Strand- und Landnahrung

Strandernährung oder Auffüllung ist die künstliche Platzierung von Sand an einem erodierten Ufer, um die Sandmenge im Fundament der Küste zu erhalten, und auf diese Weise die natürliche Erosion auszugleichen und das Gebiet in größerem oder geringerem Maße gegen Sturmflut zu schützen (Nährung kann auch Kies und kleine Kieselsteine, insbesondere für die Uferoberfläche, verwenden). Die Strandernährung zielt auch oft auf die Erhaltung der Strände ab (Strandbreite für Tourismus- und Freizeitzwecke). Der Prozess beinhaltet Baggermaterial (Sand, Kieselsteine) aus einem Quellgebiet (offshore oder inland), um den Strand zu füttern, wo Erosion auftritt. Die Technik wird in den Vereinigten Staaten seit den 1920er Jahren und in Europa seit den frühen 1950er Jahren verwendet. Strandnahrung ist in den Niederlanden, Deutschland, Spanien, Frankreich, Italien, Großbritannien und Dänemark üblich. Mehrere Strandpflegetechniken können verwendet werden:

• Strandnahrung, in der der Sand über dem Strand verteilt ist, wo Erosion auftritt, um die Ufererosion zu kompensieren und den Erholungswert des Strandes wiederherzustellen. Der Wind verteilt dann den Sand an Land und in den Dünen.
• Backshore-Ernährung, in der Sand an der Hinterküste gelagert wird (Teil des Strandes über dem vorderen Ufer, der nur Wellen unter Extremereignissen ausgesetzt ist), um die Dünen gegen Erosion und Bruch im Sturm zu stärken. Der Sand kann bei Stürmen stark erschöpft sein.
• Shoreface-Nahrung (der Bereich zwischen der mittleren Niedrigwassermarke und der fairen Wetterwellenbasis). Die Reduzierung der Wellenenergie führt zu einer erhöhten Akkumulation am Strand. Dies kann mit Strandernährung kombiniert werden, um das gesamte Küstenprofil zu stärken.
• Mittlerer Maßstab (in der Größenordnung von 5 Millionen m³ – abhängig vom lokalen Kontext) Nahrungsmittel von Kanalwänden, an Orten, an denen Gezeitenkanäle die Küste erodieren. Diese Art der Ernährung wurde unter anderem in den Niederlanden erfolgreich angewendet, um die Kanäle von der Küste fernzuhalten.
• Großflächige Ernährung. Dies wurde in den Niederlanden im sogenannten „Sandmotor“ getestet. Der Sand Motor beinhaltet die Platzierung von Sand in der Küste und darüber. Es soll als Quelle der Sedimentversorgung dienen, die durch Wellen und Strömungen an Strände und Dünen über mehrere Kilometer lange Strecken verteilt wird. Es soll über einen Zeitraum von etwa zwanzig Jahren funktionieren. Der Sandmotor unterscheidet sich von traditionellen Techniken sowohl in Bezug auf die Skala als auch durch die Sandumverteilungstechnik, hauptsächlich unter Verwendung der natürlichen Kräfte von Wind und Wellen und nicht durch mechanische Energie.

Die Techniken unterscheiden sich auch je nach Herkunft der Sandlagerstätte:

• Quellen im Inland: der Sand wird aus angesammelten Gebieten in der Nähe des Ufers ausgegraben und mit Lastwagen zum Strand transportiert. Diese Technik eignet sich besser für kleine Ernährung.
• Offshore-Baggerarbeiten: der Sand wird vom Meeresboden ausgebaggert. Baggermaterial kann durch Rohrleitungen direkt zum Strand gepumpt oder von der Quelle angesaugt, mit Schiff transportiert und abgeladen oder an Land gepumpt werden, um Strandprofile aufzubauen. Offshore-Baggerarbeiten sollten sorgfältig verwendet werden und sollten nicht am untertauchenen Strand in der Nähe der Küste durchgeführt werden, um Auswirkungen auf die Stranddynamik zu vermeiden.

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Strukturell und physisch: ökosystembasierte Anpassungsoptionen

Stakeholderbeteiligung

Die Beteiligung der Interessenträger hängt vom konkreten Fall und vom nationalen Kontext ab. So können beispielsweise Strandernährungsmaßnahmen in die ICM-Pläne aufgenommen werden, die im Rahmen einer Konsultation der Interessenträger entwickelt werden können.

In den Niederlanden führten die Einführung traditioneller Kleinnahrungsmittel und der Bau der Sand Engine zu sehr unterschiedlichen Verfahren der Öffentlichkeitsbeteiligung. Während kleine Nahrungsmittel ein eher technisches Problem waren, ohne Interessenträger außerhalb der Küstentechnikgemeinschaft einzubeziehen, betraf die Schaffung der Sand Engine aufgrund ihrer größeren Auswirkungen auf die Küstenumwelt, den Tourismus und die Erholung und die Landnutzung eine größere Gemeinschaft von Interessengruppen. Die Sensibilisierung für Hochwasserschutzfragen war Teil des Projekts.

In der Region Le Marche (Italien) diskutierten die regionalen Behörden in den Gemeinden Sirolo und Numana mit lokalen Beamten und Interessenträgern (einschließlich Fischerei- und Tourismusinteressen) sowie Einwohnern ausführlich über die Pläne für die Strandernährung. Es wurde eine UVP durchgeführt, die eine weitere Phase der öffentlichen Konsultation beinhaltete. Das Projekt wurde genehmigt und die Arbeiten wurden von 2009 bis 2011 durchgeführt.

Erfolgsfaktoren und Hemmnisse

Erfolgsfaktoren:

• Strandernährung ist eine flexible und schnelle Küstenmanagement-Option im Vergleich zu harten Konstruktionen, und es ist an wechselnde Bedingungen anpassbar. Aufgrund seiner Flexibilität ist es auch eine relativ günstige Maßnahme zur Vorbereitung, da langfristige Gestaltungskriterien in der Regel nicht berücksichtigt werden, etwas für den harten Bau notwendig. Wenn sich die Bedingungen negativ ändern, kann einfach zusätzliche Nahrung hinzugefügt werden.
• Strandnahrung kann andere graue Maßnahmen wie Seemauern oder Groynes und grüne Maßnahmen wie Dünenverstärkung ergänzen. Dünenbau und -verstärkung können sogar die Widerstandsfähigkeit des Strandes verbessern und als Sandreservoirs fungieren und so die Wirksamkeit der Strandernährung verbessern.
• Neben Hochwasser- und Erosionsschutz kann die Strandernährung Vorteile für den Küstentourismus, Freizeitaktivitäten und den Erhalt von Küstenlebensräumen bieten.
• In einigen Fällen kann Strandnahrung Material für einen anderen Zweck extrahieren, so dass es produktiv wiederverwendet werden kann: in Anglet (Frankreich) wird Sediment im Hafen von Bayonne ausgebaggert, um die Navigation zu erleichtern, um die Strandernährung zu erleichtern.

Begrenzende Faktoren:

• Die Strandernährung kann sich möglicherweise negativ auf das Vorderküsten-Ökosystem auswirken, indem Biota begraben wird, der Verlust von Lebensräumen in nahe gelegenen Sandbars oder die Störung von Vögeln und anderen Tiernistungen, wenn sie nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden. Einige Arten, wie Sand-Wohn-Wirbellose, sind empfindlich auf eine Änderung der Sediment-Typen. Studien zeigen, dass der Einfluss von der Häufigkeit der Ernährung in einem bestimmten Bereich abhängt.
• Strandernährung ist in der Regel ein kontinuierlicher Prozess, der zu höheren Kosten im Laufe der Zeit und wiederholten Störungen des Ökosystems führt. Ernährung beendet die Erosion nicht; es liefert nur zusätzliche Sedimente, auf denen Erosion fortgesetzt wird. Daher muss die traditionelle kleine Onshore-Ernährung regelmäßig wiederholt werden, da der Sandbestand entweder durch Küstenerosion oder Sturmfluten erschöpft ist.
• Eine Quelle mit ausreichenden Mengen und guter Sandqualität zu finden, kann eine Herausforderung sein. Der ausgebaggerte Sand sollte in Bezug auf Korngröße, Farbe und Zusammensetzung mit dem auf dem Gelände vorhandenen Sand übereinstimmen, es sei denn, es handelt sich um eine Landoberflächenernährung. Auf der Halbinsel Hel (Polen) war die Korngröße von Baggersand aus einer nahe gelegenen Bucht viel kleiner als die Korngröße des Sandes, der auf dem offenen Meer aufgenommen wurde, und wurde daher auch bei Niedrigenergiewellenströmen leicht zerstreut. Folglich setzte sich die Erosion fort, obwohl eine große Menge an Sedimenten über den Strand verteilt wurde. Nach der Forschung wurde Sand von offenen Seeplätzen und einem nahe gelegenen Wellenbrecher als wirksamer gegen Erosion bevorzugt. Die Verwendung einer ähnlichen Art von Sand (in Bezug auf Farbe und Zusammensetzung) ist auch wichtig für die öffentliche Akzeptanz von Strandernährungsinterventionen. Darüber hinaus sollte der Quellstandort nah genug an der Nahrungsstelle sein, um die Kosten angemessen zu halten.
• Die Verfügbarkeit von Sedimenten könnte ein Problem sein, wenn die Nachfrage nach Ernährungsprojekten steigt. Offshore-Sandvorkommen können eine begrenzte Ressource sein, insbesondere in einigen Gebieten wie dem Adriatischen Meer, die unter Berücksichtigung der wichtigsten Prioritäten und des künftigen Bedarfs sorgfältig genutzt werden sollten. Dies bedeutet auch, dass die Ernährung am Strand langfristig in einen umfassenderen Ansatz integriert werden muss, z. B. einschließlich der verwalteten Neuausrichtung, Rückschlagdefinition, Neuplanung und Zonenbildung von Küstengebieten usw.

Der Sand Motor in den Niederlanden versucht, diese Probleme anzugehen, indem er die Häufigkeit der Auffüllung und damit die Anzahl der Störungen des Ökosystems verringert. Der Sand Motor soll zwanzig Jahre lang eine Lösung sein. Darüber hinaus wird die Verteilung des Sandes durch die Strömungen ein natürlicheres Küstenprofil schaffen und die Zerstörung von Lebensräumen vermeiden. Der Sandmotor könnte auch eine Reihe von Umweltvorteilen wie die Schaffung neuer Lebensräume wie schlammreiche Gebiete und zusätzliche Dünen in der Küstenzone bis zur vollständigen Verteilung des Sediments bringen.

Kosten und Nutzen

Strandnahrung benötigt in der Regel eine regelmäßige Anwendung. Es wird empfohlen, die Kosten (die auch von der Verfügbarkeit von Sand abhängen) mit den Kosten für harte Konstruktionen und deren Wartung zu vergleichen, um eine optimale Wahl zu gewährleisten. Die Schätzungen der Einheitskosten, die im AVOID-Bericht des Vereinigten Königreichs (2010) über die Anpassungskosten an die Auswirkungen des Klimawandels in den großen Hafenstädten der Welt enthalten sind, reichen von 5-8 US$ (4-6 EUR) pro Kubikmeter Sand (DIVA-Modell) für Europa; andere Schätzungen zeigen eine größere Variation: US$ 3 bis 46 pro Kubikmeter. Im Vereinigten Königreich wurden höhere Schätzungen ermittelt: US$ 4.6 bis 46,4 (3.5-35 EUR)/m³. In den Niederlanden wurden niedrigere Schätzungen gefunden, etwa 3 bis 8 US$ (2-6 EUR) pro Kubikmeter. Die Preise dort sind jedoch in letzter Zeit aufgrund des Mangels an Auftragnehmern gestiegen, die für die Durchführung von Ernährungsarbeiten zur Verfügung stehen. Seit 2000 beträgt das durchschnittliche Sandvolumen, das zur Ernährung der gesamten niederländischen Küste bereitgestellt wird, 12 Millionen Kubikmeter pro Jahr. Nach dem AVOID-Bericht scheint ein wesentlicher Faktor, der die Ernährungskosten beeinflusst, die Transportdistanz zwischen dem Quellgebiet zur Lagerstätte zu sein. Die Häufigkeit der Wiederauffüllungszeiten des Volumens pro Ernährung wirkt sich auf die langfristigen Kosten aus.

Scottish Natural Heritage (2000) bietet Kosteninformationen pro Länge des gepflegten Strandes: GBP 5.000-£200.000 (6.300-251,700 EUR)/100 m Frontage, ohne Kontrollstrukturen, laufende Verwaltung und kleinere Arbeiten.

Der Sand Motor in den Niederlanden beinhaltete die Verwendung von 20 Millionen Kubikmeter Sand. In diesem Fall beliefen sich die Einheitskosten auf 2,5 EUR/m³ gegenüber bis zu 6 EUR/m³ für die traditionelle Ernährung. Dies ist extrem niedrig, weil die Auftragnehmer dieses innovative Projekt begierig waren. Die Gesamtkosten beliefen sich im Jahr 2011 auf rund 50 Mio. EUR, und der Motor wird voraussichtlich 20 Jahre in Kraft sein.

Rechtliche Aspekte

Wichtige EU-Rechtsvorschriften:

• Die Gewinnung von Mineralien durch Meeresbaggerung fällt in Anhang II der UVP-Richtlinie (kodifiziert als Richtlinie 2011/92/EU): Die Mitgliedstaaten entscheiden, ob die Projekte in Anhang II entweder im Einzelfall oder in Bezug auf Schwellenwerte und Kriterien einem UVP-Verfahren unterzogen werden sollten. Wenn sie nicht Gegenstand einer Folgenabschätzung ist, bedarf es oft einer vorherigen Erklärung oder Genehmigung.
• Jedes Projekt, das erhebliche Auswirkungen auf ein Natura-2000-Gebiet haben könnte, muss gemäß Artikel 6 Absatz 3 der Habitat-Richtlinie (92/43/EWG) durch eine „angemessene Bewertung seiner Auswirkungen auf das Gebiet“ überprüft werden, um festzustellen, ob das Projekt die Integrität des Gebiets beeinträchtigt.
• Die Richtlinie über die maritime Raumordnung (2014/89/EU) bezieht sich auf die Gewinnung von Rohstoffen als eine der Tätigkeiten, die Gegenstand maritimer Raumordnungspläne sind. Folglich muss die Verwendung von Offshore-Sand oder anderen Aggregaten für die Strandernährung im Rahmen solcher Pläne behandelt werden.
  Es können zusätzliche nationale Rechtsvorschriften gelten, wie z. B. Genehmigungsanforderungen.

Umsetzungszeitraum

1-5 Jahre.

Lebensdauer

Die Ernährung der Strände kann für Intervalle, die von 2 bis 10 Jahren variieren, an Ort und Stelle bleiben.

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