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Dimensionierung der Fahrrinne
Die Aufgabe der Ausbauplanung bestand darin, eine der dargestellten Schiffsgrößenentwicklung entsprechende, d.h. bedarfsdeckende Dimension der Fahrrinne zu entwerfen. Dabei war der Deichsicherheit absoluter Vorrang einzuräumen. Und es war generell der Grundsatz der Verhältnismäßigkeit zu beachten und der ausbaubedingten Eingriff in das Flusssystem Elbe aus hydrologischen, ökologischen und volkswirtschaftlichen Gründen so gering wie möglich zu gestalten. Eingriffsminimierungen können vor allem durch die Beschränkung der größeren Tiefgänge auf eine tideabhängige Fahrt auf der Flutwelle und die Eingrenzung des Zeitfensters für diese tideabhängige Fahrt erreicht werden.

Der geplanten Fahrrinnenanpassung wurden vor diesem Hintergrund die folgenden Ausbauziele vorgegeben:
  • Künftig sollen Containerschiffe mit max. Tiefgängen von 14,50 m den Hafen voll abgeladen bedienen können. Da aber eine 100%ige Auslastung nicht der Regelfall sein wird, ist in diesen Fällen ein tideabhängiger Verkehr zumutbar.

  • Die Länge des hierfür zur Verfügung stehenden Startfensters wurde so bemessen, dass pro Tide von den drei großen Terminalbereichen im Hamburger Hafen (Waltershof, Altenwerder und Mittlerer Freihafen) jeweils ein Containerschiff mit einem Tiefgang von 14,50 m abfahren kann. Dieses Startfenster dauert 2 Stunden.
  • Eine tideunabhängige Fahrt soll Tiefgängen bis zu 13,50 m ermöglicht werden (entspricht etwa einer 93%igen Tiefgangsauslastung des Bemessungsschiffes). Damit wird die überwiegende Mehrzahl der künftig eingesetzten Containerschiffe in der Lage sein, bei einer wirtschaftlich attraktiven Auslastung Hamburg jederzeit bedienen zu können.



Ausbautiefen
Vertieft wird abschnittweise nach Bedarf auf einer insgesamt knapp 136 km langen Fahrstrecke. Sie reicht von der Außenelbe bis zum Containerterminal Altenwerder bzw. zum Mittleren Freihafen. 

Für die Ermittlung der künftig erforderlichen Fahrrinnentiefen auf dieser Strecke bilden die oben genannten Ziel-Tiefgänge die Grundlage. Da es sich bei diesen Werten um die Ruhetiefgänge im Salzwasser handelt, sind noch eine Reihe weiterer Größen zu berücksichtigen, die bei der Revierfahrt eines Schiffes eine Rolle spielen.


Bei der Ermittlung der Ausbautiefen zu berücksichtigende Größen

Bei der Ermittlung der Kenngrößen zu berücksichtigende Größen

Nutzbarer Wasserstand: Tideunabhängig fahrende Schiffe passieren in der Regel einmal ein „Niedrigwassertal“. Dies kann dann höher als die Mittlere Tide liegen, aber auch niedriger (Mindertide). Für die Solltiefenberechnung wurde ein Niedrigwasserstand angesetzt, der bei 80% aller Tiden gewährleistet ist.

Dichteänderung: Schiffe tauchen im Frischwasser tiefer ein als im Salzwasser. In der tidebeeinflussten Elbe ändern sich die Mischungsverhältnisse von Frisch- und Salzwasser je nach Standort.

Squat: Dieser Wert gibt an, in welchem Umfang das Bemessungsschiff während der Fahrt infolge der von ihm verursachten Verdrängungsströmung zusätzlich in das Wasser eintaucht.

Krängung: Dies ist das Maß des bei einer Seitenneigung infolge Windes oder Kurvenfahrt vergrößerten Tiefgangs.

Netto-Kielfreiheit: Hiermit ist die sprichwörtliche „Handbreit Wasser unterm Kiel“ gemeint.

Ungenauigkeiten der Wasserstandsvorhersage: Differenz zwischen vorhergesagtem und tatsächlichem Wasserstand.

Ungenauigkeiten der Tiefgangsmessung: Differenz zwischen dem angegebenen und dem tatsächlichen Tiefgang des Schiffes.

Seegang: Tiefertauchen des Schiffes infolge Wellendynamik.

Peilungenauigkeit: Differenz zwischen der gepeilten und der tatsächlichen Tiefe der Fahrrinne.

Anhand der vorgestellten Größen sind die notwendigen Ausbautiefen ermittelt worden. Sie liegen zwischen NN -16,70 m am BAB-Elbtunnel und NN -19,00 m vor Cuxhaven.


Ausbaubreiten
Aufgrund der zunehmenden Schiffsdimensionen wurden in der Ausbauplanung die Fahrrinnenbreiten bereichsweise angepasst.

Von der Außenelbe stromaufwärts bis zur Kurve vor der Störmündung bleibt die heute vorhandene Regelbreite von 400 m unverändert. Von der Störkurve bis zur Lühekurve wird die Regelbreite von 300 auf 320 m vergrößert. Durch diese Verbreiterung um 20 m werden Begegnungen der Bemessungsschiffe untereinander möglich (addierte Schiffsbreite: 92 m).

Im Hamburger Streckenbereich wird die Regelbreite der Fahrrinne ebenfalls vergrößert. Unverändert bleiben die Fahrrinnenbreiten im Bereich des BAB-Elbtunnels und stromauf davon in der Norderelbe und im Köhlbrand.

Verbreiterung der Fahrrinne


Durch die beschriebene Anpassung der Fahrrinnenbreiten ist zunächst gewährleistet, dass es künftig Begegnungen zwischen Großcontainerschiffen in der Dimension des Bemessungsschiffes geben kann. Zu berücksichtigen sind allerdings auch die mit großen Tiefgängen tideabhängig einlaufenden Massengutschiffe. Die Schiffsbreiten liegen hier in der Regel deutlich über der Breite des Bemessungsschiffes. Deshalb ist vorgesehen, für die Begegnung tideabhängig einlaufender Massengutschiffe mit tideabhängig auslaufenden Containerschiffen zwischen dem Ausgang der Lühekurve und Blankenese eine Begegnungsstrecke einzurichten. Für diese Begegnungsstrecke ist die Fahrrinnenbreite im Mittel mit 385 m ausgelegt. Die Begegnungsstrecke liegt innerhalb des Abschnitts, in dem sich tideabhängig verkehrende Massengut- und Containerschiffe mit Maximaltiefgang zwangsläufig begegnen müssen, und sie erfüllt gleichzeitig die nautische Forderung nach einer möglichst langen, geraden Strecke.