Der Mekong ist mit einer Länge von fast 5 000 km der zwölftlängste Fluss der Welt und mit einem mittleren Abfluss von etwa 15 000 m3/s bei seiner Mündung in den Pazifik, gehört er zu den zwanzig abflussreichsten Flüssen der Erde. Er entspringt im Himalaya und fließt durch die Länder China, Myanmar, Laos, Thailand, Kambodscha und Vietnam.

Diese Dissertation beschäftigt sich mit dem etwa 800 km langen Abschnitt des Mekong zwischen dem Hafen Simao in China und der Stadt Luang Prabang in Laos. Aufgrund der geopolitischen Situation im 20. Jahrhundert kam der einst rege Handel in diesem Gebiet für längere Zeit zum Erliegen. Dies änderte sich mit der Öffnung Chinas gegen Ende des letzten Jahrhunderts. Der Mekong wurde in diesem Bereich für die internationale Schifffahrt geöffnet und Freihandelsabkommen zwischen China und Thailand fördern, insbesondere im landwirtschaftlichen Sektor, den Handel. Die Flusshäfen in China und Thailand sind während der Regenzeit stark frequentiert und Frachtschiffe gehören auf dem Mekong zum alltäglichen Bild. Dabei ist in den letzten Jahren die Größe der Frachter stetig gewachsen. Von 80 DWT zum Ende des 20. Jahrhunderts, sind mittlerweile 400 DWT in diesem Flussabschnitt üblich und 500 DWT Container- schiffe sind in chinesischen Werften im Bau. Diese Entwicklung wurde durch Sprengungen im Flussbett des Mekong zwischen China und Thailand zur Vergrößerung der Fahrrinne möglich und führte zu einer enormen Verbesserung der Schiffbarkeit. Der Bau und Betrieb von Talsperren im chinesischen Abschnitt des Mekong, die sogenannte obere Mekongdammkaskade, hat bereits das Fließverhalten des Mekong verändert und wird dies in Zukunft, nach kompletter Füllung der Talsperren, in noch stärkerem Maße tun. Dadurch wird im oberen Abschnitt des Mekong regulativ in das Abflussverhalten des Flusses eingegriffen - die hohen Abflüsse während des Monsun werden reduziert und die Niedrigwasserabflüsse während der Trockenperiode erhöht. Die Abschwächung der saisonalen Unterschiede im Abflussverhalten des Mekong beginnt bereits positive Auswirkungen auf die Schifffahrt zu haben.

Allerdings wurde die Durchführung strombaulicher Maßnahmen im weitere Verlauf des Mekong bis zur Stadt Luang Prabang in Laos verhindert. Planung, Implementierung und Finanzierung für die bereits durchgeführten Maßnahmen kam zum größten Teil von China. Dies wird ebenso der Fall für die weiteren geplanten Maßnahmen sein. Die Auswirkungen der bereits implementierten Dämme auf die Morphologie und insbesondere auf das Feststoffkontinuum lassen sich bereits eindeutig quantifizieren. Die Fertigstellung der neuen Brücke über den Mekong zwischen Laos (Houay Xay) und Thailand (Chiang Khong) im Jahr 2013 und damit die Lückenschließung der Asiatischen Fernstraße AH3 zwischen China und Thailand, bringt den Gütertransport auf der Straße in direkte Konkurrenz zu dem Transport auf dem Mekong. Weiterhin wird der Bau von Staudämmen im unteren Abschnitt des Mekong die Situation für die Schifffahrt durch das Entstehen von Stauseen grundlegend verändern. Die Stauwurzel des obersten Dammes, des Pak Beng Dammes, wird bis fast zur thailändischen Stadt Chiang Khong reichen. Dadurch wird der 70 km lange thailändisch-laotische Abschnitt des Mekong zwischen Sop Ruak und Chiang Khong zu einem der letzten Haupthindernisse für die Schifffahrt von China bis zur Mündung in den Pazifik.

Diese Dissertation untersucht die Entwicklung der Schifffahrt, des Handels und der vorhandenen und geplanten Verkehrswegenetze in der Region. Mögliche Veränderungen des Abflussverhaltens nach Implementation der oberen Mekongkaskade wurden analysiert und der Einfluss auf die Schifffahrt wurde untersucht. Die in den gewässerkundlichen Jahrbüchern aufgeführten Abflusswerte für die Pegelstation Chiang Saen zeigen in hohem Maße Inkonsistenzen (Verhältnis Wasserstand zu Abflussvolumina), die augenscheinlich auf fehlerhaften Messungen beruhen. Durch Vergleichsrechnungen konnten die Messwerte zwischen den Jahren 2000 und 2010 korrigiert werden. Vorhandene Flusskarten für den untersuchten Abschnitt des Mekong erwiesen sich als nicht hinreichend detailliert. Daher wurde im Rahmen dieser Dissertation das Flussbett im gesamten 70 km Flussabschnitt mit einem Sonargerät vermessen. Durch Überlagerung der gemessen Sohltiefen mit vorhandenen topographischen Geländekartenkarten für die Ufer, konnte eine umfangreiche und gute Datengrundlage erhalten und basierend darauf eine detaillierte bathymetrische Karte erstellt werden. Die Übergangsbereiche gemessener und vorhandener Daten wurden dabei erstaunlich gut abgebildet. Ebenfalls im Rahmen dieser Dissertation wurden Sedimentproben genommen und analysiert. Zusätzlich durchgeführte Tauchgänge mit Probennahmen von der Flusssohle ergänzten die Datengrundlage. Das von Zanke [1994] entwickelte und seit über 20 Jahren am Institut für Wasserbau der Technischen Universität Darmstadt für morphologische Simulationen eingesetzte und weiterentwickelte Programm Timor3 wurde für hydrodynamischen und morphodynamischen Simulationen verwendet. Basierend auf den gewonnenen Daten wurden Simulationen mit Timor3 für verschiedene strombauliche Szenarien durchgeführt. Zwischen Abfluss und notwendigen Eintauchtiefen des Schiffskörpers für eine ungehinderte Navigation konnten Korrelationen ermittelt werden. Simulationen wurden durchgeführt, um die Auswirkung strombaulicher Maßnahmen bei mehreren, für die Schifffahrt kritischen, Flussabschnitten zu analysieren. Eine morphologische Langzeitsimulation für den Abflusszeitraum von einem Jahr wurde durchgeführt.

Im Rahmen dieser Dissertation wurden zum ersten Mal in diesem Abschnitt des Mekong umfassende und unabhängige hydrodynamische und morphodynamische Untersuchungen und Simulationen, sowie eine fundierte Analyse zur Verbesserung der Schifffahrt durchgeführt. Die Untersuchung zur Entwicklung des Handels und des Verkehrswegenetzes zeigte, dass es keinen dringenden Bedarf und aus ökonomischer Sicht keine Vorteile bringt, den Flussabschnitt zwischen Sop Ruak und Chiang Khong vor der Implementierung der Staudämme in unteren Bereich des Mekong auszubauen. Es wurde gezeigte, dass ein ganzjähriger Mindestabfluss von 2 000 m3/s an der Pegelstation Chiang Saen, bei entsprechendem Betrieb der Dämme im oberen Mekong zum Nutzen der Schifffahrt, möglich ist. Dabei wurde deutlich, dass zusätzlich zu den bereits geplanten Sprengungen im Bereich der felsigen Abschnitte, gezielte Ausbaggerungen in alluvialen Flussbereichen notwendig sind, um den Mekong bei einem Mindestabfluss von 2 000 m3/s ganzjährig für Schiffe der Klasse IV nach der Klassifizierung der europäischen Binnenwasserstraßen schiffbar zu machen. Die gute Eignung des Programmes Timor3 zum Einsatz für flussmorphologische und strombauliche Fragestellungen konnte nachgewiesen werden. Das Programm Timor3 zeigte eine hohe Sensibilität für die geeignete Schätzung der Korngrößenverteilung der Sedimente im Flussbett vor Beginn der morphodynamischen Simulationen. Obwohl Timor3 bisher zumeist im Küstenbereich eingesetzt wurde, so doch die Eignung auch für die Anwendung für hydrodynamische und morphologische Fragestellungen für Fließgewässer gezeigt werden.