Forschungsstelle Küste 5/2004 Niedersächsisches Landesamt für Ökologie 160 60 140 ] 50 3 120 m 6 /m] 40 3 100 [10 m 6 T 80 VT WEG Harle gesamt 30 VT TEG Harle VT TEG Dove Harle 60 VT/MThb WEG Harle gesamt 20 VT/MThb TEG Harle /MThb [10 VT/MThb TEG Dove Harle T 40 V Tidevolumen V 10 20 0 0 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Jahr Florian Ladage & Hans-Joachim Stephan Morphologische Entwicklung im Seegat Harle und seinem Einzugsgebiet Niedersachsen Herausgeber: Niedersächsisches Landesamt für Ökologie (NLÖ) - Forschungsstelle Küste- 2004 Bezug: NLÖ - Forschungsstelle Küste An der Mühle 5, 26548 Norderney Tel.: 04932-916-0 Fax: 04932-1394 e-mail: info.crs @ t-online.de NIEDERSÄCHSISCHES LANDESAMT FÜR ÖKOLOGIE - FORSCHUNGSSTELLE KÜSTE - Florian Ladage Hans-Joachim Stephan Morphologische Entwicklung im Seegat Harle und seinem Einzugsgebiet Norderney, im Oktober 2004 Leiter der Dezernatsleiter Forschungsstelle Küste GeoInformation und Morphologie Dipl.-Ing. H. D. Niemeyer Dr. H.-J. Stephan Ladage, F.; Stephan, H.-J. (2004): Morphologische Entwicklung im Seegat Harle und seinem Einzugsgebiet Dienstber. Forschungsstelle Küste 5/2004 unveröffentl. 69 S., 48 Abb. Norderney Morphologische Entwicklung im Seegat Harle und seinem Einzugsgebiet Florian Ladage & Hans-Joachim Stephan Inhaltsverzeichnis: Seite 1. Einleitung 5 2. Das Untersuchungsgebiet 5 2.1 Topographie 5 2.2 Hydrodynamik 7 3. Unterlagen und Methodik 9 3.1 Topographische Vermessungen 9 3.2 Wasserstände 10 3.3 Datenverarbeitung und -analyse 11 3.4 Vermessungsgenauigkeit und Fehlerbetrachtung 14 4. Entstehung der gegenwärtigen Situation 15 4.1 Morphologische Entwicklung der Insel Wangerooge 15 4.2 Umgestaltung des Weststrandes von Wangerooge 18 4.3 Ausbau des Inselschutzes auf Wangerooge 19 5. Einzugsgebiet der Harle 21 5.1 Langfristige Entwicklung im Watteinzugsgebiet der Harle 21 5.2 Änderung der Rinnen- und Platenstruktur seit 1950 24 5.3 Verschiebung der Wattwasserscheiden 28 5.4 Entwicklung der Einzugsgebietsfläche und des Tidevolumens im Watt 30 5.5 Gleichgewichtszustand Einzugsgebietsgröße – Tidevolumen 33 6. Seegat Harle 35 6.1 Langfristige Entwicklung des Seegats 35 6.2 Herausbildung der Doven Harle und Ausbau der Buhne H 36 6.3 Seegatentwicklung seit 1950 38 6.4 Wirkung der Buhne H 46 6.5 Entwicklung des Seegatquerschnitts 47 6.6 Gleichgewichtszustand Seegatquerschnitt – Tidevolumen 48 6.7 Entwicklung am Harlehörn 50 6.7.1 Situation im Strand- und Dünenbereich 50 6.7.2 Luftbildanalyse der Veränderungen am Harlehörn 51 6.7.3 Entwicklung des Vorstrand- und Strandbereichs 55 6.7.4 Sedimentvolumen vor dem Harlehörn 57 7. Riffbogen der Harle 59 7.1 Gestalt des Riffbogens 59 7.2 Volumenentwicklung im Riffbogen 61 7.3 Funktionaler Zusammenhang Riffbogenvolumen – Tidevolumen 62 8. Zusammenfassung 64 9. Literatur 67 1. Einleitung Im Gebiet um das Seegat Harle haben in den letzten Jahrhunderten außerordentliche Veränderungen stattgefunden, die ursächlich durch die Rückbildung der Harlebucht angestoßen worden sind (HOMEIER 1962a, 1973; NIEMEYER 1995). Die dynamischen Gestaltungsvorgänge sind noch nicht abgeschlossen (LÜDERS 1952, LUCK 1975) und erfordern besondere Aufmerksamkeit hinsichtlich des Inselschutzes für Wangerooge. Gekennzeichnet sind die jüngsten Entwicklungen im Seegat durch Veränderungen der Hauptrinne Harle sowie der Nebenrinne Dove Harle, wobei erhebliche Änderungen in deren Teileinzugsgebieten und Verlagerungen der zugehörigen Wattrinnen auftreten. Anhaltende Abbrüche der Harlehörn-Dünen im südwestlichen Teil Wangerooges erforderten wiederholte Eingriffe für den Inselschutz. Die künstlich aufgebauten Dünen am Harlehörn wurden zwischen 1985 und 2000 viermal aufgefüllt. Für die dauerhafte Sicherung dieses Inselabschnitts ist das Verständnis der großräumigen morphologischen Entwicklung unabdingbare Voraussetzung. Die vorliegende Untersuchung zielt deshalb darauf ab, die bedeutendsten Gestaltungsvorgänge im Einzugsgebiet der Harle, im Seegat und im Riffbogen aufzuzeigen. Die Untersuchungsergebnisse sind Teil des gemeinsamen Projektes „Sonderuntersuchungen für Vorarbeiten zum Inselschutz Ostfriesische Inseln“ der Forschungsstelle Küste (FSK) des Niedersächsischen Landesamtes für Ökologie (NLÖ) und der Betriebsstelle Norden des Nieder- sächsischen Landesbetriebes für Wasserwirtschaft und Küstenschutz (NLWK). Dabei konzentriert sich der Aufgabenteil der Forschungsstelle Küste schwerpunktmäßig auf die Analyse morpho- logischer Gestaltungsvorgänge im Umfeld des Harlehörn, die als wesentliche Grundlage für die Erarbeitung langfristiger Schutzkonzepte dient. 2. Das Untersuchungsgebiet 2.1 Topographie Wangerooge ist die östlichste der sieben Ostfriesischen Inseln vor der Küste Niedersachsens, die sich im Verlauf des postglazialen Meeresspiegelanstiegs aus hochwasserfreien Platen zu dünen- bestandenen Inseln entwickelt haben (LÜDERS 1953, STREIF 1990). Heutzutage erstreckt sich Wangerooge mit einer Länge von rund 8 km in West-Ost-Richtung bei einer maximalen Breite von 1,5 km. Die Entfernung zum Festland beträgt ungefähr 7 bis 8 km (Abb. 1). Abb. 1 Lage des Untersuchungsgebietes an der niedersächsischen Nordseeküste Dienstber. Forschungsstelle Küste 5/2004 5 Die Tidewassermenge aus dem Wattbereich südlich der Insel strömt überwiegend durch das Seegat Harle westlich von Wangerooge ein und aus (Abb. 2). Obwohl die Harle mit ihrem etwa 65 km2 großen Einzugsgebiet nach der Wichter Ee das kleinste Tidebecken der Ostfriesischen Seegaten besitzt (NIEMEYER 1995), stellt sie mit lokalen Tiefen bis NN-35m das tiefste Seegat der Ostfriesischen Inselkette dar. Diese Tatsache ist in erster Linie auf die Wirkung der Strombuhne H zurückzuführen, die die Seegatbreite reduziert und die Nebenrinne Dove Harle auf den südlichen Teil des Seegats beschränkt. Abb. 2: Übersichtskarte des Untersuchungsgebietes im Umfeld des Harlehörn auf Wangerooge Das Seegat Harle wird seewärts von einem – im ostfriesischen Sprachgebrauch als Riffbogen bezeichneten – Ebbdelta umspannt, das sich etwa 3,5 km nach Nordnordwesten erstreckt und die Morphologie in seinem Umfeld prägt (Abb. 2). Der westliche Teil vor dem Ostende Spiekeroogs (Tabaksplate) ragt bis über Tideniedrigwasser auf, während die nördlichen Sandbänke (Harleriff) maximale Höhen von NN-2m erreichen. Der Riffbogen wird in unterschiedlichen Richtungen zwischen NNW und NO durch sich verändernde Rinnen zwischen Dienstber. Forschungsstelle Küste 5/2004 6 den einzelnen Platen unterbrochen. Landwärts verzweigt sich das Seegat in die Telegraphenbalje, das Gat vom Wrack, die Breite Legde sowie die Carolinensieler Balje und die Neue Carolinensieler Balje. Am Ostende von Spiekeroog mündet die Muschelbalje über die Alte Harle in das Seegat (Abb. 2). Zwischen den sich verzweigenden Baljen wird das Wattgebiet in mehrere trockenfallende Sände unterteilt: Muschelbank, Hoher Rücken, Langer Jan, Eversand und Martensplate. Die Watthöhenscheide Spiekeroogs trennt das Einzugsgebiet der Otzumer Balje von dem der Harle und verläuft durch das Spiekerooger Inselwatt über die Hohe Bank bis an den Leitdamm zum Hafen Harlesiel. Die östliche Wattwasserscheide zum Seegat Blaue Balje geht vom östlichen Teil des Wangerooger Inselwatts aus über den Hohen Rücken und den Südersand bis ins Neue Brack. In Festlandsnähe verläuft die Wattscheide auf Höhe des östlichen Endes des Elisabethgrodens durch das Wanger Watt. Die Blaue Balje trennt Wangerooge von der unbewohnten Strandinsel Minsener Oog, die durch ein spinnennetzartiges Buhnensystem stabilisiert wird (Abb. 1). Wesentliche Veränderungen im Einzugsgebiet der Harle sind zum einen durch die Verlandung der Harlebucht eingeleitet worden (HOMEIER 1962a, HOMEIER 1979), zum anderen durch den Beginn der Inselschutzarbeiten auf Wangerooge 1874 (WITTE 1970, EHLERS & MENSCHING 1982). Dabei ist insbesondere der Ausbau der Buhne H als Unterwasserbuhne 1939-42 von Bedeutung für die Entwicklung der Harle (LÜDERS 1952). 2.2 Hydrodynamik Im Küstenraum werden Materialumlagerungen im Wesentlichen durch Strömungen und Seegang hervorgerufen. Bei den auftretenden Strömungen sind neben großräumigen küstennahen sowie welleninduzierten Strömungen vor allem die astronomisch bedingten Gezeitenströmungen für morphologische Gestaltungsvorgänge von Bedeutung. Die ostfriesische Küste wird von einer halbtägigen Tidewelle beeinflusst, die von West nach Ost fortschreitet. Der mittlere Tidehub nimmt ebenfalls von West nach Ost zu. Er beträgt am Pegel Wangerooge-West derzeit 2,88 m (1999-2003). Im Wattgebiet südlich Wangerooge steigt der Tidehub nach Südosten hin an (Wangerooge-Ost 3,0 m nach BSH-Gezeitenkalender 2003). Das Untersuchungsgebiet ist somit nach der Einteilung von DAVIES (1964) als mesotidaler Küstenabschnitt (Tidehub: 2-4m) einzuordnen. HAYES (1975) hat eine morphologische Küsten- klassifikation in Abhängigkeit vom Tidehub erstellt (Abb. 3). Die Dicke der Streifen in Abb. 3 verdeutlicht die Häufigkeit des Auftretens entsprechend der vorherrschenden Gezeitendynamik. Düneninseln sind danach überwiegend an mikrotidalen und niedrig-mesotidalen Küsten zu finden, während sie bei einem Tidehub über 3 m seltener vorkommen. Diese Einteilung stimmt mit der Küstengestalt der Nordsee überein, wo sich östlich von Wangerooge mit zunehmendem Tidehub keine vorgelagerten Düneninseln mehr herausbilden. Dienstber. Forschungsstelle Küste 5/2004 7 Abb. 3: Küstenformen in Abhängigkeit vom Tidehub (verändert nach HAYES 1975) Der Einfluss des Seegangs kann im Bereich der Ostfriesichen Inseln durch Jahresmittel der signifikanten Wellenhöhe von 0,7 bis 1,0 m charakterisiert werden