Mit KLIMZUG-NORD dem Klima auf der Spur Teil 1 Multi-cache

Wichtige Informationen für die Spurensuche:

Am besten begibst Du Dich mit dem Fahrrad auf die Spurensuche! Du durchquerst auf einer Strecke von ca. 6 Kilometern Wiesen und Wälder und kannst die Route gemütlich in 1 - 1 1/2 Stunden abfahren. Bitte beachte, dass in dem Cache kein Stift vorhanden ist! Papier und Taschenrechner können Dir das Spurenlesen erleichtern.

Elmshorn ist mit ca. 48.850 Einwohnern die sechst größte Stadt Schleswig- Holsteins und weist mit einer Einwohnerzahl von 2.322 pro km² eine höhere Dichte als Hamburg auf. Die Krückau ist ein 37km langer Fluss und mündet westlich von Elmshorn in die Elbe. Sie entwässert ein Einzugsgebiet von etwa 274 km². ₁

Startpunkt

Im Jahr 1828 wurde mit der Begradigung der Krückau begonnen, da zuvor nur kleine Schiffe nach Elmshorn gelangen konnten. Durch die Verkürzung des Gewässerverlaufs erhöht sich die Strömungsgeschwindigkeit und die Sedimente gelangen in das Stadtgebiet von Elmshorn. Dort füllen sie das Gewässerbett auf. Der Hafen wirkt durch sein breites Flussbett wie ein Absetzbecken, da sich die Sedimente dort absetzen, wo das Wasser am langsamsten fließt.

Elmshorn war im Jahr 1910 der drittgrößte Getreideumschlagsplatz nach Magdeburg und Hamburg im Deutschen Reich. Mit dem Schiff wurde Getreide aus Übersee in den Elmshorner Hafen transportiert und im Anschluss zur Weiterverarbeitung zu den Großmühlen gebracht. Das Elmshorner Köllnflockenwerk, Europas größte Hafermühle, wurde bis zum 21. November 2000 durch das Binnenfrachtschiff „Klostersande“ mit Hafer beliefert. Durch die zunehmende Verschlickung des Hafens war jedoch keine volle Beladung des Schiffes mehr möglich und der Schiffstransport des Hafers nicht mehr wirtschaftlich. Die Klostersande konnte auf ihrer letzten Fahrt nur noch 200 von ursprünglich 442 Tonnen Getreide transportieren₃.

Ein Binnenschiff stößt im Durchschnitt bei einem Frachtgewicht von einer Tonne rund 17 Gramm CO₂ pro Kilometer aus. Die Getreidebelieferung des Elmshorner Köllnflockenwerks wird nun durch Lkws ersetzt. Ein Lkw in der Landwirtschaft darf gemäß der Straßenverkehrsordnung insgesamt maximal 40 Tonne schwer sein, das entspricht einer Ladekapazität von rund 26 Tonnen. Der LKW mit dem zulässigen Gesamtgewicht stößt beim Transport einer Tonne Durchschnittsgut rund 68 Gramm CO₂ pro Kilometer aus.

Frage 1: Wie kann sich die Wahl des Transportmittels auf das Klima auswirken?

a) Um die vollbeladene Schiffsfracht der „Klostersande“ zu ersetzen sind 19 Lasterladungen nötig. Der doppelt so hohen CO₂ Ausstoß durch den Getreidetransport mit Lkws hat keine Auswirkungen auf unser Klima. (X=856)

b) Ob die Haferflocken mit der Klostersande oder in LKW´s kommen ist egal. Hauptsache es können genug Haferflocken produziert werden! Das ist schließlich gut für die Landwirtschaft und für die Gesundheit. (X=937)

c) Um die vollbeladene Schiffsfracht der „Klostersande“ zu ersetzen sind 17 Lasterladungen nötig. Der Getreidetransport per Lkw verursacht einen vierfach erhöhten CO₂-Ausstoß in die Atmosphäre im Vergleich zum Binnenschiff und trägt damit zur Erwärmung der Erde bei. (X=955)

Frage 2: Wie stark ist das Südufer des Hafens durch Hochwasser gefährdet?

a) Es ist sehr unwahrscheinlich, dass der Wasserpegel die Kante des Hafenbeckens überschreitet, da das Hafenbecken im Elmshorner Hafen sehr tief ist. (Y=532)

b) Sofern der Wasserpegel die Markierung 77 überschreitet, droht das Wasser die Kante des Hafenbeckens zu überschreiten und es kann zu Überschwemmungen im Elmshorner Hafen kommen. Zum Schutz könnte am Südufers eine mobile Hochwasserschutzwand errichtet werden. (Y=659)

c) Das Wasser tritt über die Kante des Hafenbeckens, sofern die Marke von 72 überschritten wird. Das Südufer ist aber ausreichend gesichert und das Wasser könnte direkt über die Kanalisation abfließen. (Y=786)

Um zur nächsten Station zu gelangen ergänzt du nun die Koordinaten mit dem x- und y- Wert der richtigen Antworten: N53° 44. _ _ _ (X), E9° 39. _ _ _ (Y)

Steindammpark I

Hintergrund:

Schräg vor dir liegt nun der Steindammpark und kannst ein Regenwasser-Pufferbecken sehen. Dieses Rückhaltebecken hat eine wichtige Funktion: Das Kanalsystem der Hamburger Straße wird durch das Ableiten des Regenwassers bei Starkregenereignissen in das Becken entlastet. So kann die Überflutung der sogenannten „Badewanne“, damit ist die hinter dir liegende Bahnunterführung gemeint, verhindert werden. Das Regenrückhaltebecken führt keinen dauerhaft hohen Wasserstand₄. Das Wasser aus dem Rückhaltebecken wird im Anschluss in einen Umlaufgraben geleitet, welcher das Regenwasser aus der Stadt um den Steindammteich herumführt und in die Krückau leitet₅.

Wie oft kommt das Rückhaltebecken zum Einsatz?

Der Deutsche Wetterdienst warnt vor Starkregen, sofern in einer Stunde ≥ 25 mm Niederschlag fällt. Starkregen kann zu schnell ansteigenden Wasserständen und zu Überschwemmungen führen. Durch die Änderung klimarelevanter Größen wie z.B. Temperatur, Niederschläge oder Windverhältnisse, werden Starkregenereignisse in Zukunft häufiger auftreten₁.

Aufgabe:

Berechne, unabhängig von Einflussvariablen wie z.B. dem Zufluss der Krückau, wie lange der Starkregen anhalten könnte bis das Regenwasserrückhaltebecken im Steindammpark überläuft. Rechne die Gesamtanzahl der Stunden in Tage, Stunden und Minuten um! Runde bei dieser Rechnung immer auf die zweite Stelle hinter dem Komma.

Um die Aufgabe lösen zu können, haben wir einen kleinen Hinweis für Dich hinterlassen. Schaue dich unauffällig ein bisschen um, er befindet sich am Fuße des Baumes.

Hinweise zum Lösen der Aufgabe:

Höhe des Beckens = Fassungsvermögen : Grundfläche
Anzahl der Stunden = Höhe des Beckens : 0,025 m/Stunde

Setze nun die Ergebnisse ein, um den x-Wert und y-Wert für die Koordinaten zu bekommen:

X= _ _ _ _ (Tage) • 33
Y= _ _ _ _ (Stunden) + _ _ _ _ (Minuten) – 7

_{HINWEIS ZUR KONTROLLE: Die Quersumme sowohl der Stunden-, als auch der Minutenanzahl beträgt 3.}

Um zur nächsten Station zu gelangen, trage x- und y-Wert in die Koordinaten ein:
N53° 45. _ _ _ (X), E009° 39.8 _ _ _ (Y)

Steindammpark II

Zum Spurenlesen an diesem Ort folgende Informationen:

Der Steindammteich ist ein künstlich geschaffenes Gewässer im Zentrum Elmshorns. Die Krückau ist mit dem Steindammwiesensee im Nordosten des Parks verbunden. Über das höhenverstellbare Wehr, an dem du dich nun befindest, läuft während des Tidenhochwassers das „Frischwasser“ in das Gewässer. Weiterhin kann bei Ebbe der Wasserstand im See so hoch gehalten werden, dass es nicht zum Fischsterben durch Niedrigwasser kommt. Um eine Durchströmung des Steindammteichs zu ermöglichen, befindet sich im Westen des Teichs eine Ablaufwehr. Hier wird das Wasser in den städtischen Umlaufgraben und im Anschluss wieder in die Krückau geleitet₅.

Frage:

Bis zu welcher Markierung kann das Wasser mit diesem Zulaufwehr maximal angestaut werden, ohne dass du auf der Brücke nasse Füße bekommst?

a) Liegt der Wasserpegel bei der Marke von 6.80 kann ich die Brücke ohne Probleme passieren. Steigt das Wasser aber um weitere 40 cm an, tritt es über die Kante und ich bekomme nasse Füße. Sofern das Wasser der Krückau nicht mehr im Steindammteich zwischengespeichert werden kann, sind andere *Retentionsflächen nötig, um lokale Überflutungen in der Stadt zu verhindern. (N53° 45.294, E9° 39.847)

b) Ich kann die Brücke solange ohne Probleme überqueren bis der Wasserpegel die Markierung von 7.60 erreicht hat. (N53° 46.132, E9° 41.563)

c) Ich bekomme so oder so keine nassen Füße, denn wenn es so stark regnet, gehe ich nicht raus und schon gar nicht in den Steindammpark! (N53° 46.242, E9° 41.578)

* Retentionsflächen können z.B. Grünflächen oder Parkplätze sein, die bei Starkregen zur temporären Wasserspeicherung kontrolliert geflutet werden um anderer Bereiche vor Überflutungen zu schützen.

Nun kannst du die Koordinaten hinter der richtigen Antwort ablesen, um zur nächsten Station zu gelangen.

Piening´sche Mühle

Hintergrundinformationen:

Du befindest Dich an einer ehemaligen Mühle, mit der noch bis 1937 Getreide mit Wasserkraft gemahlen wurde. Die Piening´sche Mühle hat zudem eine wichtige Steuerungsfunktion: Mit diesem Steuerungsbauwerk kann das Wasser aufgestaut werden. Ein Aufstau kann aus zwei Gründen notwendig sein:

Fall 1: Bei einem Elbhochwasser muss das Krückau-Sperrwerk an der Elbe manchmal für längere Zeit geschlossen bleiben um die flussaufwärts gelegenen Gebiete an der Krückau vor dem hereindrückenden Hochwasser zu schützen. Da in diesem Fall auch kein Wasser aus der Krückau in die Elbe fließen kann, muss der Binnenabfluss der Krückau verringert werden. In diesem Fall wird das Steuerungsbauwerk zum Überflutungsschutz geschlossen.

Fall 2: Um unabhängig von den Gezeiten oberhalb von Elmshorn Wasser zu Bewässerungszwecken entnehmen zu können, muss das Wasser ebenfalls vorher aufgestaut werden.

Seit 2006 hat keine Stauung mehr durch das Wehr stattgefunden, um den Fluss für wandernde Fischarten durchgängig zu machen₆. Aufgrund fehlender Anpassungsmaßnahmen des Wehrs könnten bei erforderlicher maximaler Anstauung Probleme entstehen.

FRAGE:

Weshalb wird der Betrieb des Bauwerks wahrscheinlich häufiger erfolgen müssen?

a) Die Sommer werden immer heißer und es muss für die Bewässerung der Felder mehr Wasser aufgestaut werden. (N53° 46.321, E9° 41.416)

b) Durch die Änderung von z.B. Temperatur, Niederschlag und Windverhältnissen und damit verbundenen Folgeeffekten, wie z.B. dem Meeresspiegelanstieg, können Sturmfluten zu längeren und häufigeren Sperrwerksschließungen führen. Auch Binnenhochwasser und lokale Überflutungen im Stadtgebiet können durch heftigere Niederschlagsereignisse verstärkt auftreten. (N53° 46.021, E9° 41.403)

c) Der Betrieb des Bauwerkes entwickelt sich immer mehr zu einer touristischen Attraktion. (N53° 46.622, E9° 41.423)

Die Koordinaten der richtigen Antwort führen Dich zur nächsten Station!

Sandfang

Die Bedeutung vom Sandfang für Elmshorn:

Der Gewässerverlauf der Krückau wurde seit 1828 durch die Begradigung um ca. 30 Prozent verkürzt. Die Sedimente, welche zum großen Teil durch die Nutzung und Umgestaltung im Oberlauf der Krückau abgeschwemmt werden, gelangen durch die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit im Gewässer bis in das Stadtgebiet von Elmshorn und füllen dort nach und nach das Gewässerbett auf.

Um das zu verhindern, befindet sich an dieser breiteren Stelle der Krückau ein Sandfang im Flussbett. Wie der Name verrät, wird damit der Sand den das Wasser transportiert aufgefangen und festgehalten. Im Gegensatz zu Schwebstoffen wird Sand normalerweise sohlnah, das heißt rollend und springend an der Gewässersohle transportiert. Hierzu bedarf es höherer Fließgeschwindigkeiten, die bei Hochwasser auftreten. Ca. alle 1-2 Jahre ist der Sandfang voll und muss ausgebaggert werden. Durch den Klimawandel drohen häufigere Hochwasserereignisse, die den Sandtransport begünstigen.

Frage 1: Der Sandfang erfüllt eine zusätzliche wichtige Funktion. Welche?

a) Aus dem Sandfang können die Wissenschaftler wertvolle Sedimentproben entnehmen. (x=54)

b) Die Durchwanderbarkeit der Krückau soll langfristig gewährleistet bleiben, da viele Fische, Neunaugen und Kleinlebewesen den Oberlauf der Krückau als Laich- und Aufwachsgebiet nutzen. (X=66)

c) Das erhöhte Flussbett im Bereich des Sandfangs dient seltenen Pflanzenarten als Nährboden. (x=89)

Frage 2: Welche Folgen hätte es, wenn der Sandfang nicht vorhanden wäre?

a) Die besonderen Pflanzenarten könnten sich weiter ausbreiten und dort würde ein Lebensraum für spezielle Tierarten entstehen. (y=104)

b) Ohne den Sandfang würde die Krückau wieder ihr natürliches Flussbett zurückbekommen. (y=83)

c) Ohne den Sandfang würden sich die Sedimente im Unterlauf der Krückau ablagern. Die Verschlickung des Elmshorner Hafenbeckens würde weiter voranschreiten und eine unzureichende Wassertiefe bedingen, durch die die Hochwassergefahr im Stadtgebiet steigt. (Y=92)

Um zur nächsten Station zu gelangen, trage die x- und y-Werte der richtigen Antworten ein:
N53° 46.1 _ _ (X), E9° 41.6 _ _ (Y)

Mündung Offenau

Im Bereich der Bockholter Mühle mündet die Offenau in die Krückau. Neben dem Wasserzufluss trägt die Offenau vergleichsweise viele Schwebstoffe in die Krückau ein. Eine Hauptursache dafür ist, dass die Offenau durch mooriges Gebiet fließt, in welchem sie viele Schwebstoffe aufnehmen kann. Bei dem richtigen Blickwinkel kann man die deutlich höhere Schwebstoffkonzentration erkennen. Als Besonderheit ist zu erwähnen, dass die Krückau im Oberlauf noch Bereiche mit weitgehend naturnaher Gewässermorphologie und faunistischer Besiedlung aufweist. Die Gewässergüte hat sich seit dem Bau der Kläranlage in Hetlingen und besonders seit dem Anschluss des Klärwerks Kaltenkirchen 1981 an das Sammlernetz des Abwasser- Zweckverbandes Pinneberg wesentlich verbessert.Damit sind die Voraussetzungen für eine hohe Artenvielfalt sehr gut, vor allem für Arten, die eine hohe Wasserqualität benötigen.

Nun habt ihr den letzten Punkt vor dem Finale erreicht. Um die richtigen Koordinaten des Endcaches zu erhalten, müsst ihr nur die nachfolgende Frage lösen:

Von Deinem Standpunkt aus gesehen: Führt der vordere oder hintere Flussarm dunkleres Wasser?

a) Der vordere Flussarm (X=085, Y=574)

b) Der hintere Flussarm (X=007, Y=371)

Du bist dem Ziel schon ganz nahe. Setze nun noch die Koordinaten der richtigen Antwort ein N53° 46.___(X), E9° 41.___(Y) und sie werden Dich zum Finale führen!

Herzlichen Glückwunsch! Du hast alle Spuren richtig gelesen und bist nun ein echter Klimaexperte!

Quellenverzeichnis:

₁ KLIMZUG-Nord, 2013; Endbericht Elmshorn
₂ KLIMZUG-Nord, 2012; Elmshorn und Umland im Klimawandel
₃ Industriemuseum Elmshorn, 2013
₄ Stadt Elmshorn, 2012; Steindammpark
₅ Stadt Elmshorn, 2012; Haushalt 2013 – Nutzung des Steindammteichs für Regenrückhaltung
₆ Higlister, 2011: Where will be the End oft he Pipe? Diplomarbeit HCU