Strömungsmessung Bunthaus

An der Bunthäuser Spitze teilt sich die Elbe auf einer Länge von 15 Kilometern in Norder- und Süderelbe. Am Köhlbrand bei Altona fließen die beiden Elbarme dann wieder zusammen. Sie umschließen die Elbinsel Wilhelmsburg und Moorwerder als südliche Spitze. Das Hamburger Stromspaltungsgebiet von Bunthaus bis Teufelsbrück mit seinen ausgedehnten Hafenflächen und großen Wassertiefen stellt ein sehr komplexes und träges Wassersystem dar.

Die Süderelbe war schon immer der Hauptarm der Elbe und führte das meiste Wasser. Anfang des 18. Jahrhunderts begann die Stadt Hamburg durch wasserbauliche Maßnahmen die Strömungsverhältnisse zu Gunsten der Norderelbe zu ändern. Der erste Stack, der das Elbwasser umleitete, wurde am Ufer in der Nähe des Wachthauses "Moorwerder Hauptdeich 30" gebaut. 1870-71 wurde dann der erste Teil des Leitdammes gebaut, der 1910 um 400 m verlängert wurde. Aufgabe des Bunthäuser Leitdamms ist es, die Wassermengen der Elbe je zur Hälfte auf die Norder- und Süderelbe zu verteilen. Dieses Ziel wurde bis heute allerdings nicht vollständig erreicht, die Norderelbe liegt im Mittel bei 45% und die Süderelbe bei 55%. Das liegt hauptsächlich an der kürzeren und tieferen Süderelbe mit der Zufahrt zu den Seehäfen.

Mithilfe regelmäßiger Messungen der Fließgeschwindigkeit des Wassers wurde überprüft, ob das Ziel erreicht wird. Früher wurden die Messungen mit reichlich Personaleinsatz aufwendig per Hand durchgeführt. Auf Booten und an den Ufern von Norder- und Süderelbe prüften die Hafenarbeiter der Stackmeisterei mit Stoppuhren und Holzschwimmern die Fließgeschwindigkeit des Wassers. Für einen vollständigen Messzyklus waren insgesamt zwölf Boote, vier Barkassen und 60 Arbeiter erforderlich. 1980 wurde die letzte Messung von Hand durchgeführt.

Seit 1977 versuchte man mit Ultraschallmessungen die Fließgeschwindigkeit zu bestimmen. Ab 1999 gibt es mit den beiden Messanlagen Bunthaus Nord und Bunthaus Süd brauchbare Messergebnisse.
Die Hamburg Port Authority (HPA) betreibt heute drei Ultraschall-Strömungsmessanlagen der dritten Generation. Jeweils eine Strömungsmessanlage an der Bunthäuser Spitze in der Norder- und Süderelbe bei Stromkilometer  609,2 und eine bei Teufelsbrück bei Stromkilometer 630,7. Die Messanlagen arbeiten nach der Laufzeitdifferenzmethode. Dabei werden von einem Ultraschallwandler Schallimpulse mit einer Frequenz von 28 KHz unter 45 Grad zur Stromachse unter Wasser gleichzeitig stromab und stromauf zu einem Responder am gegenüberliegenden Ufer gesendet, dort aufgefangen, elektrisch verstärkt und zurückgeworfen. Die Messebenen befinden sich in Bunthaus in einer Höhe von -2,78 mNN (Sohltiefe ca. -6,10 mNN). Die Schallwellen benötigen abhängig davon, ob sie mit oder gegen den Strom das Wasser durchlaufen, unterschiedlich lange Laufzeiten. Über die Differenz dieser kleinen Zeitunterschiede wird die Fließgeschwindigkeit errechnet. Zusätzlich wird aus der Geschwindigkeitsmessung (v) und der wasserstandsabhängigen Profilquerschnittsfläche (A) auf Grundlage der Kontinuitätsgleichung (Q = v · A) der Durchfluss (Q) berechnet.

Zwei Ultraschallsender der Strömungsmessung Bunthaus Norderelbe stehen am Nordufer der Bunthäuser Spitze.	Zwei Ultraschallsender der Strömungsmessung Bunthaus Süderelbe stehen am Südufer der Bunthäuser Spitze.
An der Spitze der kleinen Maste befanden sich früher gelbe Kreuze zur Warnung für die Schifffahrt.
Der Responder der Strömungsmessung Bunthaus Norderelbe steht am Ufer von Ochsenwerder.	Der Responder der Strömungsmessung Bunthaus Süderelbe steht am Ufer von Bullenhausen.
Die erforderliche Energie erhalten die vier Ultraschallsender auf der Bunthäuser Spitze aus dem Netz vom Leuchtturm Bunthaus her und die beiden Ultraschallwandler (Reflektoren) im Vorland von Bullenhausen (Süderelbe) und von Ochsenwerder (Norderelbe) jeweils aus einem Akkumulator, der von einem Sonnenkollektor und einem Windgenerator gespeist wird. Nachdem der Leuchtturm mehrmals mutwillig beschädigt wurde, hat man die Messkabel vom Leuchtturm bis zur Stackmeisterei gezogen, wo auch die Messumformer, Rechner und Anzeigegeräte stehen.
Der Pegel Bunthaus wird von Hamburg Port Authority (HPA) betrieben. Er steht am westlichen Ufer der Norderelbe, in Höhe der alten Stackmeisterei.
Wasserstände der vergangenen 30 Tage am Pegel Bunthaus An der Norderelbe wird in Höhe des Pegels bei Flusskilometer 609,80 vom Institut für Hygiene und Umwelt, Hamburg eine Gütemessstelle betrieben. Gemessen werden Wassertemperatur, Sauerstoffgehalt, Ph-Wert, elektrische Leitfähigkeit, Wassertrübung, UV-Absorption und Gesamtchlorophyll-Konzentration. Der Messcontainer steht auf einer schwimmenden Plattform, die an zwei Stahldalben geführt wird. Mit den Messdaten kann man hier frühzeitig erkennen, ob nach Schiffshavarien oder Störfällen in Industriebetrieben die Elbe verunreinigt wurde. Außerdem ist hier ein biologisches Frühwarnsystem mit Wasserflöhen installiert. Mit Hilfe von Kameras wird überwacht, wie schnell sich die Tiere bewegen. Zur Warnung für die Schifffahrt ist auf dem Dach ein kleiner Mast mit einem roten Zylinder sowie einem weißen und zwei roten Festfeuern (RWR vert.) montiert. In der Elbe im Bereich Wedel-Schulau zwischen den Tonnen 123 und 125 außerhalb des Fahrwassers finden im Zeitraum 22.06.2022 - 31.12.2022 auf folgender Position 53° 33,7132' N - 009° 42,9532' E Strömungsmessungen statt. Das Messgerät befindet sich an einer gelben Bakentonne mit der Kennung: Fl(5)Y.20s. Außerdem werden mit dem Messboot "Impuls" zwischen Wedel und Pagensand temporäre Querprofilmessungen durchgeführt.