hafen an der friesischen Küste bietet diese Kombination.
3.2
Tourismus
3.2.1
Touristische Entwicklung
Wie bereits in Kapitel 2.1 erwähnt, trägt der Tourismus maßgeblich zum Einkommen
der Gemeinde Wangerland und somit auch des Ortes Hooksiel bei.
Die Gästebuchstatistik für das Jahr 2000 der Wangerland Touristik GmbH ([23])
verbucht 1.821.545 Übernachtungen. Legt man das Jahr 1990 (1.089.474 Übernachtungen) mit 100 % zu Grunde, so ergibt sich im Vergleich eine Steigerung um 67,2
%. Auch in Zukunft ist mit einer Zunahme des Besucheraufkommens an der friesischen Nordseeküste zu rechnen.
Zu beachten ist allerdings, dass im Tourismus ein komplettes Angebot an Leistungen
geliefert werden muss. Touristen verlangen nicht mehr nach einer einzelnen Leistung, sondern nach einem Leistungsbündel. Somit erwartet der Gast von seinem Urlaubsziel nicht nur eine reizvolle Umgebung, die zur Erholung einlädt, sondern auch
noch weitergehende Angebote mit hohem Erlebniswert. Als touristischer Anziehungspunkt hat demnach auch der Hooksieler Außenhafen an Bedeutung gewonnen, denn hier kann der Gast die Verknüpfung der Region mit der Nordsee erleben
14
3. Nutzungsprofil
und er bietet dem Gast außerdem die Möglichkeit, Schiffsausflugsfahrten zu unternehmen. Die Bedeutung eines Hafens spiegelt sich auch in der allgemeinen Entwicklung der meisten Seebäder und Küstenbadeorte wider. Vor allem die Orte, die über
einen funktionsfähigen Hafen verfügen, konnten in den vergangenen Jahren ihre
Übernachtungszahlen steigern [12] [13].
3.2.2
Personenschifffahrt
Schon heute ist der Außenhafen Hooksiel ein beliebter Ausgangspunkt für diverse
Ausflugsfahrten. Allein die Wangerländer Seetouristik GmbH beförderte im Jahr 1999
18.000 Personen. Hinzu kamen noch weitere 15.000 Personen, die von Hooksiel aus
mit der Firma Elbeplan Angelfahrten unternommen haben. Das Jahr 2000 versprach
einen weiteren Zuwachs der Fahrgastzahlen [12]. Hooksiel ist außerdem Ausgangshafen für den Hochgeschwindigkeitskatamaran "Cat No.1"1. Im Jahr 2001 hat der
"Cat No.1" ca. 30 Fahrten mit dem Ziel Helgoland vom Außenhafen Hooksiel aus
unternommen. Die beteiligten Reedereien streben eine Verdopplung dieser Fahrten
für die kommende Saison an [28].
Bisher richten sich die Fahrpläne jedoch nach der Tide, so dass nur ein eingeschränkter Betrieb möglich ist. Ein "neuer Außenhafen" Hooksiel mit verbesserten
Tiefenverhältnissen könnte diesem Problem Abhilfe schaffen, und somit z.B. die von
den Betreibern des "Cat No.1" angestrebte Verdopplung ihrer Aktivitäten garantieren.
Einhergehend mit der Zunahme der Zahl der Touristen im Wangerland wird wohl
auch die Nachfrage nach Schiffsausflugsfahrten steigen. Eine weitere Steigerung hier bei den Hafenrundfahrten - könnte der Bau des JadeWeserPort2 nach sich ziehen. Die "großen Pötte" an der Kaje des JadeWeserPort werden sicherlich für viele
Besucher eine Attraktion darstellen, welche dann bei einer Hafenrundfahrt aus nächster Nähe beobachtet werden könnte.
Vorstellbar ist aber auch eine weitere Verbindung von Hooksiel aus zur Insel Helgoland mit einem großen Bäderschiff. Begründen kann man diese Überlegung zum einen wieder mit den zahlreichen Feriengästen in der Gemeinde Wangerland, für die
solch eine Fahrt sicherlich einen attraktiven Tagesausflug darstellt. Aber auch für
1
Der "Cat No. 1" wird gemeinsam betrieben von: AG Reederei Norden-Frisia (Norderney), Reederei
AG Ems (Emden), Förde Reederei Seetouristik GmbH & Co. KG (Flensburg) und der Wyker Dampfschiffs-Reederei Föhr-Amrum GmbH (Wyk auf Föhr)
2
Beschreibung des JadeWeserPort siehe Anhang 1
15
3. Nutzungsprofil
Tagestouristen mit dem Ziel Helgoland ist Hooksiel als Ausgangshafen wegen seiner
guten Verkehrsanbindung von großer Attraktivität. In nur rund 10 km Entfernung verläuft die Bundesautobahn A 29, welche man direkt über die Landstraße L 810 binnen
kürzester Zeit erreichen kann. Aber auch die Fahrtzeiten der Schiffe selbst nach Helgoland wären von Hooksiel aus wesentlich kürzer als z.B. vom jetzigen Standort
Helgolandkai im Süden von Wilhelmshaven. Als positiv ist das Parkplatzangebot in
Hooksiel zu bewerten. Im jetzigen Außenhafen Hooksiel stehen rund 340 Pkw- und
10 Busparkplätze zur Verfügung, welche aber nur zu einem geringen Teil ausgelastet
sind und somit einem "neuen Außenhafen" dienen könnten.
3.2.3
Sportschifffahrt
Auch die Sportschifffahrt kann vom Bau eines "neuen Außenhafens" profitieren. Der
Zugang zu den im Hooksmeer gelegenen Liegeplätzen und auch zur Werft Hooksiel
wäre durch eine neue Hafenanlage sogar noch besser gesichert als es zur Zeit der
Fall ist, da bei einem Bauwerk vor dem Außenhafen Hooksiel mit einer Abnahme der
Sedimentation zu rechnen ist und somit schiffbare Verhältnisse im Hafenbecken für
die Sportboote gegeben wären.
Es ist aber auch denkbar, im jetzigen Außenhafen eine neue Marina 1 anzulegen.
Dies könnte durch die Aussiedlung gewisser Nutzer (z.B. Fischerei) in die neue Hafenanlage realisiert werden. Die Marina könnte sowohl als Dauerliegeplatz, aber
auch als Liegeplatz für Gäste dienen. Möglich wäre eventuell die Ausführung von
Schwimmstegen bzw. einem Pontonanleger. Beim Bau einer Marina ist allerdings zu
beachten, dass der Zugang zur Schleuse zu keiner Zeit durch diese eingeschränkt
bzw. behindert werden darf. Der Bedarf einer weiteren Marina ist schon heute vorhanden, denn Hooksiel ist für Sportschiffer ein attraktiver Liegeplatz. Hier fällt wiederum der Standortvorteil der Hafenanlage von Hooksiel bzw. der Liegeplätze im
Hooksmeer ins Gewicht. Die Fahrtzeiten in die Nordsee sind von hier aus sehr kurz
und die Fahrten könnten unabhängig von der Tide unternommen werden. Doch auch
die Erreichbarkeit des Außenhafens Hooksiel mit dem Auto ist ausschlaggebend, da
die meisten Sportschiffer ihre Boote nur am Wochenende nutzen und somit einen
Liegeplatz wählen, der über eine gute Verkehrsanbindung verfügt und ihnen schnelle
Anfahrten ermöglicht (siehe Kapitel 3.2.2.).
1
Jachthafen, Motorboothafen
16
3. Nutzungsprofil
3.3
Schlepperstützpunkt
Auch bei der Betrachtung der neuen Hafenanlage als Stützpunkt für die Schlepper
des entstehenden JadeWeserPort ist dessen Lage von entscheidender Bedeutung.
Von einem "neuen Außenhafen" aus ist es den Schleppern möglich, die in der Außenjade wartenden Schiffe binnen kürzester Zeit zu erreichen. Aber auch an den
Kajen des JadeWeserPort liegende Schiffe können von den Schleppern schnell angefahren werden.
Kürzere Fahrtzeiten sind für die Schlepper auch zwingend notwendig, da im Vergleich zur momentanen Situation mit einem vermehrten Schiffsaufkommen zu rechnen ist. Durch die Größe der zu erwartenden Schiffe ergibt sich außerdem ein noch
größerer Bedarf an der Unterstützung durch die Schlepper, da diese großen Schiffe
nicht nur beim Manövrieren und Anlegen, sondern eventuell auch schon beim Anlaufen des Hafens auf die Hilfe der Schlepper angewiesen sind.
Im Falle einer Havarie könnten die Schlepper ebenfalls von einem Stützpunkt in einem "neuen Außenhafen" schneller am Ort des Geschehens antreffen. Dieses trifft
vor allem auf das Fahrwasser der Außenjade zu.
3.4
Versorgungshafen
Die Versorgung der an der Kaje des JadeWeserPort liegenden Schiffe mit Proviant
und anderen Verbrauchsmaterialien kann sicherlich nicht von Land aus erfolgen, da
die dafür notwendigen Fahrzeuge den laufenden Hafenbetrieb behindern und auch
gefährden würden. Auch hier bietet sich dann ein "neuer Außenhafen" Hooksiel als
Stützpunkt bzw. Ausgangshafen für Versorgungsfahrten zu den Schiffen an. Nicht
nur die wiederum kurzen Fahrtzeiten, sondern auch die Nutzung eines entstehenden
Hafengeländes als Lager- und Umschlagfläche wirken sich positiv auf diese Überlegung aus. Denkbar ist außerdem das Vorhalten von Liegeplätzen für Bunkerboote,
welche die Großschiffe mit Treibstoff versorgen.
In solch einem "Servicebereich" für den JadeWeserPort ist sicherlich ebenfalls die
Ansiedlung von Lotsenbooten vorstellbar. Diese könnten ebenso wie die Schlepper
den Standortvorteil der neuen Hafenalge nutzen.
17
3. Nutzungsprofil
3.5
Baustellenhafen
Unterhaltungsarbeiten an den Kajenwänden des JadeWeserPort werden wie die
Versorgung der Schiffe mit Proviant und Verbrauchsmaterialien von See aus durchgeführt werden. Ein permanentes Arbeiten wird aber aufgrund der ständig an- und
ablegenden Schiffe nicht gewährleistet sein. Während dieser Phasen müssen die an
den Arbeiten beteiligten Schiffe einen Anleger aufsuchen. Auch diesen Anforderungen könnte ein "neuer Außenhafen" gerecht werden, indem für Baustellenschiffe
temporäre Liegeplätze vorgehalten werden.
Verbunden mit den Liegeplätzen ist es sinnvoll, Lagerflächen für benötigtes Baumaterial auf dem entstehenden Hafengelände einzuplanen, welche für diese Zwecke
stets frei zu halten sind.
3.6
Stützpunkt der DGzRS
Der Seenotrettungskreuzer "Vormann Steffens" ist momentan im Außenhafen Hooksiel stationiert. Bei einem Tiefgang von 2,10 m [33] kommt es jedoch häufiger zu
Problemen beim Ein- und Auslaufen in den Hafen.
Eine Stationierung des Seenotrettungskreuzers im "neuen Außenhafen" wäre sinnvoll, um die Fahrtzeiten des Schiffes im Falle eines Einsatzes so kurz wie möglich zu
halten. Beim Verbleib im jetzigen Außenhafen Hooksiel müsste der Seenotrettungskreuzer nicht nur das neue Hafenbecken auf gesamter Länge durchfahren, sondern
würde zusätzlich noch durch den weiteren Hafenverkehr behindert werden. Vor allem
könnte man aber durch eine Verlegung in den "neuen Außenhafen" die Schwierigkeiten bezüglich der Wassertiefe zufriedenstellend lösen.
3.7
Schutzhafen
Die Funktion des Schutzhafens kann auch von einem "neuen Außenhafen" Hooksiel
ohne weiteres erfüllt werden. Wiederum sind hier der nordseenahe Standort und die
ständige Möglichkeit, diesen Hafen anzulaufen von Bedeutung für diese Nutzungsalternative.
18
4. Planung der neuen Hafenanlage
4.
Planung der neuen Hafenanlage
4.1
Einleitung
Wie bereits erwähnt sind Unterhaltungsbaggerungen in der Zufahrt zum Außenhafen
Hooksiel und dem Hafenbecken unumgänglich, wenn der Hafen, die Schleuse und
das Hooksmeer im selben Maße wie bisher genutzt werden sollen. Die dadurch entstehenden jährlichen Kosten sind immens und eine Abnahme der Sedimentation ist
nicht zu erkennen, sondern es ist sogar mit einer Zunahme zu rechnen. Einhergehend damit ist anzunehmen, dass sich die Zufahrtsrinne jährlich um voraussichtlich
rund 30 m verlängern wird. Problematisch zu betrachten ist diese Verlängerung auch
in Bezug auf die angewendeten Baggermethoden. Die Injektionsbaggerung wird
durch die zunehmende Verlängerung der Zufahrtsrinne - und damit auch deren zunehmender Vertiefung - an Effektivität verlieren und in einem absehbaren Zeitraum
an ihre Grenzen stoßen [1].
Zur Minimierung der Unterhaltungsbaggerungen bzw. zur längerfristigen Sicherstellung schiffbarer Tiefenverhältnisse und zur Reduzierung der daraus resultierenden
Folgekosten wurde bisher eine rund 250 m lange Buhne in Verbindung mit dem nördlichen Flügeldeich als mögliche Lösung in Betracht gezogen, konnte aber bis jetzt
noch nicht verwirklicht werden. Gescheitert ist diese Lösung jedoch nicht aufgrund
ihrer technischen Machbarkeit, sondern vielmehr aus naturschutzrechtlichen Gründen. In der Umgebung der Zufahrtsrinne wurde eine Ansiedlung des Borstenwurmes
(lat. Sabellaria spinulosa) gefunden, welcher zu den schützenswerten Arten im
Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer zählt.
Die Grenze des Nationalparks Niedersächsisches Wattenmeer verläuft nördlich des
jetzigen Außenhafens Hooksiel und auch die neue Hafenanlage wird nicht in den
Bereich des Schutzgebietes gelangen, so dass hier kein Konflikt entstehen kann.
Eine als Alternative zum Neubau zu betrachtende Erhöhung der Solltiefe würde die
Kosten für die Unterhaltungsbaggerungen stark ansteigen lassen. Bereits eine Wassertiefe von SKN - 2,50 m würde eine Erhöhung der Baggerkosten auf das 1,4-fache
verursachen. Entsprechend höher würden die Kosten für jede weitere Anpassung der
Solltiefe ausfallen [18]. Mit dieser Alternative könnte man allerdings auch nicht die
angestrebte Nutzung (Kapitel 3) verwirklichen.
19
Im folgenden wird dargestellt, wie eine Sicherungsmaßnahme im Zusammenhang
mit dem Bau des JadeWeserPort möglicherweise ausgebildet werden kann bzw. wie
man die langfristige Sicherung der Hafenzufahrt mit dem neuen Tiefwasserhafen
kombinieren und gleichzeitig aber auch neue, attraktive Liegplätze schaffen kann.
Entstehen wird dabei ein "neuer Außenhafen", welcher neben der Erfüllung der jetzigen Aufgaben außerdem die Möglichkeit bietet, den bestehenden Hafenverkehr weiter auszudehnen. Das Hauptaugenmerk ist hier auf die Versorgung des entstehenden JadeWeserPort zu richten, doch auch die Personen- und Sportschifffahrt können
sicherlich von einem neuen Hafen profitieren.
4.2
Baubeschreibung der neuen Hafenanlage
4.2.1
Allgemeines
Die neue Hafenanlage lässt sich in zwei Bereiche gliedern:
Bereich 1:
südliches Hafengelände
Bereich 2:
Molenbauwerk im Norden
Das südliche Hafengelände soll von der gewerblichen Schifffahrt genutzt werden und
wird somit vor allem Schleppern, Fischereifahrzeugen, Versorgungsbooten und
Schiffen für den Baustellenbetrieb als Liegeplatz dienen.
Die Nutzung des nördlichen Molenbauwerkes liegt hauptsächlich in der Personenund Sportschifffahrt. Zum Anlegen wird hier auf der Binnenseite eine Kaje entstehen.
Diese Trennung des Hafens in einen touristischen und einen gewerblichen Bereich
erscheint zweckmäßig, da sich so beide "Nutzer" nicht gegenseitig behindern und ein
reibungsloser und vor allem sicherer Hafenbetrieb möglich ist.
Die erforderlichen Längen der einzelnen Kajen ergeben sich hier nicht zwingend aus
den zu erwartenden Schiffslängen, sondern vielmehr aus der benötigten Wassertiefe
für die Schifffahrt. Hier im besonderen für die Schlepper, die mit bis zu 5,50 m Tiefgang die größte Wassertiefe beanspruchen werden. Dadurch wird der neue Hafen
natürlich weit in die Jade hineinreichen. Zu beachten ist dabei allerdings, dass Schiffe die Umschlaganlage Voslapper Groden südlich des Außenhafens Hooksiel noch
anlaufen können müssen. Daraus resultiert ein Abstand des neuen Hafengeländes
zu der Umschlaganlage. Dieser Abstand muss so groß sein, dass die am Anleger der
Umschlaganlage liegenden Schiffe noch durch Schlepperhilfe (jeweils ein Schlepper
20
am Bug und am Heck) in Fahrtrichtung gedreht werden können. Ein Sicherheitsabstand ist außerdem notwendig, da an dieser Anlage Gefahrgutstoffe (chemische Industrie) umgeschlagen werden.
4.2.2
Lage und Abmessungen der Hafenanlage
Die neue Hafenanlage wird rund 4,5 km östlich von Hooksiel bzw. 10 km nördlich von
Wilhelmshaven im Bereich des Außenhafens Hooksiel und der Umschlaganlage Voslapper Groden (UVG) entstehen (siehe Abb. 4.1).
Sowohl der Kopf des nördlichen Molenbauwerks als auch die Spundwände des südlichen Hafengeländes werden bis zu einer Tiefe von rund NN - 8,00 m in die Jade
hinein reichen (alle Höhen- und Tiefenangaben wurden aus [38] entnommen). Die
Entfernung zum Festland wird dabei rund 720 m betragen. Der Abstand zu den Anlegern der Umschlaganlage Voslapper Groden ergibt sich somit zu 500 m, welches
laut dem Seemannsamt Wilhelmshaven für das Manövrieren der Schiffe ausreichend
dimensioniert ist und zusätzlich noch einen gewissen Spielraum offen lässt. Dieser
ist notwendig, da hier in einem der Strömung ausgesetzten Gebiet manövriert wird
und man außerdem für eine eventuelle Vergrößerung der maximal zulässigen
Schiffslänge gerüstet wäre [27].
Die Hafeneinfahrt wird eine Breite von 60,00 m haben.
Die Breite des Hafenbeckens ergibt sich zu 200,00 m.
Begründet werden diese Maße in den nachfolgenden Kapiteln.
4.2.3
Baugrund
Die für diese Arbeit notwendigen Bodenkennwerte wurden aus [20] entnommen und
befinden sich im Anhang 4. Eine Übersicht der einzelnen Bohrungen ist aus Plan 4.2
zu ersehen. Zwar entspricht die Linienführung der auf Plan 4.2 zu sehenden Buhne
nicht der Achse der geplanten Mole, doch für die in Kapitel 5 durchgeführten Berechnungen sind diese Werte als Grundlage für den statischen Nachweis ausreichend.
Des weiteren werden diese Daten auch für die Bodenzusammensetzung außerhalb
der hier beobachteten Strecke angenommen, da die neue Hafenanlage viel weiter in
die Jade hineinreichen wird, hierfür aber keine Untersuchungen vorliegen. Auch für
die Berechnung der Spundwände der südlich gelegenen Kaje werden diese BodenPlanung einer Hafenanlage vor dem Außenhafen Hooksiel
21
kennwerte als Quelle herangezogen, da für diesen Bereich ebenso keine Daten zur
Verfügung stehen.
Außenhafe n Hooksiel
UVG
Abb. 4.1: Lage von Hooksiel und der neuen Hafenanlage, bearbeitet nach [37]
22
4.2.4
Wasserstände
Seit 1998 wird der Pegel Hooksiel vom Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft und Küstenschutz, Betriebsstelle Brake nur noch als Reserve für den
Sturmflutschutz genutzt. Die vorliegenden Daten (Mittelwerte) beziehen sich somit
auf den Zeitraum von 1989 bis 1998 [26].
Wasserstände am Pegel Hooksiel
•
Höchster je beobachteter Tidehochwasserstand
HHThw
NN + 4,77 m
•
Mittlerer Tidehochwasserstand
MThw
NN + 1,58 m
•
Mittlerer Tideniedrigwasserstand
MTnw
NN - 1,77 m
•
Niedrigstes je beobachtetes Tideniedrigwasser
NNTnw
NN - 3,17 m
•
Mittlerer Springtideniedrigwasserstand = SKN
MSpTnw
NN - 2,04 m
4.2.5
Verkehrsanbindung
Die neue Hafenanlage wird wie der jetzige Außenhafen über die nördlich von Hooksiel verlaufende "Bäderstraße" (Deichsicherungsweg für den Hooksieler Seedeich)
und im weiteren Verlauf über die Straße "Am tiefen Fahrwasser" (Deichsicherungsweg für den neuen Voslapper Seedeich) zu erreichen sein.
Die Anbindung des Molenbauwerks geschieht hierbei über den jetzigen nördlichen
Flügeldeich, der auf der Binnenseite über einen 4,00 m breiten Fahrtweg verfügt.
Das südliche Hafengelände wird über die Straße "Am tiefen Fahrwasser" an das
Verkehrsnetz angeschlossen. Hierfür ist der Bau eines Deichschartes im neuen Voslapper Seedeich notwendig. Auf die Abmessungen des Deichschartes wird im folgenden allerdings nicht weiter eingegangen.
4.2.6
Breite der Hafeneinfahrt
Für die Bemessung der Hafeneinfahrt wurden ein Bäderschiff (Erläuterung siehe Kapitel 4.2.9.2) und der Hochgeschwindigkeitskatamaran "Cat No.1" zugrunde gelegt.
Die Wahl gerade dieser beiden Schiffe ist mit dem regelmäßigen Ein- und Auslaufen
zu erklären. Beide Schiffe haben eine Breite von rund 15,00 m. Addiert man dazu
einen Passierabstand zwischen den Schiffen von 10,00 m und einen Seitenabstand
zur Begrenzung der Hafeneinfahrt von jeweils 10,00 m, so ergibt sich daraus eine
23
Breite von 60,00 m. Da im Bereich der Hafeneinfahrt sicherlich mit verminderter
Schiffsgeschwindigkeit gefahren wird, scheinen die Abstände von jeweils 10,00 m
ausreichend dimensioniert, um ein sicheres Ein- und Auslaufen zu garantieren.
Durch den Baustellenverkehr wird es eventuell zu Schiffen mit größeren Breiten
kommen, nur werden diese den Hafen nicht so häufig anlaufen. Daher erscheint eine
Bemessung für größere Schiffe nicht zweckmäßig.
4.2.7
Breite des Hafenbeckens
Die Breite des Hafenbeckens ergibt sich aus dem 1,5-fachen der Länge des größten
Schiffes, damit dieses im Hafenbecken ohne Probleme drehen kann [24]. Das längste Schiff ist mit rund 80,00 m das Bäderschiff, sodass sich die Breite des Hafenbeckens zu 1,5 · 80,00 m = 120,00 m ergibt. Zu beachten ist allerdings, dass an der
gegenüberliegenden Kaje Schiffe liegen werden. Daraus resultiert ein Zuschlag von
30,00 m und eine Hafenbreite von 120,00 m + 30,00 m = 150,00 m. Festgelegt wird
die Breite des Hafenbeckens letztendlich aber auf 200,00 m. Ein weiterer Aufschlag
von 50,00 m wurde gewählt, um einen reibungslosen Hafenverkehr zu gewährleisten.
Vor allem der "Durchgangsverkehr" zum Hooksmeer könnte die Manöver der größeren Schiffe negativ beeinflussen.
4.2.8
Südliches Hafengelände
4.2.8.1 Allgemeines, Konstruktion
Das südliche Hafengelände wird durch spundwandeingebundene Aufspülungen entstehen. Das vorhandene Gelände befindet sich in der Nähe der Küste auf einer Höhe
von NN + 0,30 m und am östlichen Ende auf NN - 8,00. Die Höhe des neuen Hafengeländes wird wie im jetzigen Außenhafen auf NN + 3,40 m festgesetzt und liegt somit rund 2 m höher als der mittlere Tidehochwasserstand. Im weiteren Verlauf des
Hafengeländes Richtung Süden wird diese Geländehöhe auf NN + 7,50 m angepasst, welches dem späteren Niveau des JadeWeserPort entspricht. In welchem Bereich genau die Angleichung statt finden wird, ist in Abstimmung mit der Planung des
JadeWeserPort festzulegen. Die Angleichung der Geländehöhe ergibt sich aus der
Tatsache, dass die aufgespülten Flächen des südlichen Hafengeländes und des
24
JadeWeserPort verbunden sein werden. Hierbei nimmt man in Kauf, dass im Grenzbereich der neuen Hafenanlage und des JadeWeserPort "tote Fläche" entsteht. Eine
Sperrzone nördlich und südlich der Umschlaganlage Voslapper Groden wäre aufgrund des Umschlags von Gefahrstoffen in jedem Fall unumgänglich gewesen.
Den östlichen Abschluss des Hafengeländes hin zur Jade bildet eine Fußspundwand, deren Oberkante auf NN + 1,00 m liegen wird. Die Böschung wird eine Neigung von 1:3 erhalten. Durch die Ausbildung dieser Böschung werden die aus östlichen und nordöstlichen Richtungen angreifenden Wellen abgeschwächt.
Befestigt wird die Böschung mit einem dichten Deckwerk, bestehend aus einer
Deckschicht mit vergossenen Schüttsteinen und aus einem darunter befindlichen
geotextilen Filter1.
Abb. 4.2: Schematische Darstellung der Fußspundwand
Eine Abschirmung des Hafengeländes, z.B. durch einen Steindamm, dessen Krone
über dem HHThw liegt, erscheint hier nicht notwendig. Der Angriff aus den oben genannten Richtungen wird zum einen nicht sehr stark sein und vor allem nicht sehr
häufig auftreten. Dieses lässt sich aus Abb. 4.3 und Abb. 4.4 ersehen.
1
Vliesstoffe, Gewebe und Verbundstoffe aus textilen Faserstoffen, die als flächenhafte Filterschicht im
geotechnischen Sinne angewendet werden können
25
Abb. 4.3: Jahreswindverteilung mit statistischer Auswertung 1998 [7]
Abb. 4.4: Jahreswindverteilung mit statistischer Auswertung 1999 [7]
26
Die auf den Abbildungen dargestellten Windrosen für die Jahre 1998 und 1999 zeigen, dass die meisten und stärksten Winde aus Westsüdwest und Südwest kommen.
Diese Winde haben aber keine Auswirkung auf das neue Hafengelände. Hingegen
kommt es eher selten zu Windereignissen aus denen für das Hafengelände kritischen Richtungen Ost bzw. Nordost. Des weiteren ist die windwirksame Länge
(Fetch) für Winde aus östlichen Richtungen verhältnismäßig kurz, so dass dieses die
Windgeschwindigkeiten und somit auch die Wellen klein halten wird.
Auf diese Winddaten von einer Messung an der weiter südlich gelegenen Niedersachsenbrücke wird hier zurückgegriffen, da für den Außenhafen Hooksiel leider
keine gleichwertigen Daten vorliegen.
4.2.8.2 Erforderliche Kajenlänge
Wie eingangs schon erwähnt, hängt die erforderliche Länge der Kaje in erster Linie
von der notwendigen Wassertiefe in Kombination mit dem Sicherheitsabstand zu der
Umschlaganlage Voslapper Groden ab. Die Wassertiefe berechnet sich nach
Empfehlung E 361 aus der Summe des Tiefgangs des größten anlegenden Schiffes
und einem Sicherheitsabstand zwischen Schiffsboden und Hafensohle. Im allgemeinen beträgt der Sicherheitsabstand mindestens 0,50 m und wird auch in dieser
Planung angenommen. Daraus resultiert für die Solltiefe der Hafensohle:
größter Tiefgang
5,50 m
+
Sicherheitsabstand
0,50 m
=
Solltiefe der Hafensohle
SKN -
6,00 m
Diese Solltiefe ist natürlich nicht an der gesamten Kaje erforderlich. Daher wird im
folgenden die von den einzelnen Nutzern jeweils benötigte Länge der Liegeplätze
ermittelt. Zusätzlich wird der Tiefgang der Schiffe betrachtet, so dass sich daraus
eine gestaffelte Wassertiefe entlang der Kaje und im Hafenbecken ergeben wird.
1
diese und alle im weiteren Verlauf erwähnten Empfehlungen sind aus [2] entnommen
27
Liegeplätze für Schlepper
Der Bedarf an Schleppern für den JadeWeserPort wird bei 6 Schleppern liegen, die
einen Tiefgang von bis zu 5,50 m haben können. Als durchschnittliche Länge werden
für die Schlepper rund 30,00 m angenommen. Die dafür erforderliche Kajenlänge
errechnet sich somit zu:
Länge eines Schleppers
30,00 m
+
Abstand von Schlepper zu Schlepper
=
erforderliche Kajenlänge
5,00 m
35,00 m
Wird zugrunde gelegt, dass die 6 Schlepper in Päckchen zu je 2 Schleppern an der
Kaje liegen, so ergibt sich eine insgesamt erforderliche Kajenlänge von:
3 · 35,00 m =
105,00 m
Liegeplätze für Versorgungsschiffe
Die Anzahl der Boote zur Versorgung der an der Kaje des JadeWeserPort liegenden
Schiffe sowie auch deren Abmessungen lassen sich leider nicht genau bestimmen.
Die Längen variieren hier je nach Schiffstyp zwischen 15,00 m und 40,00 m, wobei
die Tendenz eher in Richtung der längeren Schiffstypen geht. Der maximale Tiefgang beträgt rund 2,00 m [34], wird hier aber mit 2,50 m angenommen, um trotz der
fehlenden Daten auf der sicheren Seite zu liegen.
Aufgrund dieser Daten berechnet sich die erforderliche Kajenlänge zu:
Länge eines Versorgungsschiffes
+
Abstand von Schiff zu Schiff
=
35,00 m
5,00 m
40,00 m
Die Anzahl der zu erwartenden Schiffe wird hier mit 8 Stück angenommen, welche
wiederum in Päckchen zu je 2 Schiffen liegen können. In dieser Stückzahl mit inbegriffen sind außerdem Liegeplätze von Schiffen für die Lotsenversetzung. Daraus
resultiert eine insgesamt erforderliche Kajenlänge von:
4 ·
40,00 m =
160,00 m
28
Sollte dieses Maß jedoch nicht ausreichen, so ist ein zeitweises Ausweichen der
Versorgungsschiffe auf die Liegeplätze der Schlepper möglich, da diese wohl die
meiste Zeit über auf der Jade unterwegs sein werden. Aber vor allem der noch zu
bemessende Baustellenbereich kann als Ausweichmöglichkeit für die Versorgungsflotte dienen.
Liegeplätze für den Baustellenbedarf
Hier lässt sich ebenso wie bei den Versorgungsschiffen keine genaue Aussage über
Anzahl und Abmessungen der zu erwartenden Schiffe machen. Festzuhalten ist
aber, dass dieser Bereich sicherlich nicht permanent durch Schiffe belegt sein wird,
so dass er wie bereits erwähnt als Ausweichmöglichkeit für Versorgungsschiffe, Lotsenboote und auch für Fischkutter dienen kann. Zu rechnen ist in diesem Bereich
allerdings nicht nur mit Schiffen, sondern häufig auch mit Pontons, die zur Durchführung von Baumaßnahmen benötigt werden. Daraus ergibt sich wiederum ein erhöhter Platzbedarf. Da im neuen Hafen auf der südlichen Seite eine recht lange Kaje
entsteht und das verfügbare Platzangebot damit ausreichend sein wird, kann der Bereich für den Baustellenverkehr großzügig dimensioniert werden. Aufgrund dieser
Überlegungen wird für den Baustellenbereich eine 100,00 m lange Kaje vorgesehen.
100,00 m
Liege- und Löschplätze für Fischereifahrzeuge
Wie bereits in Kapitel 2 erwähnt, liegen derzeit fünf Krabben- und ein Muschelkutter
im Außenhafen Hooksiel, zu denen in nächster Zeit zwei weitere Kutter hinzukommen werden. Die Längen der Kutter reichen von 15,50 m bis rund 25,00 m bei Tiefgängen von 1,60 m bis 2,50 m. Berücksichtigt werden müssen ferner noch die im
Winter den Hafen anlaufenden holländischen Krabbenkutter. Bei diesen maximal 4
Schiffen handelt es sich um Eurokutter, welche 24,00 m lang sind und über einen
Tiefgang von rund 2,50 m verfügen [29]. Somit berechnet sich die erforderliche Kajenlänge zu:
durchschnittliche Länge eines Kutters
+
=
22,00 m
5,00 m
27,00 m
29
Es ist wohl auch davon auszugehen, dass ein neuer, tideunabhängiger Hafen noch
weitere Fischereifahrzeuge anziehen wird, welche den Hafen als temporären Liegeplatz nutzen. Daher wurde für die Berechnung von 14 Kuttern ausgegangen, welche
ebenfalls wie die Schlepper in Päckchen zu 2 Kuttern an der Kaje liegen können.
Daraus ergibt sich eine insgesamt erforderliche Kajenlänge von:
7 · 27,00 m =
189,00 m
Gesamtlänge der Kaje:
Schlepper
105,00 m
+
Versorgungsschiffe
160,00 m
+
Baustellenschiffe/-pontons
100,00 m
+
Fischereifahrzeuge
189,00 m
=
erforderliche Gesamtlänge der Kaje
554,00 m
Rein theoretisch stehen im südlichen Hafengelände rund 690,00 m Kaje zur Verfügung, denn in dieser Entfernung zum Festland wird die angestrebte Wassertiefe für
die Schlepper annährend erreicht und außerdem wird zu der Umschlaganlage Voslapper Groden mit rund 500 m ein ausreichend großer Abstand eingehalten. Die zur
Verfügung stehende Kajenlänge reicht somit für die erwartete Nutzung bei weitem
aus und bietet zudem noch Reserven für eine eventuelle Ausweitung des Hafenverkehrs.
4.2.8.3 Spundwände
Das südliche Hafengelände wird im Norden und im Osten mit einem kombinierten
Spundwandsystem bestehend aus I-Trägern und doppelten Z-Zwischenbohlen eingefasst (siehe Abb. 4.5). Die Oberkanten der Ufereinfassung liegen an der Kaje auf
NN + 3,40 m und am östlichen Abschluss auf NN + 1,00 m.
30
Abb. 4.5: Schematische Darstellung des Spundwandsystems, bearbeitet nach [10]
Eine besondere Abdeckung werden die Spundwände nicht erhalten. Zur Befestigung
der Poller wird später ein Betonholm hinter den Spundwänden dienen, dessen Oberkante auf der selben Höhe wie die der Spundwände liegen wird.
Abb. 4.6: Schematische Darstellung des Betonholms im Grundriss
Verankert wird das Spundwandsystem über sich an jedem Pfahl befindliche Anker,
welche mit einer Spundbohlenankerwand verbunden sind. Durch diese Anordnung
kann auf ein kompliziertes Gurtungssystem verzichtet werden [10].
31
Vor den Spundwänden wurde in der überschlägigen statischen Bemessung eine
1,00 m tiefe Auskolkung angenommen (siehe Kapitel 5), da in dieser Planung auf
eine Kolksicherung der Hafensohle vor den Ufereinfassungen verzichtet wird. Dadurch ergibt sich z.B. bei einer Hafensohle von NN - 8,00 m eine rechnerische Tiefe
vor den Spundwänden von NN - 9,00 m.
4.2.8.4 Befestigung der Kajenflächen
Eine Befestigung der gesamten entstehenden Fläche erscheint nicht notwendig.
Nach [31] ist es zweckmäßig, auch unter Betrachtung der entstehenden Kosten, einen rund 40 m breiten Streifen hinter der Kaje zu befestigen. In Frage kommt hier
z.B. eine Befestigung mit Betonsteinpflaster. Diese Fläche wird ein Gefälle von rund
2 % hin zur Kajenwand haben.
An diesen Streifen schließt eine mit einer mineralischen Tragschicht befestigte Fläche an. Die Größe dieses Gebietes richtet sich nach dem letztendlichen Bedarf an
Park- und Lagerflächen. Eine nachträgliche Befestigung dieser Fläche mit Betonsteinpflaster ist jederzeit möglich, da die Wahl dieses Materials ein hohes Maß an
Flexibilität in der Gestaltung der Oberfläche zulässt. Auch punktuelle Befestigungen
für Magazine oder Container sind somit möglich.
Die restliche Fläche des Geländes muss vorerst nicht befestigt werden. Vorstellbar
ist hier eine Begrünung.
Eine besondere Oberflächenentwässerung ist nicht erforderlich. Es ist aber zweckmäßig, eine Rückstauentwässerung gemäß Empfehlung E 32 anzuordnen. Zwar wäre eine Durchlaufentwässerung nach Empfehlung E 51 (Entwässerung über Schlitze
in den Spundwänden) wesentlich günstiger, doch wird durch diese der Wasserüberdruck in Tidegebieten nur unwesentlich verringert, da in der Hochwasserphase zuviel
Wasser hinter die Spundwände strömt. Bei einer Rückstauentwässerung wird das
Wasser über senkrecht zur Spundwand verlaufende Rohrleitungen einem parallel zur
Spundwand angeordneten Sammler zugeführt. Über Rückstauverschlüsse münden
die Sammler in das Hafenbecken. Die Rückstauverschlüsse lassen zwar eine Entwässerung in das Hafenbecken zu, verhindern aber den Rückfluss von schlickhaltigem Wasser hinter die Spundwand. Zur besseren Wartung werden die Rückstauverschlüsse über dem mittleren Tideniedrigwasser angelegt [2].
32
4.2.8.5 Ausrüstung der Kajenspundwände
Sturmpfähle
Um ein Abtreiben der Schiffe bei extremen Hochwasserständen zu verhindern, werden entlang der Kaje in Abständen von 12,00 und 20,00 m (Achsmaß) Sturmpfähle
angeordnet. Der Abstand ergibt sich aus den Abmessungen der in den einzelnen
Bereichen an der Kaje anlegenden Schiffe.
Die Oberkante der Sturmpfähle wird wie im jetzigen Außenhafen Hooksiel auf NN +
5,20 m (HHThw in Hooksiel = NN + 4,77 m) festgesetzt [24].
Steigleitern
Steigleitern sind an der Kaje in einem Abstand von rund 30,00 m in den Tälern der
Spundbohlen vorgesehen und führen bis auf NN - 3,00 m hinunter. Zwar wird in der
Empfehlung E 14 ein Hinunterführen der Steigleitern bis auf 1,00 m unter NNTnw (in
Hooksiel NN - 3,17 m) befürwortet, jedoch erscheint dieses für die Planung als zu
großzügig. Bei der gewählten Tiefe von NN - 3,00 m reichen die Steigleitern bereits
rund 1,00 m unter den mittleren Springtideniedrigwasserstand (MSpTnw = NN - 2,04
m), welches für die neue Hafenanlage als ausreichend angesehen werden kann.
Poller
Zum Festmachen der Schiffe werden im Abstand von rund 30,00 m Kopfpoller angeordnet. Hierbei muss darauf geachtet werden, dass sich die Poller nicht in unmittelbarer
Nähe der Sturmpfähle befinden und damit das Festmachen der Leinen
behindern.
Weitere Poller (Nischenpoller) sind beiderseits der Steigleitern in den nächsten Tälern der Spundbohlen vorgesehen. Der unterste Poller soll nach Empfehlung E 102
rund 1,50 m über dem mittleren Springtideniedrigwasser liegen und befindet sich
somit auf einer Höhe von NN - 0,50 m. Weitere Poller folgen in dem in [2] empfohlenen Abstand von 1,30 m auf NN + 0,80 m und NN + 2,10 m. Außerdem sind weitere
Nischenpoller auf den selben Ordinaten in der Mitte zwischen den Steigleitern
vorgesehen.
Fender
Die Anordnung von Fendern ist hier nicht notwendig. Die meisten Schiffe verfügen
über bordeigene Fenderungen, die beim Anlegen zum Einsatz kommen. Auch nach
33
Empfehlung E 47 ist von einer Fenderung "abzusehen". Zwar gilt diese Empfehlung
für Binnenhäfen, jedoch wird auch hier von einer Ausrüstung der Schiffe mit eigenen
Fendern ausgegangen. Im Einzelfall ist jedoch eine Fenderung eines speziellen Liegeplatzes nicht auszuschließen.
4.2.9
Molenbauwerk
4.2.9.1 Allgemeines, Konstruktion
Die Konstruktion des Molenbauwerks besteht aus Kreiszellenfangedämmen mit
Durchmessern von rund 22,00 m bzw. 30,00 m im Bereich des Molenkopfes. Kreiszellenfangedämme bestehen aus Kreiszellen, die durch schmale, bogenförmige
Zwickelwände verbunden werden. Ein großer Vorteil dieser Bauart ist, dass jede Zelle für sich standsicher ist und somit eine Beschädigung einer Zelle keine Auswirkungen auf die restlichen Zellen hat. Die Wahl für diese Ausführungsart begründet sich
in erster Linie allerdings mit der zu erwartenden Materialersparnis im Vergleich zu
ähnlichen Konstruktionen wie z.B. einem Kastenfangedamm. Die Materialersparnis
resultiert zum einen aus der wesentlich geringeren Einbindtiefe und zum anderen
aus dem Wegfall der Verankerung.
Um eine gerade verlaufende Vorderkante zu erhalten, ist es zweckmäßig einen
Stahlbetonüberbau an der Hafenseite der Mole anzuordnen. Auf diesem Überbau
können außerdem die Kopfpoller befestigt werden.
Auf der Hafenseite wird die Mole eine rund 7,00 m breite Kajenfläche erhalten, welche gleichzeitig als Fahrtweg sowohl für Zulieferer als aber auch im Notfall für Krankenwagen (für durch die DGzRS gerettete Personen) dienen wird. Die Geländehöhe
der Kaje wird wie im Außenhafen Hooksiel und im südlichen Hafengelände auf
NN + 3,40 m liegen. Auch hier erscheint die Höhenwahl in Bezug auf das mittlere
Tidehochwasser als ausreichend.
Die Breite der Kajenfläche wurde so gewählt, dass ein Begegnungsverkehr der Fahrzeuge ermöglicht wird. Da aber ein Rangieren auf der Kaje mit größeren Fahrzeugen
so gut wie unmöglich ist, wurde im Bereich des Molenkopfes eine Wendemöglichkeit
angeordnet.
34
Abb. 4.7: Schematische Darstellung Kreiszellenfangedamm a) Grundriss [2] und b) Überbau [4]
Als Abschirmung des Bauwerkes gegen einen Wellenangriff aus Richtung Nord bis
Nordwest wird ein Steindamm dienen. Die Höhe der 2,00 m breiten Krone wird wie
die des jetzigen nördlichen Flügeldeichs auf NN + 6,00 m liegen. Bei einem höchsten
je beobachteten Hochwasserstand von NN + 4,77 m bietet dieser Steindamm eine
ausreichende Sicherheit. Vor allem während der Sommermonate mit ihrem hohen
Fahrgastaufkommen ist die Sicherheit gegeben, da in dieser Zeit hauptsächlich mit
ruhigen Wetter- und somit auch Wellenverhältnissen zu rechnen ist. Die seeseitige
Neigung des Steindammes wird auf 1:3 festgelegt. Auf der Hafenseite kann der
Steindamm mit einer Neigung von 1:2 etwas steiler ausgeführt werden. Der Fuß des
Steindammes auf der der See zugewandten Seite wird wie die Kajenfläche auf einer
Höhe von NN + 3,40 m liegen.
Die Deckschicht des Steindammes besteht aus in zwei Lagen angeordneten Schüttsteinen, welche zusätzlich mit Mörtel vergossen werden. Als Kernmaterial ist eine
Sandschüttung vorgesehen.
Die selben Steine wie in der Deckschicht des Dammes werden auch für eine Steinschüttung auf der seeseitigen Sohle vor der Mole verwendet. Die Anordnung einer
Steinschüttung in diesem Bereich sorgt dafür, dass die angreifenden Wellen abgePlanung einer Hafenanlage vor dem Außenhafen Hooksiel
35
schwächt werden und das Bauwerk an Sicherheit gewinnt. Auch hier ist ein zumindest teilweises Vergießen der Steine notwendig, um ein Wegtreiben dieser bei rauer
See zu verhindern.
4.2.9.2 Erforderliche Kajenlänge
Wie schon in Kapitel 4.2.8.2 wird auch hier die erforderliche Kajenlänge in Verbindung mit den jeweiligen Tiefgängen ermittelt und anschließend mit der aus der Konstruktion resultierenden Länge verglichen. Zwar wird hier zunächst die größte, benötigte Wassertiefe berechnet, doch letztendlich ergibt sich auch an der Kaje des nördlichen Molenbauwerks eine Staffelung der erforderlichen Tiefe der Hafensohle.
Die Ermittlung der Solltiefe der Hafensohle erfolgt wiederum in Anlehnung an die
Empfehlung E 36. Damit berechnet sich die Solltiefe zu:
größter Tiefgang 1
3,50 m
+
Sicherheitsabstand
0,50 m
=
Solltiefe der Hafensohle
SKN -
4,00 m
Liegeplatz für die DGzRS
Der Seenotrettungskreuzer "Vormann Steffens" der Deutschen Gesellschaft zur Rettung Schiffbrüchiger soll seinen Liegeplatz am Kopf der Mole bekommen. Zwar benötigt dieses Schiff mit einem Tiefgang von 2,10 m nicht die dort vorhandenen Wassertiefen von SKN - 6,00 m, jedoch verkürzt die Standortwahl wie schon erwähnt die
Fahrtzeiten bei Rettungseinsätzen. Die Länge des Seenotrettungskreuzers "Vormann
Steffens" beträgt 27,50 m [33], wodurch sich die erforderliche Kajenlänge wie folgt
berechnet:
Länge der "Vormann Steffens"
+
=
27,50 m
5,00 m
32,50 m
1
In Anlehnung an den Tiefgang der MS Wilhelmshaven (3,20 m) der Reederei Warrings, welche zwischen Wilhelmshaven und Helgoland verkehrt [35]
36
Liegeplatz für ein Bäderschiff
Die Daten für ein solches Schiff wurden wie schon der Tiefgang in Anlehnung an die
Abmessungen der "MS Wilhelmshaven" der Reederei Warrings angenommen und
entstammen alle aus [35]. Als Länge des Bäderschiffes werden dieser Planung 80,00
m zugrunde gelegt. Der Tiefgang wird mit 3,50 m veranschlagt. Daraus resultiert für
die Länge der Kaje:
Länge des Bäderschiffes
+
=
80,00 m
2 · 10,00 m
100,00 m
Liegeplatz für den Hochgeschwindigkeitskatamaran "Cat No.1"
Auch der Hochgeschwindigkeitskatamaran "Cat No.1" wird sicherlich seinen Liegeplatz im neuen Hafen finden. Bei einer Länge von 52,60 m verfügt der "Cat No.1"
über eine Kapazität von 432 Passagieren und einen Tiefgang von 1,50 m. Zum Tiefgang hinzu kommt allerdings noch ein Stabilisierungssystem [32]. Mit Hilfe dieser
Angaben lässt sich die Kajenlänge wie folgt berechnen:
Länge des "Cat No.1"
+
=
52,60 m
2 · 10,00 m
72,60 m
Liegeplatz für die "Jens Albrecht"
Die Wangerländer Seetouristik GmbH unternimmt mit ihrem Fahrgastschiff "Jens
Albrecht" Ausflugsfahrten zu den Inseln, den Seehundbänken, diversen anderen Zielen und außerdem noch Hafenrundfahrten in Wilhelmshaven. Das 1999 grundüberholte Schiff hat eine Länge von 30,30 m und einem Tiefgang von maximal 1,80 m
[36]. Die von der "Jens Albrecht" benötigte Kajenlänge ergibt sich somit zu:
Länge der "Jens Albrecht"
30,30 m
+
10,00 m
=
40,30 m
37
Liegeplätze für Angelschiffe
Wie schon im Nutzungsprofil erwähnt, erfreut sich der Außenhafen Hooksiel einer
regen Beliebtheit bei Sportanglern. Daher werden auch an der neuen Kaje Liegeplätze für die dafür notwendigen Schiffe vorgesehen. In dieser Planung wird von 4 Schiffen mit einer Länge von rund 20,00 m und einem Tiefgang von 2,00 m ausgegangen.
Gestützt werden diese Annahmen auf die Aussagen in [29], da teilweise auch Fischkutter für diese Zwecke zum Einsatz kommen. Unter diesen Voraussetzungen berechnet sich die erforderliche Kajenlänge zu:
Länge eines Schiffes
20,00 m
+
=
5,00 m
25,00 m
Bei einer angegebenen Stückzahl von 4 Schiffen ergibt sich daraus eine insgesamt
benötigte Kajenlänge von:
4 · 25,00 m =
100,00 m
Gesamtlänge der Kaje
"Vormann Steffens"
32,50 m
+
Bäderschiff
100,00 m
+
"Cat No.1"
72,60 m
+
"Jens Albrecht"
40,30 m
+
Angelschiffe
100,00 m
=
erforderliche Gesamtlänge der Kaje
345,40 m
Der erforderlichen Gesamtlänge von 345,40 m stehen rund 480,00 m nutzbare Kaimauer gegenüber, so dass auch an der Mole noch Reserven für weitere Nutzungsmöglichkeiten vorhanden sind.
38
4.2.9.3 Spundwände
Zur Anwendung kommen bei der Herstellung von Kreiszellenfangedämmen Spundwandflachprofile mit den unterschiedlichsten Schlossformen. Die Zugfestigkeiten der
Schlösser variieren je nach Hersteller und Stahlgüte zwischen 1.800 kN/m und 5.000
kN/m. Dieser Planung wird das in Deutschland gebräuchliche Profil von HOESCH
zugrunde gelegt, dessen Schlosszugfestigkeiten sich im oben genannten Bereich
bewegen.
Abb. 4.8: Spundwandflachprofil der Firma HOESCH [3]
4.2.9.4 Befestigung der Kajenflächen
Im Bereich des Molenbauwerkes wird die komplette Kajenfläche befestigt. Zum Einsatz kommt hier wiederum eine Befestigung mit Betonsteinpflaster. Das Gefälle der
Fläche hin zur Kajenwand soll rund 2 % betragen.
Da die Kreiszellen nebst Füllung die meiste Zeit fast komplett unter Wasser stehen,
ist es nicht unbedingt notwendig, eine spezielle Entwässerung vorzusehen [2].
4.2.9.5 Ausrüstung der Kajenspundwände
Sturmpfähle
Auch an der Mole können die in Kapital 4.2.8.5 beschriebenen Abstände und Abmessungen für die Sturmpfähle angenommen werden.
Steigleitern
Aus den Abmessungen der Kreiszellen heraus ergibt sich ein Abstand der Steigleitern von rund 25,00 m. Angeordnet werden die Steigleitern im Übergangsbereich von
Kreiszelle zu Zwickelwand. Um das Erreichen der Geländeoberkante zu erleichtern,
39
ist es zweckmäßig im Bereich der Steigleitern eine Aussparung im Betonüberbau
vorzusehen. Wie schon an der Südkaje reichen auch die Steigleitern der Mole bis auf
eine Tiefe von NN - 3,00 m hinunter.
Poller
In einem Abstand von 25,00 m werden den Schiffen an der Mole Festmachmöglichkeiten geboten, wobei wiederum berücksichtigt werden muss, dass sich die Poller
nicht in der Umgebung der Sturmpfähle befinden.
Auf den selben Ordinaten wie in Kapitel 4.2.8.5 beschrieben werden auch an der
Mole Nischenpoller beiderseits der Steigleitern sowie in der Mitte zwischen den
Steigleitern angeordnet.
Fender
Bis auf den Anlegebereich für das Bäderschiff wird auch hier erst einmal auf eine
Fenderung verzichtet.
4.2.10 Umschlageinrichtungen
Für die neue Hafenanlage sind keine festen Umschlageinrichtungen notwendig.
Vielmehr ist es sinnvoll, auf dem südlichen Hafengelände einen Mobilkran zu stationieren. Dieser bietet ein hohes Maß an Flexibilität in der Nutzung und kann so von
allen Interessenten in Gebrauch genommen werden. Wichtig ist ein Kran vor allem
bei Niedrigwasser, damit dann auch die sehr tief liegenden Schiffe ohne Probleme
be- bzw. entladen werden können.
4.2.11 Ver- und Entsorgungseinrichtungen
Versorgungseinrichtungen
Die Strom- und Wasserversorgung der neuen Hafenanlage soll über den jetzigen
Außenhafen an das Ortsnetz von Hooksiel angeschlossen werden.
Die im Hafen erforderlichen Stromanschlüsse werden in Kästen auf den Sturmpfählen angeordnet, um sie vor eventuell auftretenden Überflutungen zu schützen.
40
Zur Versorgung der Schiffe mit Frischwasser und für Feuerlöschzwecke sollen entlang der Kaje in Abständen von 50 m bis 100 m Unterflurhydranten auf der Kajenfläche eingebaut werden.
Entsorgungseinrichtungen
Es ist zweckmäßig, im neuen Hafen eine Fäkalien-Übergabestation anzuordnen. Der
beste Standort für eine solche Anlage liegt am nördlichen Molenbauwerk, da hier die
Fahrgastschiffe ihren Liegeplatz haben.
Die Entsorgung von Stoffen gemäß dem MARPOL-Übereinkommen (hier hauptsächlich Schiffsabwässer) wird mobil über einen speziellen Lkw abgewickelt.
4.2.12 Seezeichen
Es ist zweckmäßig, jeweils ein Seezeichen im Bereich des Molenkopfes und der südlichen Begrenzung der Hafeneinfahrt anzuordnen. Bei letzterem ist darauf zu achten,
dass es hoch genug angebracht wird, damit es auch bei hohen Wasserständen noch
gut erkennbar bleibt.
4.2.13 Baggerung der neuen Hafenanlage
Zur Herstellung der Hafensohle auf die jeweils benötigten Solltiefen müssen rund
200.000 m³ Sand ausgebaggert werden. Die Bereiche der einzelnen Solltiefen können Plan 4.1 entnommen werden.
41
5. Überschlägige Bemessung
5.
Überschlägige Bemessung
5.1
Spundwände
Die Bemessung der Spundwände erfolgt hier auf der Grundlage der dem Verfasser
zur Verfügung stehenden Informationen aus den Vorlesungen Grundbau I und
Grundbau II an der Fachhochschule Oldenburg - welche hauptsächlich auf [2] basieren - unter zu Hilfenahme von [22].
Gerechnet werden die Spundwände als frei im Boden gelagert, mit einer oberen Abstützung nach dem Verfahren von BLUM1, jedoch hier hauptsächlich in tabellarischer
Form. Eine Voraussetzung für die Anwendung der von BLUM entwickelten Formeln
und Nomogramme ist das Einbinden der Spundwände in eine homogene Bodenschicht. Diese Voraussetzung ist in den hier vorliegenden Fällen nicht gegeben. Da
es sich jedoch um eine "überschlägige" Bemessung handelt und sich die Schichten
nur unwesentlich in ihren bodenmechanischen Rechenwerten unterscheiden, wird
hier zur Vereinfachung mit dem Ansatz von BLUM gearbeitet.
Alle bodenmechanischen Rechenwerte wurden aus [20] entnommen und befinden
sich im Anhang 4. Die Erddruckbeiwerte Kah bzw. Kph stammen aus [22]. Das spezifische Gewicht des Wassers wurde auf γW = 10 kN/m³ festgelegt.
Die Belastung wurde gemäß Empfehlung E 5 mit 40 kN/m² angenommen.
5.1.1
Spundwand der südlichen Kaje bei einer Hafensohle auf NN - 8,00 m
Eine Übersicht des Geländesprungs ist in Abb. 5.1 zu sehen.
Die rechnerische Hafensohle liegt auf NN - 9,00 m.
Bodenmechanische Rechenwerte
Schicht 1:
1
Sand, mitteldicht
γ/γ'
=
19/11 kN/m³
ϕ'
=
30,0°
Kah
=
0,28
Kph
=
5,46
siehe hierzu auch [22]
42
Schicht 2:
Feinsande und Fein- bis Mittelsande, locker bis mitteldicht
γ/γ'
=
18/10 kN/m³
ϕ'
=
22,5°
Kah
=
0,38
Kph
=
3,23
Abb. 5.1: Geländesprung an der südlichen Kaje bei NN - 8,00 m
43
Erddruckermittlung
2,90
19
55,1
0,77
11
8,5
6,23
11
68,5
1,90
1
-1,00
-1,77
-8,00
-8,00
2
1,00
-9,00
10
10
11
40
0,28
11,2
11,2
68,5
0,28
19,2
19,2
123,6
0,28
34,6
34,6
132,1
0,28
37,0
7,7
44,7
200,6
0,28
56,2
7,7
63,9
200,6
0,38
76,2
7,7
83,9
210,6
0,38
80,0
7,7
87,7
ΣE
28,5
9
Kohäsion
19
8
e=6x7
1,50
3,40
7
Kah
6
σ
5
γ x ∆h
4
γ
3
∆h
∆
2
Kote
Schicht
1
W
Tab. 5.1: Erddruckermittlung
10,0
Aus dieser tabellarischen Ermittlung resultiert folgende Erddruckfigur:
44
Ermittlung der Lage des Spannungsnullpunktes
u=
eSohle
γ ⋅K r
mit dem resultierenden Erddruckbeiwert K r =
Kr =
u=
(5.1)
K ph
− K ah
ηp
(5.2)
3,23
− 0,38 = 2,85
1
87,7
= 3,07 m
10 ⋅ 2,85
Berechnung der Ankerkraft
Eingangswert für das Diagramm von BLUM
me =
6 ⋅ Me
γ ⋅ K r ⋅ h 3s
hs = H - Abstand GOK/Anker + u
(5.3)
(5.4)
hs = 12,40 - 1,50 + 3,07 = 13,97 m
me =
6 ⋅ 4.988,9
= 0,385
10 ⋅ 2,85 ⋅ 13,973
aus dem nebenstehenden Diagramm
folgt: ξ 0 = 0,325
45
Mit ξ 0 lässt sich nun die Rammtiefe bestimmen:
t0 = ξ 0 · hs
(5.5)
t0 = 0,325 · 13,97 = 4,54 m
Bei der Berechnung nach BLUM ist allerdings ein Rammtiefenzuschlag erforderlich:
∆t = 0,2 · t0
(5.6)
∆t = 0,2 · 4,54 = 0,91 m
Somit ergibt sich die Einbindetiefe zu:
t = t0 + ∆t + u
(5.7)
t = 4,54 + 0,91 + 3,07 = 8,52 m
Die Gesamtlänge der Spundwand ermittelt sich wie folgt:
L=H+t
(5.8)
L = 12,40 + 8,52 = 20,92 m
Me = 4.988,9 kN/m
E = 682,5 kN
A
Hebelarm
B
Hebelarm = hs + 2
= 13,97 + 2
3
3
· t0
· 4,54 = 17,00 m
ΣMA = 0
=>
4.989,9 - B · 17,00 = 0
=>
B = 293,4 kN
ΣMB = 0
=>
(A - 682,5) · 17,00 + 4.989,9
=>
A = 389,1 kN
Bemessung der Spundwand
σzul = 24 kN/cm²
für Lastfall 1, Stahlsorte St Sp S (S 355 P) [22]
erf. Wy =
max M
σ zul
erf. Wy =
1. 941,0 ⋅ 100
= 8.087,5 cm³
24
(5.9)
46
Erforderliches Profil:
z.B. ProfilARBED, HZ Spundwandsystem
HZ 975 A - 14/AZ 26 mit Wy = 8.190 cm³ [10]
Die Ankerabstände betragen bei diesem Profil 1,79 m [10].
Da bei kombinierten Spundwandsystemen die I-Träger den weitaus größten Teil der
Belastung aufnehmen, ist es möglich, die Länge der Spundwände zu reduzieren [10].
Das hier ermittelte Profil wird auch für die im Osten verlaufende Spundwand angenommen, da die Bedingungen beider Situationen im großen Maße übereinstimmen.
Tab. 5.2: Ermittlung des maximalen Momentes
Nr.
Belastung
∆E
1
1/2 x (11,2 x 1,50)
8,4
∆a
a
∆E x a
-1,00
-8,4
Q
Q x | ∆a|
-8,4
-4,2
-22,8
-11,4
366,3
355,3
338,5
328,3
288,3
351,7
275,0
71,5
257,9
600,9
119,6
248,8
-0,50
-0,50
2
1/2 x (19,2 x 1,50)
14,4
-0,50
-7,2
-0,50
A
Ankerkraft
389,1
3
1/2 x (19,2 x 2,90)
27,8
4
1/2 x (34,6 x 2,90)
50,2
5
1/2 x (34,6 x 0,77)
13,3
0,97
0,97
27,0
1,94
97,4
3,16
42,0
0,97
1,22
0,26
6
1/2 x (44,4 x 0,77)
17,1
3,42
58,5
5,75
795,2
7,83
1.558,2
10,24
390,1
10,57
464,0
2,33
7
1/2 x (44,4 x 6,23)
138,3
8
1/2 x (63,9 x 6,23)
199,0
9
1/2 x (76,2 x 1,00)
38,1
10
1/2 x (87,7 x 1,00)
43,9
2,08
2,41
-79,4
0,33
-117,5
1,34
11
1/2 x (87,7 x 3,01)
132,0
11,91
1.572,1
ΣE
682,5
Σ Me
4.988,9
12
Σ Mmax
1.941,0
47
5.1.2
Spundwand der südlichen Kaje bei einer Hafensohle auf NN - 5,50 m
Es ist davon auszugehen, dass das in Kapitel 5.1.1 ermittelte Profil nicht auf der gesamten Länge der Kaje notwendig ist. Daher wird dieselbe Berechnung nochmals für
die Hafensohle auf einer Höhe von NN - 5,50 m (rechnerisch - 6,50 m) durchgeführt.
Bodenmechanische Rechenwerte
Schicht 1:
Sand, mitteldicht
γ/γ'
=
19/11 kN/m³
ϕ'
=
30,0°
Kah
=
0,28
Kph
=
5,46
Schicht 2:
schluffige Feinsande und feinsandiger Schluff (Klei)
γ/γ'
=
18/10 kN/m³
ϕ'
=
22,5°
Kah
=
0,38
Kph
=
3,23
Abb. 5.2: Geländesprung an der südlichen Kaje bei NN - 5,50 m
48
Erddruckermittlung
2,90
19
55,1
0,77
11
8,5
0,23
11
2,5
1,90
1
-1,00
-1,77
-2,00
-2,00
2
4,50
-6,50
10
10
11
40
0,28
11,2
11,2
68,5
0,28
19,2
19,2
123,6
0,28
34,6
34,6
132,1
0,28
37,0
7,7
44,7
134,6
0,28
37,7
7,7
45,4
134,6
0,38
51,1
7,7
58,8
179,6
0,38
68,2
7,7
75,9
ΣE
28,5
9
Kohäsion
19
8
e=6x7
1,50
3,40
7
Kah
6
σ
5
γ x ∆h
4
γ
3
∆h
2
Kote
Schicht
1
W
Tab. 5.3: Erddruckermittlung
45,0
Aus dieser tabellarischen Ermittlung resultiert folgende Erddruckfigur:
49
Ermittlung der Lage des Spannungsnullpunktes
Kr =
u=
3,23
− 0,38 = 2,85
1
75,9
= 2,66 m
10 ⋅ 2,85
(5.2)
(5.1)
Berechnung der Ankerkraft
Eingangswert für das Diagramm von BLUM
hs = 9,90 - 1,50 + 2,66 = 11,06 m
me =
6 ⋅ 3. 087,1
= 0,480
10 ⋅ 2,85 ⋅ 11,06 3
(5.4)
(5.3)
aus dem nebenstehenden Diagramm
folgt: ξ 0 = 0,365
50
Mit ξ 0 lässt sich nun die Rammtiefe bestimmen:
t0 = 0,365 · 11,06 = 4,04 m
(5.5)
Rammtiefenzuschlag:
∆t = 0,2 · 4,04 = 0,81 m
(5.6)
Somit ergibt sich die Einbindetiefe zu:
t = 4,04 + 0,81 + 2,66 = 7,51 m
(5.7)
Die Gesamtlänge der Spundwand ermittelt sich wie folgt:
L = 9,90 + 7,51 = 17,41 m
(5.8)
Me = 3.087,1 kN/m
E = 545,6 kN
A
Hebelarm = hs + 2
B
Hebelarm
= 11,06 + 2
3
3
· t0
· 4,04 = 13,75 m
ΣMA = 0
=>
3.087,1 - B · 13,75 = 0
=>
B = 224,5 kN
ΣMB = 0
=>
(A - 545,6) · 13,75 + 3.087,1
=>
A = 389,1 kN
Bemessung der Spundwand
σzul = 24 kN/cm²
erf. Wy =
für Lastfall 1, Stahlsorte St Sp S (S 355 P) [22]
1. 292,4 ⋅ 100
= 5.385,0 cm³
24
Erforderliches Profil:
(5.9)
z.B. ProfilARBED, HZ Spundwandsystem
HZ 575 B - 14/AZ 26 mit Wy = 5.435 cm³ [10]
Der Ankerabstand beträgt bei diesem Profil ebenfalls 1,79 m [10].
Auch hier wäre eine Reduzierung der Spundwandlänge möglich.
51
Tab. 5.4: Ermittlung des maximalen Momentes
Nr.
Belastung
∆E
1
1/2 x (11,2 x 1,50)
8,4
∆a
a
∆E x a
-1,00
-8,4
-0,50
-7,2
Q
Q x | ∆a|
-8,4
-4,2
-22,8
-11,4
298,3
289,4
270,5
262,4
220,3
268,8
207,0
53,8
189,8
64,5
184,7
14,8
179,5
283,6
47,2
70,8
-0,50
-0,50
2
1/2 x (19,2 x 1,50)
14,4
A
Ankerkraft
321,1
3
1/2 x (19,2 x 2,90)
27,8
4
1/2 x (34,6 x 2,90)
50,2
5
1/2 x (34,6 x 0,77)
13,3
6
1/2 x (44,7 x 0,77)
17,2
7
1/2 x (44,7 x 0,23)
5,1
8
1/2 x (45,4 x 0,23)
5,2
9
1/2 x (58,8 x 4,50)
132,3
10
1/2 x (75,9 x 4,50)
170,8
11
1/2 x (75,9 x 2,66)
ΣE
-0,50
0,97
0,97
27,0
1,94
97,4
3,16
42,0
3,42
58,8
3,76
19,2
3,84
20,0
5,42
717,1
6,92
1.181,9
100,9
9,31
939,4
545,6
Σ Me
3.087,1
0,97
1,22
0,26
0,34
0,08
1,58
1,50
2,39
-123,6
12
5.2
Σ Mmax
1.292,4
Steindamm
Für die Berechnung wird angenommen, dass es sich bei dem Bauwerk um eine bis
zum Meeresgrund geschüttete Mole handelt. Unter dieser Voraussetzung können die
in Empfehlung E 137 zur Verfügung stehenden Formeln und Tabellen angewendet
werden. Auch die auf der Sohle vor dem Bauwerk liegenden Steine und das Deckwerk am östlichen Abschluss des südlichen Hafengeländes werden mit Hilfe dieser
Bedingungen bemessen. Bei allen Steinen handelt es sich um Bruchsteine.
Die Bemessungswelle HBem beträgt für Hooksiel 2,00 m [8].
Weiterhin ist es erforderlich festzustellen, ob es sich um eine brechende Welle handelt, um später die korrekten Beiwerte aus den Tabellen abzulesen. Das Brechkriterium der Welle ergibt sich nach Empfehlung E 136 zu:
H
= 1,0
d
(5.10)
52
Ist der Quotient aus Wellenhöhe H und Wassertiefe d größer als 1, so handelt es
sich um brechende Wellen.
In diesem Fall ergibt sich ein Wert von:
2,00
= 0,57
3,50
Es handelt sich also um nicht brechende Wellen. Bei der hier gewählten Wassertiefe
d = 3,50 m handelt es sich um einen Mittelwert.
Mit den so ermittelten Bedingungen kann nun die Berechnung der Blockmasse der
Steine durchgeführt werden. Nach Empfehlung E 137 berechnet sich die Blockmasse
wie folgt:
W=
ρ s ⋅ H3Bem
3
ρ

K D ⋅  s − 1 ⋅ cot α
 ρw

(5.11)
Erläuterung der Formelzeichen:
W
= Blockmasse [t]
ρs
= Dichte des Blockmaterials [t/m³]
ρw
= Dichte des Wassers [t/m³]
HBem = Höhe der Bemessungswelle [m]
α
= Böschungswinkel der Deckschicht [°] = Neigung der Böschung
KD
= Form- und Standsicherheitsbeiwert [-]
Somit ergibt sich die erforderliche Blockmasse zu:
W=
2,4 ⋅ 2,00 3
3
 2,4 
4,0 ⋅ 
− 1 ⋅ 3
 1,0

= 0,583 t
Die Berechnung der Kronenbreite des Steindammes erfolgt mit Hilfe von [21].
Die Mindestkronenbreite ermittelt sich wie folgt:
Bmin = (3 bis 4) · Dm
(5.12)
Erläuterung der Formelzeichen:
Bmin
= Mindestbreite der Krone [m]
Dm
= mittlerer Durchmesser des Einzelsteines der Deckschicht [m]
Dm = 3
W
ρs
(5.13)
53
Dm = 3
0,583
= 0,62 m
2,4
Bmin = (3 bis 4) · 0,62 = 1,86 m bis 2,48 m
Aufgrund dieser Berechnung wird die Kronenbreite auf 2,00 m festgelegt.
5.3
Kreiszellenfangedämme
Die Bemessung der Kreiszellenfangedämme erfolgt hier nach dem von CLASMEIER
in [3] entwickeltem vereinfachten Verfahren. Bemessen wird die Kreiszelle mit dem
größten Geländesprung, welcher sich am Molenkopf befindet. Natürlich werden die
Höhen der einzelnen Zellen und damit auch die Einbindetiefe in Richtung der Küste
kontinuierlich abnehmen. Trotzdem bleiben auch diese Zellen standsicher.
Ausgangswerte
Geländesprung
Bodenart
H = 12,40 m
ϕ' = 30,0°
Wasserüberdruck
Wü = 10 kN/m²
Flächenlast
p = 40 kN/m²
Einbindetiefe
Sicherheitsbeiwert
t = 2,00 m
η = 1,5
Die erforderliche Sicherheit von Fangedämmen gegen das Versagen beträgt üblicherweise η
1,5 und wird in dieser Berechnung mit ihrem Minimalwert angesetzt.
Die Einbindetiefe wurde so gewählt, dass auch eine ausreichende Sicherheit gegen
den Geländebruch gegeben ist. Nach [3] muss dafür die Einbindetiefe zwischen
H/10 und H/5 liegen. In dieser Berechnung liegt die Einbindetiefe mit t = 2,00 m ungefähr bei H/6.
54
Ermittlung des Lastproduktes
Die für diese Berechnung notwendigen Lastbeiwerte wurden aus den Diagrammen in
Anhang 5 entnommen, welche aus [3] stammen.
Lastbeiwerte für
•
eine Verkehrslast
ψ q = 0,748
•
den Wasserüberdruck
ψ w ü = 0,809
•
die horizontale Kopflast
ψ H = 1,000
•
die vertikale Kopflast
ψ V = 1,000
•
die Einbindetiefe
ψ t = 0,904
Das Lastprodukt errechnet sich wie folgt:
ψ = ψ q · ψ w ü · ψ H · ψV · ψt
(5.14)
ψ = 0,748 · 0,809 · 1,000 · 1,000 · 0,904 = 0,547
Ermittlung des Korrekturbeiwertes
Quotient:
H 12,40
=
= 22,67
ψ 0,547
Aus dem zugehörigem Diagramm folgt somit für den Korrekturbeiwert Θ = 1,025
Berechnung des maßgeblichen Sicherheitsbeiwertes und des Quotienten H/B
Maßgeblicher Sicherheitsbeiwert
ηkontr = η ⋅
1
ψ
ηkontr = 1,5 ⋅
(5.15)
1
= 2,74
0,547
Aus dem Diagramm für den Formbeiwert H/B folgt für diesen H/B = 1,110
55
Bestimmung der erforderlichen Fangedammbreite
B=
B=
H
H

 Bw 
B

⋅Θ
(5.16)
12,40
⋅ 1,025 = 11,45 m
1,110
Bei einer Breite von 11,45 m wäre die Kreiszelle somit also standsicher. Aus konstruktiven Gründen kommen aber Kreiszellen mit Abmessungen von bis zu 30,00 m
zur Ausführung. Die Sicherheit bei diesen Bauwerken liegt damit über der in der Berechnung angenommen von η = 1,5, sodass auch diese Zellen standsicher sind.
Nachzuweisen ist nun noch, ob die Ringzugkräfte die zulässigen Schlosszugfestigkeiten nicht überschreiten. Untersucht wird hierfür die Ringzugkraft in Höhe der Gewässersohle, da diese dort ihren höchsten Wert erreicht. Berechnet wird die
Ringzugkraft mit Hilfe der Kesselformel:
Z = pi · r
(5.17)
mit p i = γ' · h · (1 - sin ϕ') + wü
(5.18)
pi = 10 · 12,40 · (1 - sin 30°) + 10 = 72 kN/m²
Z = 72 · 15 = 1.080 kN/m
Die zulässigen Schlosszugfestigkeiten der zur Anwendung kommenden Flachprofile
der Firma HOESCH liegen zwischen 2.000 kN/m und 5.000 kN/m, sodass die Ringzugkräfte der hier ausgeführten Kreiszellenfangedämme diese nicht überschreiten.
56
6. Kostenermittlung
6.
Kostenermittlung
Die hier durchgeführte Kostenermittlung soll einen groben Überblick über die durch
den Bau eines "neuen Außenhafens" anfallenden Kosten liefern. Außerdem entspricht die Kostenermittlung dem Stand der in dieser Arbeit durchgeführten Planung,
in welcher nicht jede Position bis ins kleinste Detail geplant werden konnte. Daher
werden für einige Positionen Annahmen getroffen bzw. die noch nicht endgültig feststehenden Positionen werden überschlägig in einer Summe zusammengefasst. Zu
diesen Positionen zählen u.a. die Verkehrsanbindung, Ver-/Entsorgung und auch die
Entwässerung. Als Grenze für die Kostenermittlung wurde im Süden die Umschlaganlage Voslapper Groden gewählt.
Menge
Beschreibung
15.000 t
Stahl
70.000 m²
Rammen
Einzelpreis
Gesamtpreis
1.600,-
24.000.000,-
50,-
3.500.000,-
Aufspülung
9,-
63.000.000,-
30.000 m²
Betonsteinpflaster
1,-
30.000,-
80.000 m²
mineralische Tragschicht
15,-
1.200.000,-
24.000 t
Schüttsteine
60,-
1.440.000,-
15.000 m²
Verguss der Schüttsteine
50,-
750.000,-
15.000 m²
Geofilter
7,-
105.000,-
13,-
2.600.000,-
7.000.000 m³
200.000 m³
Baggerung des Hafenbeckens
45 Stk.
Sturmpfähle
7.500,-
337.500,-
40 Stk.
Steigleitern
1.000,-
40.000,-
40 Stk.
Kopfpoller
2.000,-
80.000,-
240 Stk.
Nischenpoller
1.000,-
240.000,-
800 m³
Beton für Holm und Überbau
750,-
600.000,-
100.000,-
200.000,-
5.000.000,-
5.000.000,-
Baukosten:
103.122.500,-
2 Stk.
Seezeichen
Aufschlag für noch nicht feststehende Positionen und unvorhergesehene Ausgaben
57
6. Kostenermittlung
Die verwendeten Preisangaben stammen vom Niedersächsischen Hafenamt JadeWeser in Wilhelmshaven und spiegeln in etwa die zur Zeit existierenden Preise
wider. An dieser Stelle soll aber darauf hingewiesen werden, dass die Preise aufgrund der allgemeinen Situation in der Bauwirtschaft sehr niedrig sind.
Die gesamten Kosten der Baumaßnahme bestehen allerdings nicht alleine aus den
Baukosten. Hinzu kommen noch
•
Baunebenkosten mit rund 12 % der Baukosten
(Baustelleneinrichtung, Gemeinkosten der Baustelle),
•
Bauleitungskosten mit rund 8 % der Baukosten
(Gehälter für Bauleiter/Poliere) und
•
Kosten für Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen mit rund 20 % der Baukosten.
Damit berechnen sich die Gesamtkosten der Baumaßnahme zu
(1,00 + 0,12 + 0,08 + 0,20) · 103.122.500,- DM = 144.371.500,- DM
Der ermittelte Betrag entspricht 73.815.976,- €1.
1
Offizieller Umrechnungskurs 1 € = 1,95583 DM
58
7. Schlussbemerkung
7.
Schlussbemerkung
Die in Kapitel 6 ermittelten Kosten von rund 145 Mio. DM beziehen sich auf einen
kompletten Ausbau der neuen Hafenanlage. Jedoch muss der Hafen nicht zwingend
in einem Abschnitt gebaut werden. Es ist vielmehr sinnvoll, ihn mit dem JadeWeserPort wachsen zu lassen und nur so viel zu bauen, wie gerade benötigt wird. So erscheint es denkbar, einen Teil des südlichen Hafengeländes aufzuschütten und als
Baustellenhafen für den Bau des JadeWeserPort zu nutzen. Dieses könnte unter
Umständen sogar durch eine oder mehrere ausführende Baufirmen geschehen, welchen diese Maßnahme im Rahmen der Baustelleneinrichtung auferlegt wird. Dabei
ist der Bau der Mole allerdings zwingend notwendig, um den Baustellenhafen gegen
einen Wellenangriff aus nördlichen Richtungen zu schützen.
Die Mole ist aber auch als eigenständiges Bauwerk ausführbar, da sie ihre Funktionen unabhängig vom südlichen Hafengelände erfüllen könnte. Es wird wohl aber
nicht gelingen, die in Kapitel 3 angestrebte Nutzung eines "neuen Außenhafens"
komplett an der Mole unterzubringen. Jedoch schon alleine mit dem Bau der Mole
könnte man eine Reduzierung der Unterhaltungsbaggerungen im Außenhafen Hooksiel sowie dessen Zufahrt erreichen und den Hafenverkehr zumindest teilweise
weiter ausdehnen. Die Kosten der Mole liegen grob geschätzt bei 20 Mio. DM.
Mit einem vermehrten Umschlag ist in einem "neuen Außenhafen" wohl nicht zu
rechnen. Daher gilt es zu hinterfragen, ob sich die Gesamtkosten von rund 145 Mio.
DM nur alleine mit dem Standortvorteil der neuen Hafenanlage rechtfertigen lassen.
Wegfallen werden sicherlich die jährlichen Kosten für die Unterhaltungsbaggerungen
des Außenhafens Hooksiel.
Ob es in der neuen Hafenanlage ebenfalls zu Sedimentationsvorgängen kommen
wird, lässt sich hier nicht beantworten. Auch über die Auswirkungen der neuen Hafenanlage auf die Strömungsverhältnisse in der Jade kann an dieser Stelle keine
Aussage getroffen werden. Beides könnte nur mit Hilfe eines numerischen Modells
annähernd dargestellt werden.
59
Literaturverzeichnis
[1] Alkyon Hydraulic Consultancy & Research: Zufahrt Hooksiel - Gegenwärtige
Entwicklungen, Bericht Phase I; Auftraggeber Niedersächsisches Hafenamt Wilhelmshaven, Emmelord (NL) 1998
[2] Arbeitsausschuß "Ufereinfassungen" der Hafenbautechnischen Gesellschaft e.V.
und der Deutschen Gesellschaft für Geotechnik: Empfehlungen des Arbeitsausschusses "Ufereinfassungen" Häfen und Wasserstraßen - EAU 1996, 9. Auflage,
Verlag Ernst & Sohn, Berlin 1997
[3] Clasmeier, Hans-Dieter: Ein Beitrag zur erdstatischen Berechnung von Kreiszellenfangedämmen, Mitteilungen des Instituts für Grundbau, Bodenmechanik und
Energiewasserbau der Universität Hannover, Heft 44, Hannover 1996
[4] Dortmund-Hörder Hüttenunion: Larssen-Handbuch 1960, Dortmund 1960
[5] Frels, Gert: Betrachtungen zum Verständnis der hydraulischen und morphologischen Vorgänge in der Jade als Entscheidungshilfen für zielgerichtetes und wirtschaftliches Unterhalten der Schiffahrtsrinne durch Baggerungen, Wilhelmshaven 1993
[6] Ingenieurbüro IM+P: Bewirtschaftungskonzept Hooksmeer, Auftraggeber Niedersächsisches Hafenamt Wilhelmshaven, Oldenburg 1993
[7] Ingenieurbüro IM+P: Messprogramm Niedersachsenbrücke - Ergebnisbericht
1998 + 1999, Auftraggeber Niedersächsisches Hafenamt Jade-Weser, Oldenburg 2001
[8] Ingenieurbüro IM+P: Sicherungsbuhne Hooksiel - Ausführungsplanung, Auftraggeber Niedersächsisches Hafenamt Wilhelmshaven, Oldenburg 1992
[9] Jeversches Wochenblatt: Sonderdruck aus Anlaß des offiziellen Deichschlusses
bei Hooksiel, C. L. Mettcker & Söhne, Jever 1974
[10] Krupp Gft - Gesellschaft für Anlagen-, Bau- und Gleistechnik: Produktinformationen HZ Spundwandsysteme - ProfilARBED, Essen 2001
[11] Lerch, Dieter: Versandung der Hafeneinfahrt Hooksiel, Wilhelmshavener Tage
Nr. 3, Wilhelmshaven 1991
[12] Luft, Hartmut: Die Notwendigkeit der Funktionssicherung des Außenhafens von
Hooksiel, Auftraggeber Gemeinde Wangerland und Wangerland Touristik GmbH,
Wilhelmshaven 2000
60
[13] Luft, Hartmut: Fremdenverkehr im Wangerland - Fremdenverkehrsstruktur und
-entwicklung der Gemeinde Wangerland, FBV Medien-Verlags GmbH, Limburgerhof 1998
[14] Minssen, Onke: Hooksiel - der Vorhafen der Koopstadt Jever, C. L. Mettcker &
Söhne, Jever 1960
[15] Ney, Hans: 440 Jahre Hooksiel - Ein Rückblick, C. L. Mettcker & Söhne, Jever
1986
[16] Ney, Hans: 450 Jahre Hooksiel - Bilder eines Sielortes, Brune Druck- und Verlagsgesellschaft mbH, Wilhelmshaven 1996
[17] Ney, Hans: Geschichten am Hookstief, C. L. Mettcker & Söhne, Jever 1992
[18] Niedersächsischer Landtag - 14. Wahlperiode: Drucksache 14/778 - Kleine Anfrage mit Antwort - Verschlickung Außenhafen Hooksiel, Hannover 1999
[19] Niedersächsisches Hafenamt Wilhelmshaven: Hafenhandbuch Wilhelmshaven
1999/2000, Brune Druck- und Verlagsgesellschaft mbH, Wilhelmshaven 1999
[20] Rizkallah, Victor: Sicherungsbuhne Hooksiel - Baugrundbeurteilung und bodenmechanische Rechenwerte, Auftraggeber Niedersächsisches Hafenamt Wilhelmshaven, Hannover 1993
[21] Rizkallah, Victor: Technischer Jahresbericht 2000 des Arbeitsausschusses
"Ufereinfassungen" der Hafenbautechnischen Gesellschaft e.V. (HTG) und der
Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT), Bautechnik 77 (2000),
S. 909 -919
[22] Schneider, Klaus-Jürgen (Hrsg.): Bautabellen für Ingenieure mit Berechnungshinweisen und Beispielen - 13. Auflage, Werner Verlag, Düsseldorf 1998
[23] Wangerland Touristik GmbH: Statistik 2000 über den Gästebesuch im Ferienland Wangerland, Horumersiel 2001
[24] Wasserwirtschaftsamt Wilhelmshaven: Eindeichung und Aufspülung des Voslapper Watts - Sonderentwurf für die Schleuse mit Vorhafen, Wilhelmshaven
1971
[25] Wasserwirtschaftsamt Wilhelmshaven: Entwurf für die Eindeichung und Aufspülung des Voslapper Watts bei Wilhelmshaven, Wilhelmshaven 1971
61
Gesprächsnotizen und Schriftverkehr
[26] Herr Brümmer; Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft und
Küstenschutz, Betriebsstelle Brake, Gespräch vom 07.11.2001
[27] Eilts, Karl-Heinz; Seemannsamt Wilhelmshaven, Gespräch vom 01.11.2001
[28] Meyer, Fred; Aktiengesellschaft Reederei Norden-Frisia, Email vom 05.11.2001
und vom 06.11.2001
[29] Schoolmann, Hermann; Fischerei-Erzeugerverband Weser-Ems, Gespräch vom
27.10.2001
[30] Thomssen, Reinhard; Wangerland Touristik GmbH, Gespräch vom 24.10.2001
[31] Tillmann, Burkhard; Niedersächsisches Hafenamt Jade-Weser in Wilhelmshaven, Gespräche vom 01.11.2001 und 13.11.2001
Internetinformationen
[32] Aktiengesellschaft Reederei Norden-Frisia, Norderney
http://www.norden-frisia.de
http://www.catno1.de
[33] Deutsche Gesellschaft zur Rettung Schiffbrüchiger, Bremen
http://www.dgzrs.de
[34] Jade-Dienst GmbH, Wilhelmshaven
http://www.jade-dienst.de
[35] Reederei Warrings, Carolinensiel
http://www.reederei-warrings.de
[36] Wangerländer Seetouristik GmbH, Wangerland
http://www.seetouristik-nordsee.de
Karten und Pläne
[37] CCV Centrum Cartographie Verlag GmbH: Heimatkarte von Ostfriesland, Varel
[38] ConsultING Team GmbH: Multibeampeilung, Auftraggeber Niedersächsisches
Hafenamt Jade-Weser, Wilhelmshaven 2000
62
[39] Niedersächsisches Hafenamt Jade-Weser: Außenhafen Hooksiel - Verlagerung
der Tiefenlinien und Verschwenkung der Zufahrt von Dez. 1998, Juni 1999 und
April 2000 - Übersichtsplan, Wilhelmshaven 2000
[40] Niedersächsisches Hafenamt Jade-Weser: Außenhafen Hooksiel - Zeitvertragsarbeiten für das Elektrohandwerk - Lageplan, Wilhelmshaven 2001
63
Planverzeichnis
Planverzeichnis
•
Plan 2.1: Lageplan Außenhafen Hooksiel [40]
•
Plan 4.1: Lage- und Übersichtsplan der neuen Hafenanlage
•
Plan 4.2: Lageplan und Ansatzpunkte der Baugrunderkundung [20]
64
Anhang 1: JadeWeserPort
Am 30. März 2001 haben sich die Bürgermeister von Bremen und Hamburg und der
Niedersächsische Ministerpräsident für die an der Jade gelegene Stadt Wilhelmshaven als zukünftigen Standort für einen Tiefwasserhafen in der Deutschen Bucht entschieden. Die "grundsätzliche Notwendigkeit" [A1-1] eines Tiefwasserhafens wurde
bis zu diesem Zeitpunkt von keinem der drei Bundesländer bestritten, jedoch konnte
man sich zunächst nicht auf einen Standort einigen. Neben Wilhelmshaven war auch
Cuxhaven an der Elbe als Standort für einen Tiefwasserhafen im Gespräch.
Die Notwendigkeit eines Tiefwasserhafens ergibt sich aus dem zu erwartenden
Wachstum des weltweiten Container-Verkehrs. Einhergehend mit einem erhöhten
Container-Aufkommen werden auch die Schiffsgrößen zunehmen. Erst im November
2001 hat die "Hamburg Express" der Reederei Hapag-Lloyd mit einer Kapazität von
rund 7.500 TEU1 ihren Dienst aufgenommen. Auf dem Reißbrett sind schon heute
Containerschiffe geplant, die ein Fassungsvermögen von 10.000 TEU und mehr aufweisen. Problematisch zu betrachten sind diese Schiffsgrößen in Bezug auf die beiden großen norddeutschen Häfen Hamburg und Bremerhaven. Aufgrund der Tiefenverhältnisse in Elbe und Weser wird es vielen der großen Containerschiffe mit ihren
enormen Tiefgängen kaum mehr möglich sein, diese Häfen mit einer "ökonomisch
sinnvollen Auslastung" [A1-1] anzulaufen. Außerdem ist zu erwarten, dass der Hafen
in Hamburg und der in Bremerhafen wegen des zunehmenden Containerverkehrs in
absehbarer Zukunft an ihre Kapazitätsgrenzen stoßen werden [A1-2] [A1-3].
In einem ersten Bauabschnitt werden rund 460 ha Hafenfläche aufgespült. Das neue
Gelände wird hochwasserfrei auf einer Höhe von NN + 7,50 m liegen. Die Entfernung
von der Deichlinie bis zur 1.700 m langen Kaimauer beträgt mehr als 1.400 m. Bei
einer Fahrwassertiefe der Jade von SKN - 16,00 m, kann der neue Hafen von Schiffen mit einem Tiefgang von bis zu 14,50 m während jeder Tidephase angelaufen
werden. Eine spätere Erweiterung der Hafenanlage ist insbesondere nach Norden
gegeben. Auch eine Anpassung an noch größere Schiffe und die daraus resultierende Erhöhung der Wassertiefe ist hier ohne weiteres möglich [A1-4].
1
Twenty-Feet-Equivalent-Unit: Standardcontainer, Länge: 20 Fuß (~6,1 m); Breite: 8 Fuß (~2,4 m);
Höhe: 8 Fuß (~2,40 m); Fassungsvermögen: max. 22 t
A-1
Abb. A1.1: Erste Ausbaustufe des JadeWeserPort (Entwurf) [A1-4]
[A1-1] Erklärung von Ministerpräsident Gabriel, Bürgermeister Runde und Bürgermeister Scherf zur norddeutschen Hafenpolitik
[A1-2] Roland Berger & Partner GmbH: Standortanalyse Tiefwasserhafen Deutsche
Bucht - Endbericht, Freie Hansestadt Bremen, Freie und Hansestadt Hamburg, Land Niedersachsen, Hannover 2000
[A1-3] Planco Consulting GmbH: Bedarfsanalyse für einen Tiefwasserhafen in der
Deutschen Bucht im Auftrage des Niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Technologie und Verkehr, Senators für Wirtschaft und Häfen der
Freien Hansestadt Bremen und Wirtschaftssenators der Freien und Hansestadt Hamburg, Endbericht, Essen 2000
[A1-4] Wilhelmshavener Hafenwirtschafts-Vereinigung e.V.: Informationsbroschüre
JadeWeserPort, Wilhelmshaven 2001
A-2
Anhang 2: Nassbaggermethoden
1
Einleitung
Für die Herstellung und Unterhaltung von Häfen und ihren Zufahrten ist die Nassbaggerei seit jeher eine notwendige Maßnahme. Neben den "klassischen" Aufgaben
ist in neuester Zeit die Beseitigung von negativen Umwelteinflüssen zu einem weiteren Anwendungsgebiet der Nassbaggertechnik geworden.
Anwendungsgebiete der Nassbaggertechnik:
•
Gewinnung von Baumaterial
•
Vorspülungen bzw. Landgewinnung
•
Herstellung und Ausbau von Hafenanlagen und Wasserstraßen
•
Unterhaltung von Hafenanlagen und Wasserstraßen (Erhaltung schiffbarer Tiefenverhältnisse)
•
Verbesserung einer Vorflut
•
Entfernung kontaminierter Sedimentschichten
In seiner einfachsten Form umfasst das Baggern die Entnahme von Bodenmaterial
aus Seen, Wasserstraßen oder der offenen See, sowie seine Ablagerung anderswo.
Modernere Baggertypen nehmen das Sediment jedoch nicht mehr auf, sondern rühren es lediglich an der Gewässersohle auf. Das Sediment wird dann von den natürlichen Strömungsverhältnissen fortgetragen.
A-3
2
Beschreibung der verschiedenen Baggertypen
2.1
Mechanische Baggergutförderung
2.1.1
Eimerkettenbagger (Bucketline Dredger)
Über eine endlose Eimerkette, an der mit Schneiden besetzte Schaufeln befestigt
sind, fördert der Eimerkettenbagger das Baggergut von der Gewässersohle. Während des Baggervorganges wird der Eimerkettenbagger durch Seile und Anker über
das Baggergebiet bewegt bzw. über diesem verankert. Das Baggergut wird über
Schüttrinnen in neben dem Bagger liegende Schuten entladen.
Abb. A2.1: Eimerkettenbagger [A2-2]
Vorteile von Eimerkettenbaggern:
•
ebene Bodenfläche kann erzeugt werden
•
Arbeiten in einem engen und begrenzten Areal sind möglich
•
geeignet für Unterhaltungsbaggerungen in fast allen Bodenarten
Nachteile von Eimerkettenbaggern:
•
Behinderung der Schifffahrt durch Anker- und Vertauungseinrichtungen
•
ungeeignet für den Einsatz auf offener See
A-4
2.1.2
Löffelbagger
Löffelbagger werden nach ihrer Arbeitsweise in Dipper und Backhoe-Dredger unterschieden. Die Grabbewegung des Dipper (Lösen des Bodens mittels Hochlöffel) ist
nach vorne gerichtet, während die des Backhoe-Dredger (Lösen des Bodens mittels
Tieflöffel) nach hinten gerichtet ist.
Beide Geräte sind in den meisten Fällen Landgeräte, welche auf schwimmenden,
durch Stelzen oder Drähte verankerten Pontons montiert werden.
Wie auch bei den Eimerkettenbaggern wird das Baggergut in Schuten verbracht.
Abb. A2.2: Dipper
Abb. A2.3: Backhoe-Dredger [A2-3]
A-5
Vorteile von Löffelbaggern:
•
hohe Grab- und Reißkräfte
•
gut geeignet für Arbeiten an Kais und in Hafenbecken
•
ebene Bodenfläche kann erzeugt werden
Nachteile von Löffelbaggern:
•
Begrenzung der Baggertiefen auf 15 - 17 m (Dipper) bzw. 17 - 20 m (Backhoe)
•
Behinderung der Schifffahrt
•
Einsatz in ungeschützten Gebieten nur bei ruhigen Bedingungen möglich
2.1.3
Schleppschaufelbagger (Dragline Dredger)
Wie auch die Löffelbagger sind Schleppschaufelbagger eigentlich Landgeräte, die
auf einem Ponton montiert werden.
Das Baggergut wird mit Hilfe der Schleppschaufel von der Sohle gefördert und anschließend entweder an Land oder in Schuten verbracht. Die Schleppschaufel wird
mittels eines langen Auslegers auf der Sohle abgesetzt und mit einem Seilzug über
den Grund gezogen. Dabei füllt sie sich mit Boden.
Dieses Gerät kommt nur noch vereinzelt in Nordamerika zum Einsatz.
Abb. A2.4: Schleppschaufelbagger
A-6
2.1.4
Greifer-Bagger (Grab Dredger)
Auch diese Nassbagger bestehen in ihrer einfachsten Anordnung aus einem auf einem Ponton montierten Landgerät - z.B. einem Seilbagger. Es gibt aber auch selbstfahrende Ausführungen, so genannte Laderaum-Bagger (Grab Hopper Dredger).
Das offene Grabgefäß wird mittels der Seile auf dem Grund abgesetzt, geschlossen
und wieder hinauf gezogen. Das Baggergut wird durch das Eigengewicht des Grabgefäßes und durch dessen Schließmechanismus erfasst.
Abb. A2.5: Grab Dredger [A2-4]
Abb. A2.6: Grab Hopper Dredger [A2-5]
Vorteile von Greifer-Baggern:
•
flexible Einsatzmöglichkeiten bei Unterhaltungsbaggerungen aller Bodenarten
•
Beschränkung der Baggertiefe nur durch das Hubseil
•
sehr gut geeignet für Arbeiten an Kaianlagen und in kleineren Hafenbecken
Nachteile von Greifer-Baggern:
•
•
Herstellung ebener Bodenflächen kaum möglich
A-7
2.2
Schneidkopfsaugbagger bzw. Cutterbagger (Cutter Suction Dredger)
Schneidkopfsaugbagger arbeiten aufgrund der Kombination zweier Prinzipien: Der
mechanischen Bodenlösung durch den Schneidkopf und dem hydraulischen Baggerguttransport mittels eines Saugers. Durch diese Kombination überwindet man die
Probleme, die reine Saugbagger beim Baggern von schwer löslichen Böden haben.
Man kann Schneidkopfsaugbagger nach nicht seegehenden und seegehenden Geräten unterscheiden. Letztere haben häufig ein sehr hohes Leistungsvermögen, wobei
der Baggerprozess jedoch durch Seegang und Wassertiefe beschränkt wird. Daher
ist es zwingend notwendig, das Gerät mit Hilfe von Senkpfählen am Heck und mehrerer Anker am Bug zu positionieren. Dieses dient außerdem der genauen Ausrichtung des Schneidkopfes.
Die Einsatzgebiete von Schneidkopfsaugbaggern liegen vor allem in der Neuanlage
von Hafenbecken, -zufahrten und Fahrwassern und der Landgewinnung.
Abb. A2.7: Schneidkopfsaugbagger [A2-3]
A-8
Vorteile von Schneidkopfsaugbaggern:
•
Einsatz in so gut wie allen Bodenarten möglich (nicht bei sehr hartem Fels)
•
Erzeugung eines sehr genauen Baggerprofils
Nachteile von Schneidkopfsaugbaggern:
•
Baggertiefe auf rund 30 m begrenzt (eventuell Einsatz einer weiteren Unterwasserpumpe in Nähe des Schneidkopfes)
•
Abtransport des Baggergutes über größere Entfernungen ist nur mit Hilfe von
Zwischenpumpstationen möglich
•
Einsatz ist nur in geschützten Gebieten möglich, da die starre Verankerung des
Gerätes keine durch den Seegang erzeugten Schiffsbewegungen zulässt
•
2.3
Laderaumsaugbagger bzw. Hopperbagger
(Trailing Suction Hopper Dredger)
Bei einem Laderaumsaugbagger handelt es sich um ein selbstfahrendes See- oder
Binnenschiff, welches sich auch selbst beund entlädt.
Solche Geräte verfügen über ein oder zwei Saugrohre, an deren unterem Ende
Saugmünder montiert sind. Über Winden können die Saugrohre hinab gelassen bzw.
wieder hinauf geholt werden und während des Beladens auf konstanter Höhe gehalten werden. Die Saugmünder werden während des Beladens über den Boden geschleppt und nehmen dabei das Baggergut auf, welches anschließend mit Hilfe von
Baggerpumpen in den Laderaum gelangt. Im Allgemeinen verfügen die Laderäume
über verschließbare Bodenöffnungen, durch welche die Ladung verklappt werden
kann. Es ist aber auch möglich, das Baggergut mit Hilfe von speziellen Einrichtungen
über Bord zu spülen.
Zum Einsatz kommen Laderaumsaugbagger hauptsächlich bei Unterhaltungsbaggerungen, also bei der Vorhaltung von Solltiefen in Seehafenzufahrten, Häfen selbst
und Fließgewässern. Moderne, große Laderaumsaugbagger werden häufig zur
Landgewinnung eingesetzt, da sie sehr große Mengen an Baggergut (mehr als
20.000 m³) über lange Strecken transportieren und diese dann direkt vor Ort auf der
Baustelle verspülen können.
A-9
Abb. A2.8: Laderaumsaugbagger [A2-1]
2.4
Wasserinjektionsgeräte
Bei den Wasserinjektionsgeräten handelt sich um die schon in der Einleitung beschriebenen moderneren Baggertypen, wobei man hier eigentlich nicht mehr von
einem Baggergerät sprechen kann, da das Sediment nicht direkt aus dem System
entfernt wird.
Über mehrere Düsen wird Wasser unter Druck in den Boden injiziert, wodurch eine
Wasser-Sediment-Mischung entsteht. Diese verteilt sich aufgrund der entstehenden
Wirbel, sodass sich eine homogene Suspensionsschicht bildet. Durch die unterschiedlichen Dichten von Wasser-Sediment-Mischung und dem umgebenden Wasser wird diese Schicht zum Schweben gebracht und kann somit von den natürlichen
Strömungsverhältnissen aus dem Gebiet transportiert werden. Hier liegt auch schon
eine Einschränkung dieser Baggermethode. Die Strecke, über die das Sediment
transportiert werden kann, wird im starken Maße von der Schwerkraft in Kombination
mit der Strömung begrenzt.
Zum Einsatz kommen Wasserinjektionsgeräte hauptsächlich bei Unterhaltungsbaggerungen von Hafenbecken und -zufahrten. Möglich ist aber auch eine Unterstützung
der Arbeiten von Laderaumsaugbaggern bei diesen Aufgaben [A2-1] [A2-6] [A2-7].
A-10
Abb. A2.9: Wasserinjektionsgerät [A2-6]
A-11
Soweit nichts anderes angegeben wurde, stammen die Informationen aus:
[A2-1] Zimmermann, C., Matheja, A.: Vorlesungsskriptum Seeverkehrswasserbau,
ausgewählte Kapitel aus dem Seeverkehrswasserbau: Naßbaggertechnik,
Universität Hannover, Franzius-Institut für Wasserbau und Küsteningenieurwesen, Hannover 2000
Internetinformationen
[A2-2] Wasser- und Schifffahrtsamt Bremerhaven
http://www.wsv.de/wsa-bhv
[A2-3] Müsing BV, Dredging & Civil Construction, Winschoten, Niederlande
http://www.musing.nl
[A2-4] Terramare OY, International Civil and Marine Contractors, Helsinki, Finnland
http://www.terramare.fi
[A2-5] Humber Work Boats Limited, Marine & Dredging Contractors, North Killingholme Haven, Großbritannien
http://www.humberworkboats.co.uk
[A2-6] HAM, dredging and marine contractors, Rotterdam, Niederlande
http://www.hamdredging.com
[A2-7] UK Marine Special Areas of Conversation
http://www.ukmarinesac.org.uk
A-12
leichte Brise
schwache Brise
mäßige Brise
frische Brise
starker Wind
steifer Wind
stürmischer Wind
Sturm
schwerer Sturm
orkanartiger Sturm
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Orkan
leiser Zug
1
12
still
Bezeichnung
0
Windstärke
39
50
62
75
89
103
118
Ganze Bäume in Bewegung, fühlbare Hemmung beim Gehen gegen Wind. Die See
türmt sich, weißer Schaum legt sich in Streifen in Windrichtung
Bricht Zweige von Bäumen, erschwert das Gehen gegen den Wind erheblich. Mäßig
hohe Wellenberge, von deren Kimmen Gischt abweht
Kleinere Schäden an Häusern, Abwehen von Dachziegeln. Hohe Wellenberge auf
See, Gischt beeinträchtigt die Sicht
Entwurzelt Bäume, bedeutende Schäden an Häusern. Sehr hohe Wellenberge, See
weiß durch Schaum
Verbreitete Sturmschäden, außergewöhnlich hohe Wellenberge, Sicht durch Gischt
herabgesetzt
Luft über See mit Schaum und Gischt angefüllt. See vollständig weiß, Sicht stark
herabgesetzt
20
Hebt Staub und loses Papier, bewegt Zweige und dünne Äste, Wellen werden länger, Schaumköpfe treten verbreitet auf
Starke Äste in Bewegung, Telegraphendrähte pfeifen. Bildung großer Wellen beginnt
auf See, Kämme brechen, etwas Gischt
12
Blätter und dünne Zweige in Bewegung, Wind streckt Wimpel, auf der See vereinzelt
kleine Schaumköpfe
29
6
Wind am Gesicht spürbar, Blätter säuseln, Windfahne bewegt sich, kleine, kurze
Wellen auf See
Kleine Laubbäume schwanken, überall auf See weiße Schaumkämme
1
0
und
bis
bis
bis
bis
bis
bis
bis
bis
bis
bis
bis
bis
mehr
117
102
88
74
61
49
38
28
19
11
5
1
Windgeschwindigkeit in km/h
Windrichtung nur durch Zug des Rauches zu erkennen, kleine Kräuselwellen auf See
Windstille, spiegelglatte See, Rauch steigt senkrecht empor
Auswirkungen
Anhang 3: Klasseneinteilung der Windstärken in Beaufort
Anhang 3: Klasseneinteilung der Windstärken in Beaufort
A-13
Anhang 4: Baugrundbeschreibung
Die Lage der einzelnen Bohrungen sind Plan 4.2 zu entnehmen.
Bohrung B1 (Station 30,00 m)
Hafensohle bis NN - 5,50 m
"Der anstehende Schlick zwischen den Spundwänden ist zu entfernen und durch
mindestens mitteldicht gelagerten Sand zu ersetzen."
bodenmechanische Rechenwerte für den Füllsand:
cal γ/γ'
=
19/11 kN/m³
cal ϕ'
=
30°
cal c'
=
0
cal E S
=
50 MN/m²
NN - 5,50 m bis NN - 9,00 m
Klei, breiig bis weich
bodenmechanische Rechenwerte:
cal γ/γ'
=
17/7 kN/m³
cal ϕ'
=
20°
cal c'
=
5 kN/m²
cal E S
=
2 MN/m²
NN - 9,00 m bis NN - 15,00 m
Wattsand, locker bis mitteldicht gelagert
cal γ/γ'
=
18/10 kN/m³
cal ϕ'
=
25°
cal c'
=
0
cal E S
=
30 MN/m²
A-14
ab NN - 15,00 m
Wattsand, mindestens mitteldicht gelagert
cal γ/γ'
=
19/11 kN/m³
cal ϕ'
=
30°
cal c'
=
0
cal E S
=
50 MN/m²
Bohrung B2 (Station 80,00 m)
Schluffiger Feinsand und sandiger, humoser Schluff (Klei) in Wechsellagerung, nichtbindige Bodenarten locker gelagert, bindige Bodenarten breiig bis weich
cal γ/γ'
=
18/10 kN/m³
cal ϕ'
=
22,5°
cal c'
=
cal E S
=
0
10 MN/m²
NN - 9,00 m bis NN - 15,00 m
Wattsand, schluffig, locker bis mitteldicht gelagert
cal γ/γ'
=
18/10 kN/m³
cal ϕ'
=
25°
cal c'
=
0
cal E S
=
30 MN/m²
A-15
NN - 15,00 m bis NN - 22,00 m
Fein- bis Mittelsand, grobsandig, mindestens mitteldicht gelagert
cal γ/γ'
=
19/11 kN/m³
cal ϕ'
=
30°
cal c'
=
0
cal E S
=
50 MN/m²
Bohrungen B3 bis B6 (Station 130,00 m bis 280,00 m)
Feinsande und Fein- bis Mittelsande, bereichsweise schluffig, örtlich humos, teilweise grobsandig, locker bis mitteldicht gelagert
cal γ/γ'
=
18/10 kN/m³
cal ϕ'
=
22,5°
cal c'
=
cal E S
=
0
20 MN/m²
NN - 14,00 m bis NN - 22,00 m
Feinsandige Mittelsande, grobsandig, feinkiesig, mindestens mitteldicht gelagert
cal γ/γ'
=
19/11 kN/m³
cal ϕ'
=
32,5°
cal c'
=
cal E S
=
0
60 MN/m²
A-16
Anhang 5: Diagramme zur Kreiszellenfangedamm-Berechnung
Abb. A5.1: Diagramm zum Lastbeiwert ψ q für eine Verkehrslast [3]
Abb. A5.2: Diagramm zum Lastbeiwert ψ wü für den Wasserüberdruck [3]
A-17
Abb. A5.3: Diagramm zum Lastbeiwert ψ H für die horizontale Kopflast [3]
Abb. A5.4: Diagramm zum Lastbeiwert ψ V für die vertikale Kopflast [3]
A-18
Abb. A5.5: Diagramm zum Lastbeiwert ψ t für die Einbindetiefe [3]
Abb. A5.6: Diagramm zum Korrekturbeiwert Θ für die Berechnung der Fangedammbreite [3]
A-19
Abb. A5.7: Diagramm zum Formbeiwert H/B [3]
A-20

Planung einer Hafenanlage vor dem Außenhafen von

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