Durch Forschungstaucher betreuter Einsatz eines Telemetriemastes am künstlichen Riff Nienhagen 1998-2010

Forschungstaucher sind zuallererst Wissenschaftler, die als Taucher unter besonderen Bedingungen (nämlich unter Wasser) ihre wissenschaftlichen Ziele verfolgen. Das Tauchen als Methode spielt bei Forschungsarbeiten an den künstlichen Ostseeriffen (inzwischen sind es in der Nähe von Warnemünde bereits 2) eine außerordentlich wichtige Rolle - und das von Beginn an.

Welche Effekte durch künstliche UW-Strukturen erreicht werden, ließe sich durch Beobachtungen in bestimmten Zeitintervallen dokumentieren. Für kontinuierliche Beobachtungen ist jedoch eine Basisstation vor Ort (u.a. für Energieversorgung, Datensammlung und -übertragung) erforderlich. Bei der ingenieurtechnischen Projektierung und Betreuung einer solchen Station sind wiederum Ortskenntnisse sehr wertvoll. Der Telemetrie-Neigungsmast der Universität Rostock war in den 12 Jahren seines Betriebes ganz maßgeblich von der kompetenten Arbeit Rostocker Forschungstaucher abhängig. Nachfolgend soll dazu ein kurzer Überblick gegeben werden:

Vorbereitung

Vor dem Ostseebad Nienhagen wurden Mitte der 90er durch Mitarbeiter des Vereins Fisch und Umwelt e.V. künstliche Strukturen (Betonröhren) ausgebracht und ca. 2m hoch aufeinandergestapelt. Von Interesse war, in welcher Zeit welche Organismen sich (zusätzlich) ansiedelten. Die Vorgänge sollten durch Taucher dokumentiert werden.

Mitarbeiter der Universität Rostock schlugen 1996 in einem Projektantrag vor, eine Langzeit-UW-Beobachtung dieser Strukturen einzurichten. Das Kultusministerium des Landes MV erklärte sich bereit, die Umsetzung der Idee im Rahmen des Hochschulsonderprogramms (HSP-III) bis 12/1998 zu fördern.

Nach einer vorbereitenden Studie wurde entschieden, einen neigungsfähigen Mast aus GfK im Untersuchungsgebiet aufzustellen. Wesentliche Gründe waren u.a.:

  • Die verfügbaren Sachmittel waren außerordentlich limitiert. Es standen lediglich 40TDM für die Basisstation, Landstation, Datentelemetrie und UW-Videokamera inkl. 50m UW-Kabel zur Verfügung! Fest installierte Geräteträger, bestehend aus seewasserbeständigem Material waren definitiv nicht finanzierbar.
  • GfK war aufgrund seiner geringen Dichte, der begrenzten Wassertiefe (11,5m), hoher Zugfestigkeit und geringer Kosten ein geeigneter Werkstoff.
  • Die Aussetz- und Hievtechnologie erlaubte einen kurzfristigen Aufbau und unkomplizierten Rückbau des Telemetriemastes ohne dass spezielle und teure Bautechnik (Kräne) hätten eingesetzt werden müssen.
  • Der Einsatz von Spezialschiffen des WSA wurde als Amtshilfe kostenfrei zugesichert.
  • Ein neigungsfähiger, hohler Mast aus korosionsbeständigem Material stellt bei richtiger Bemessung eine optimale Lösung bzgl. der vor Ort herrschenden Naturbedingungen (Strömung, Wellen, Wind, Eisgefahr) dar.

Die Entwurfsrechnungen sollten Aussagen zu folgenden Fragen ermöglichen:

  • Ist das Standard-GfK-Rohr eines kommerziellen Anbieters geeignet, im Mastkorb das erforderliche Gewicht der Ausrüstung auch bei extremen seitlichen Wasser- (1m/s) und Windgeschwindigkeiten (30m/s) aufzunehmen, ohne dass der entstehende Neigungswinkel 30° überschreitet.
  • Welche Verankerungskräfte sind erforderlich?
  • Besteht die Gefahr von Resonanzschwingungen des Mastes angeregt durch die Frequenz des Seeganges?
  • Welchen Einfluss hat die Windlast infolge zusätzlich angebrachter Solarzellen auf den Neigungswinkel?
  • In welchem Zeitraum könnte der Mast geflutet und bei Eisgefahr auf den Meeresboden gelegt werden?

Einsätze im Fischereischutz-/Riffgebiet Nienhagen, Wartungsphasen, Aufgaben und Ergebnisse

Der erstmalig am 24.3.1998 im Fischereischutzgebiet aufgestellte Telemetriemast wies folgende Parameter auf:

  • Länge: 15m (Sektionen von unten beginnend: 3m+6m+6m)
  • Außendurchmesser: 0,53m
  • Wandstärke: 11,5mm
  • Eigengewicht (inkl. Gelenk und Mastkorb): ca. 8000N
  • Verankerungsgewicht: 30000N

(•) Einsatzzeiträume und (-) Wartungsphasen:

  • 3/1998 - 11/1998
    - Lagerung auf dem Tonnenhof des WSA
  • 4/1999 - 10/1999
    - Lagerung auf dem Tonnenhof des WSA
  • 4/2000 - 11/2000
    - Lagerung auf dem Gelände der Warnowwerft Warnemünde
  • 10/2003 - 12/2006
    - Lagerung im Marinestützpunktkommando Hohe Düne
  • 4/2007 - 12/2007
    - Lagerung im Marinestützpunktkommando Hohe Düne
  • 4/2008 - 5/2010 19.5.2010: Überführung ins Nautineum / Dt. Meeresmuseum Stralsund
    - bis 5/2011: Vorbereitung Exponat
  • ab 9.5.2011: Offizielle Übergabe ans Dt. Meeresmuseum zur dauerhaften Ausstellung im Nautineum

Der Mast war Basisstation für:

  • die großflächige Beobachtung des UW-Areals im Riffgebiet durch den simultanen Einsatz von bis zu 10 Videokameras
  • die Energieversorgung der UW-Kameras mit Hilfe von 4 Solarpanele (a 75W) und 1 Windgenerator (max. 300W)
  • den Betrieb einer Wetterstation
  • die Telemetrie für Messdatenfunk und Schaltsignalempfang
  • für Videodatenfunk in Echtzeit (25/sec) und voller VHS-Auflösung

Aufgaben für Forschungstaucher waren:

  • Ausbringen und Vor-Ort-Montage der Videokameras.
  • Herstellen der Kabelanschlüsse Bildkontrolle (UW-Monitor), ggf. Korrektur der Kameraausrichtung
  • Montage / Demontage der UW-Batterie (130Ah) Kabelverlegung und deren Sicherung am Telemetriemast
  • Mastsäuberung und Putzen der UW-Kameragehäuse
  • Messgerätepositionierung (Lichtsensor, Strömungsmesser)
  • Havarieeinsätze:
    - Beseitigung von Oberflächenschäden mit uw-aushärtender Dichtmasse
    - Anlegen einer Notmanschette über einen Rohrriss im Oktober 2007,
    danach Ausblasen der Mittelsektion
  • Dokumentationen mit handgeführten UW-Video- und Fotokameras

Verwendete Kameras und einige Ergebnisse:

Die gesamte Videotechnik wurde vom Ingenieurbüro für Unterwassertechnik (UWT-Axel Kordian) konfektioniert und vor Ort installiert. UWT hatte darüber hinaus maßgeblichen Anteil an Betrieb und Wartung des Telemetriemastes.

Im Beobachtungszeitraum 10/2003 - 5/2010 wurden gleichzeitig bis zu 10 Videokameras für unterschiedliche Zwecke eingesetzt:

  • schwenkbare ÜW-Beobachtungskamera im Mastkorb
  • manuell zoomfähige Kamera
  • Kamera für Beobachtungen bei Nacht (zuschaltbares weisses oder infrarotes Licht)
  • 360°-Kamera zur "Rundum"-Beobachtung
  • 90°-neigbare und 360°-schwenkbare Kamera im Solobetrieb und / oder gekoppelt an eine ferngesteuert auslösbare Stereo-Fotokamera

Inzwischen liegen mehr als 16.000h UW-Videoaufnahmen vor, u.a.:

 

Zeitrafferaufnahmen der Mastbewegung:

Die Videoaufnahmen wurden im Verein Fisch und Umwelt MV e.V. systematisch ausgewertet. Dabei entstanden nicht nur Clips zum Fischverhalten, sondern auch sehr aufschlussreiche Zeitrafferaufnahmen bspw. über Seesternwanderungen. Eindrucksvoll, weil in dieser Form sonst nicht sichtbar: die Bewegung des Mastes, welche durch das Kreuzgelenk ermöglicht wird. Besonders zu beachten war demnach die Länge der UW-Kabel beim Anbringen der UW-Batterie.

Abschluss

Am 17.5.2010 wurde der Telemetriemast letztmalig vom Spezialschiff ARKONA des WSA aus dem Riffgebiet Nienhagen entfernt und danach sofort ins Nautineum des Dt. Meeresmuseums nach Stralsund (Dänholm) weiter transportiert. Die Universität Rostock gab dazu eine Pressemitteilung heraus. Im Juli / August 2010 wurde an gleicher Stelle eine neue Forschungsplattform errichtet, welche künftig bessere Arbeitsmöglichkeiten bieten soll.

Mitarbeiter des Nautineums bereiteten den Telemetriemast als neues Exponat für die dauerhafte Ausstellung vor; die Universität Rostock steuerte Material für die Dokumentation bei und UWT stellte nicht mehr benötigte Ausrüstungsteile zur Verfügung, so dass das Arbeitsprinzip in verständlicher und informativer Form dem Museumsbesucher künftig präsentiert werden kann. Am 9.5.2011 erfolgte die offizielle Übergabe, worüber die OZ (Stralsund) am 20.5.2011 berichtete. Damit fand eine Erfolgsgeschichte - der Betrieb der preiswertesten Langzeitmess- und Beobachtungsstation in der Ostsee - einen würdigen Abschluss.

Mehr als 30 Forschungstaucher haben sich in 12 Jahren in irgendeiner Form für den Betrieb und den Erhalt dieser Station engagiert und dabei wertvolle Arbeit geleistet. Auch ihnen sei mit dem Telemetriemast im Nautineum ein Denkmal gesetzt.

©GN (10.8.2011)