Der 52 km² große, mesohaline Wasserkörper der Schlei ist das größte Brackgewässer in Schleswig-Holstein. Neben natürlich vorhandenen Stressfaktoren sind es die in der jüngeren Vergangenheit hinzugekommenen anthropogenen Einflüsse, die die Schlei zu einem äußerst empfindlichen Gewässer gemacht haben. Ihr derzeitiger ökologischer Zustand wird als schlecht eingestuft. Als Grundlage für eventuelle Maßnahmen zur Verbesserung dieses Zustandes wurde die Schlei von März bis April 2017 umfassend mit hydroakustischen und sedimentologischen Methoden kartiert. Mit dem Seitensichtsonar und einem parametrischen Sedimentecholot konnten auf 400 km Profillänge entsprechend 30 km² das Sedimentverteilungsmuster und der vertikale Aufbau des Meeresbodens erfasst werden; die übrigen Bereiche waren aufgrund zu geringer Wassertiefe oder Hindernissen (z.B. Stellnetze) nicht zugänglich. Um diese Daten verifizieren und sedimentologisch interpretieren zu können, wurden 166 Greiferproben und 24 Sedimentkerne entnommen. Neben der Aufbereitung der digitalen Daten und der Erstellung von Karten und Profilen erfolgten Korngrößenanalysen und die Bestimmung von Kohlenstoffgehalten. An den Sedimentkernen erfolgten Nährstoffanalysen des Porenwassers, Röntgenfluoreszenzanalysen, Röntgenaufnahmen sowie Altersdatierungen zur stratigraphischen Einstufung.
Von der kartierten Sedimentoberfläche bestehen 22 km² (74%) aus mehr als 50% Silt und Ton (Korndurchmesser <63 µm). Dieses Sediment tritt überwiegend in der inneren und mittleren Schlei auf, wobei die mittlere Schlei generell etwas feinere Sedimente aufweist. Der übrige Anteil der kartierten Fläche liegt im Korngrößenbereich des Sandes. Das Sediment in den Engen besteht überwiegend aus Sand und einem Feinsedimentanteil (<63 µm) zwischen 10% bis 50%. Dieses Sediment tritt auch im Mündungsgebiet der Füsinger Au, in der Mittleren Schlei und in Gebieten auf, wo spätglaziale Beckenablagerungen (Sande und Silte) den Meeresboden leicht erhöhen. Weiterhin kommt Sand in der Äußeren Schlei, östlich der Enge von Rabelsund, bis Maasholm vor. Sande mit weniger als 10% Silt und Ton kommen besonders in den Ufergebieten der Inneren Schlei vor. Vom Meeresboden aufragende Sandinseln gibt es in den zentralen Bereichen der Kleinen und Großen Breite, sowie der Büstorfer Breite, hier auch abseits der Ufergebiete. In der Äußeren Schlei bilden Sande östlich von Maasholm im Bereich der Fahrrinne die Sedimentoberfläche. Südlich von Maasholm treten im Untergrund geschichtete Sandkörper mit über 3 m Mächtigkeit auf. Weiter östlich, in Richtung der Schleimündung, bilden Sande Rippelfelder aus. In den Engen von Missunde und Kappeln liegt teilweise sedimentfreier Schill an der Oberfläche. Geschiebemergel bzw. aus diesem herausgewaschene Blöcke und Steine befinden sich nördlich von Missunde, südlich von Kappeln und nahe der Schleimündung. In der Inneren Schlei konnten im Untergrund liegende Gyttjen, Schilllagen und Torfe, Letztere mit einem Alter von ca. 6.000 Jahren vor heute, nachgewiesen werden. Unterhalb dieser organogenen Sedimente befinden sich glazifluviale Schmelzwassersande. In der Mittleren Schlei können quer zu ihrer SW – NO - Ausrichtung immer wieder aufragende, geschichtete kalkreiche Beckensilte oder Sande beobachtet werden.
Der organische Kohlenstoffgehalt des Oberflächensedimentes reicht bis zu 12,8% mit auffällig hohen Gehalten vor Schleswig, in der westlichen Großen Breite und in der Büstorfer Breite. In
der innersten Schlei sind die Werte gegenüber früheren Untersuchungen etwas geringer. Östlich der Brücke von Lindaunis nehmen die Organikgehalte ab.
Das organikreiche, siltige Sediment setzt sich auch im Vertikalprofil fort und erreicht durchschnittliche Mächtigkeiten in der inneren Schlei von 29,6 cm, in der mittleren Schlei sind es 28,5 cm. In der südlichen Großen Breite und der Karschauer Breite kommen auch Mächtigkeiten über 50 cm vor. Es wird als Halbfaulschlamm klassifiziert, zeigt in den tieferen Lagen des Vertikalprofils aber auch einen sapropelartigen Charakter. Zu den Ufern hin nehmen die Mächtigkeiten dieses Sedimentpaketes ab. Nährstoffmessungen am Porenwasser der Sedimentkerne zeigen für den Beprobungszeitraum oxische Verhältnisse in den oberen Zentimetern. Im Sedimentprofil zeigen die Nährstoffkonzentrationen im Porenwasser für die innere Schlei etwas höhere Werte als für die mittleren Schlei.
In früheren Untersuchungen wurden für die innerste Schlei Sedimentationsraten bis zu 8 mm/Jahr festgestellt. Eine Fortsetzung dieser hohen Sedimentationsraten konnte im Rahmen dieser Untersuchungen nicht festgestellt werden. Weder die gemessenen Mächtigkeiten des siltigen Oberflächensedimentes noch die Messungen von Sedimentationsraten mit den Radionukliden 210Pb und 157Cs können derart hohe Sedimentationsraten bestätigen. Ein Kern aus der mittleren Schlei zeigt, dass bis ca. 1980 bestehende Sedimentationsraten in der Größenordnung von 4,2 mm/Jahr auf 2,2 mm/Jahr abgesunken sind.
Die Menge des siltigen Oberflächensedimentes, das in der Vergangenheit nur für die innerste Schlei bestimmt wurde, ist für diesen Bereich im Zeitraum von 35 Jahren (1981 – 2017) mit 1,36 ± 0,12 x 106 m³ nur leicht angestiegen. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass dieses Sediment auch in der Großen Breite und in der mittleren Schlei vorkommt. Die Gesamtmenge dieses Sedimentes beträgt für die innere und mittlere Schlei ca. 6,3 ±0,33 x 106 m³.
Neben Schill, Blöcken und Steinen, die als Hartsubstrate ein hohes Besiedlungspotenzial innerhalb des vorwiegend siltig bis sandigen Sediments der Schlei darstellen, konnten Seegraswiesen vor Maasholm und Miesmuschelbänke vor Kappeln und Schleimünde mit Hilfe der Sedimentkartierung ausgewiesen werden.