Das Projekt "OPTEL: Windstaustudien und Entwicklung eines operationellen Tide-Elbe-Modells - Entwicklung eines operationellen Tidemodells der Elbe sowie einer Modellkopplung mit dem BSH-Vorhersagemodell der Nordsee (OPTEL-C)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Bundesanstalt für Wasserbau.1 Problemstellung und Ziel: Die Elbe und besonders die tidebeeinflusste Unterelbe ist ein stark frequentierter Schifffahrtsweg. Aufgrund des Tideeinflusses benötigen Schiffe, die von der Nordsee kommend die Elbe nach Hamburg befahren, präzise und möglichst langfristige Vorhersagen des Wasserstandes. Für Manöver im Hafen wie z. B. das Eindocken von Schiffen oder das Wenden sehr großer Schiffe werden zusätzlich detaillierte Kenntnisse der tideabhängigen Strömungsverhältnisse benötigt. Bei extremen Ereignissen wie Sturmfluten, sehr hohen oder auch sehr niedrigen Oberwasserzuflüssen in die Tideelbe sind räumlich und zeitlich detaillierte Vorhersagen von Wasserstands- und Strömungsverhältnissen besonders wichtig. Ziel dieses Projektes ist es, eine operationelle Wasserstands- und Strömungsvorhersage für die Tideelbe zwischen Cuxhaven und Bleckede auch bei extremen Wind- und/oder Oberwassersituationen zur Verfügung zu stellen. Bei der Konzeption des Vorhersagesystems aus Atmosphäre, Nordsee und Elbe wird darauf geachtet, dass die standardisierten Schnittstellen unabhängig vom Ästuar und unabhängig vom HN-Modell formuliert sind. Dies soll die Übertragung des Vorhersagesystems auf andere Ästuare wie Ems oder Jade-Weser ermöglichen. 1.2 Bedeutung für die WSV: Verbesserte Vorhersagen von Wasserstands- und Strömungsverhältnissen ermöglichen zusätzlich zu einer verbesserten Beratung der Schifffahrt auch die Möglichkeit, bei Havarien im Bereich der Elbe die Öl- bzw. Schadstoffbekämpfung effizienter zu betreiben. 2 Untersuchungsmethoden: Auf der Grundlage des 3-dimensionalen hydrodynamisch numerischen Modells (UnTRIM) wird das BAW-Vorhersagemodell-Elbe entwickelt. Das mathematische Verfahren UnTRIM eignet sich besonders für Anwendungen in geometrisch komplexen Ästuaren mit regelmäßigem Überfluten und Trockenfallen. Das BAW-Vorhersagemodell für Wasserstand, Strömung und Salzgehalt in der Tideelbe erhält Informationen über den vorhergesagten Wind über der Elbe aus dem Wettervorhersagemodell (COSMO-EU des DWD). Am seeseitigen Rand zur Nordsee werden Wasserstands- und Salztransportvorhersagen aus dem Vorhersagemodell (BSHcmod) des BSH vorgegeben. Als Abfluss für den Vorhersagezeitraum wird die letzte verfügbare Abflussmessung in Neu Darchau (BfG) verwendet. Die vom BAW-Vorhersagemodell-Elbe benötigten Schnittstellen zu den genannten Randwerten sind in (OPTEL-C) in enger Zusammenarbeit mit (OPTEL-A) und (OPTEL-B) entwickelt worden. Zur Kalibrierung und Validierung des BAW-Vorhersagemodells-Elbe stehen Messungen von Wasserstand, Strömung und Salzgehalt entlang des Ästuares sowie Randwerte für 6 Szenarien aus den Jahren 2006, 2007 und 2008 zu Verfügung. Die Wasserstandsrandwerte stammen zum einen aus dem Vorhersagemodell des BSH und zum anderen aus Messungen. Die 6 von (OPTEL-D) ausgewählten Szenarien beinhalten unterschiedliche meteorologische und hydrologische Situationen, wie mittlere Verhältnisse, Sturmfluten, Sturmebbe oder sehr hohe bzw. sehr niedrige Oberwasser
Das Projekt "Oberwasserwirkung in Tidefluessen - Phase II" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Freie und Hansestadt Hamburg, Wirtschaftsbehörde, Strom- und Hafenbau.Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Oberwasserfuehrung und Sedimentationsverhalten in einzelnen Flussabschnitten am Beispiel der Elbe. Nutzen fuer den Anwender: Groesse der Abweichungen zwischen den Ergebnissen eines eindimensionalen Rechenmodells und Naturmesswerten der Wasserstaende und Stroemungsgeschwindigkeiten.
Das Projekt "Sedimentation in Tidehaefen - Phase 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie / Freie Hansestadt Bremen / Freie und Hansestadt Hamburg / Landesregierung Niedersachsen / Landesregierung Schleswig-Holstein. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Bremen, Fachbereich 3 Bauingenieurwesen.Die in Phase 1 ermittelten Sedimentationen in Tidehaefen haben gezeigt, dass ganz bestimmte Bereiche besonders stark verlanden. Es handelt sich dabei um eine Reaktion auf die jeweils herrschenden hydrodynamischen Vorgaenge, abhaengig vom Angebot und der Zusammensetzung der Sedimente. Es ist vorgesehen, in der 2. Phase Stroemungsmessungen und Sedimentationsuntersuchungen vorzunehmen sowie die Problembereiche der Haefen in den Verlandungsschwerpunkten (Walzenbereichen) genauer zu erfassen. Aus der wissenschaftlichen Analyse und Aufbereitung der aus der Natur gewonnenen Daten werden neue Erkenntnisse ueber die Transport- und Sedimentationsprozesse in Tidehaefen erwartet. Grundlagenforschungen der physikalischen und biologischen Vorgaenge bei kohaesiven und nichtkohaesiven Sedimenten sind erforderlich, damit der Sedimenttransport in hydraulischen und hydrodynamisch numerischen Modellen kuenftig realistischer simuliert werden kann. Auf der Basis der Untersuchungen in der Natur sollen neue Modelle fuer unterschiedliche Baggerstrategien mit Empfehlungen zur Reduzierung und Optimierung der Unterhaltungsmassnahmen erarbeitet werden.
Das Projekt "Sedimentation in Tidehaefen - Phase 2, Sedimentation in Tidehaefen - Phase 1" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung und Technologie / Freie Hansestadt Bremen / Freie und Hansestadt Hamburg / Landesregierung Niedersachsen / Landesregierung Schleswig-Holstein. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Bremen, Fachbereich 3 Bauingenieurwesen.Die staendige Sedimentation in Tidehaefen erfordert einen erheblichen Unterhaltungsaufwand, um die erforderlichen Sollwassertiefen zu gewaehrleisten. Um festzustellen, ob die Sedimentationen in Tidehaefen in geeigneter Form beeinflusst werden koennen, muessen die grundlegenden physikalischen Vorgaenge erst einmal verstanden werden. Erster wichtiger Schritt war es, aus Peilplananalysen festzustellen, wie gross die Verlandung in Tidehaefen ist und wie sie sich im einzelnen verteilt. Zusaetzlich wurden die gewaesserkundlichen Einflussgroessen wie Oberwasser, Tidegeschehen, Salzgehalt und Wassertemperatur untersucht. Aus der Kenntnis der physikalischen Vorgaenge und den Auswirkungen unterschiedlicher Baggerstrategien auf die Sedimentation sollten Vorschlaege zur Optimierung von Unterhaltungsmassnahmen erarbeitet werden. Die in Phase 1 gefundenen Sedimentationsverteilungen haben gezeigt, dass ganz bestimmte Hafenbereiche besonders hohen Auflandungen unterworfen sind. Die Sedimentationsverteilung ist dabei die Reaktion auf die jeweils herrschenden hydrologischen Vorgaenge. In der 2. Phase sollen deshalb Sedimentationsuntersuchungen und Stroemungsmessungen durchgefuehrt werden. Die Problembereiche der Haefen werden nach den Auswertungen der 1. Phase in engeren Rasterrfasst, um die Verlandungsmaxima genauer festlegen zu koennen. Es bleibt das Ziel, die komplexen Sedimentationsvorgaenge besser zu verstehen, um Optimierungsvorschlaege fuer die Hafenunterhaltung machen zu koennen. Die anstehenden Probleme bei der Entsorgung des zum Teil hoch kontaminierten Baggergutes erfordern dies zwingend.
Das Projekt "Oberwasserwirkung in Tidefluessen - Phase II, Oberwasserwirkung in Tidefluessen - Phase I" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung und Technologie. Es wird/wurde ausgeführt durch: Freie und Hansestadt Hamburg, Behörde für Wirtschaft, Verkehr und Landwirtschaft, Strom- und Hafenbau.Die hydrodynamischen Verhaeltnisse in einem Tidefluss werden neben den topographischen Randbedingungen durch das Einschwingen der Tide und den Oberwasserabfluss bestimmt. Diese Wirkungskomponenten beeinflusssen die Formen der Tidekurven entlang eines Flusses. Durch Analyse dieser Tidekurven sollen Rueckschluesse auf unterschiedliche Stroemungsverhaeltnisse und daraus resultierende Probleme wie z.B. Schwebstoffverhalten, Sedimentation und Erosion bezogen werden. Um die Bandbreite der Tidekurvenanalysen auf ein zweckmaessiges Minimum zu reduzieren, sollen in einem Vorprogramm Parameterstudien durchgefuehrt werden. Parallel dazu sollen zur spaeteren Verknuepfung von Einflussgroessen Schwebstoffuntersuchungen weiterbetrieben werden, weil das derzeitige Datenmaterial noch unzureichend ist.