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AufMod

erstellt von huenken zuletzt verändert: 22.12.2010 11:25

Projekt:
AufMod
Aufbau von integrierten Modellsystemen zur Analyse der langfristigen Morphodynamik in der Deutschen Bucht

Laufzeit:
01.11.2009 bis 31.12.2012
Koordinator:
Dr. Harro Heyer

Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) Hamburg, Abteilung Wasserbau im Küstenbereich
Wedeler Landstraße 157
22559 Hamburg
Projektpartner:
Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) Hamburg

Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften (marum)

Universität der Bundeswehr (UniBW) München, Institut für Wasserwesen

smile consult GmbH Hannover

Universität Kiel, Institut für Geowissenschaften (EC Meeresspiegelanstieg und Küstenerosion)

Senckenberg Forschungsinstitut und Naturmuseum Wilhelmshaven

Programm:
Schifffahrt und Meerestechnik für das 21. Jahrhundert
Themenschwerpunkt: Forschungskonzept für das Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen
Ziele:
Verbund
Ziel der Arbeiten ist die Definition und Analyse von Sedimenttransportwegen, -richtungen, -mengen und -bilanzen zum Verständnis der langfristigen und großräumigen Sedimentdynamik sowie die Prognose großräumiger Transport- und Formänderungsprozesse. Die Variabilität der Ergebnisse verschiedener deterministischer Modellverfahren, neuronaler Netze und empirischer Modellansätze soll aufgezeigt werden. Ergebnisse sollen in eine Datenbank offen für die Nutzung durch Dritte eingebunden werden. Modellsysteme sollen für ausgewählte Szenarien (erwartetes Klima, Anstieg des Meeresspiegels und Änderung des Seegangsklimas) verwendet werden. Das multidisziplinäre Verbundprojekt soll einen wesentlichen Beitrag zum Verständnis der Analyse der langfristigen Morphodynamik in der Deutschen Bucht leisten; es entspricht den Anforderungen der Rahmenausschreibung für ein KFKI-Projekt zur Morphodynamik in der Deutschen Bucht.

AufMod-A: Bodenmodell - Aufbau und Plausiblisierung eines Bodenmodells und seiner Dynamik als Grundlage für die numerische Modellierung (BSH Hamburg)
Ziel der Arbeiten ist es, mit einem kombinierten Methodenansatz ein Bodenmodell "Deutsche Bucht" mit abgestimmter Parametrisierung für die großräumige und Langzeit-Simulation der Morphodynamik zu entwickeln. Konsistente Gitter-Datensätze zur Bathymetrie und Sedimentologie mit dokumentierter Qualität sollen flächenhaft als Eingangsparameter für die numerische Modellierung bereitgestellt werden. Die Dynamik des Bodenmodells soll auf der Grundlage bestehender morphologischer und sedimentologischer Zeitreihen und anhand kalibrierter hydroakustischer Untersuchungen in repräsentativen Teilflächen der Untersuchungsgebiete Ästuar, Wattenmeer und Vorstrand/Schelf quantitativ erfasst und flächendeckende, hochaufgelöste Datensätze mit dokumentierter Qualität für die Verifikation der jeweiligen Modellergebnisse erstellt werden.

AufMod-B Bodenformen - Verbreitung und Prognose submariner Bodenformen in Küstengewässern (marum Bremen)
Eine Analyse der Tidedynamik, Sedimentologie und der hochauflösenden Morphologie bildet die Grundlage für empirische Modelle zu Bodenformen und Rauheiten in der numerischen Simulation. Die Auswertung bathymetrischer Daten erfordert die Zusammenführung relevanter Messergebnisse aus der Peildatenbank Küste (PDBK) und anderer Datenquellen (z.B. PANGAEA, Marum) in ein Geoinformationssystem, eine Konsistenzanalyse sowie die Klassifizierung und Parametrisierung von Bodenformen zu eindeutigen und rekursiven Kenngrößen. Die hydrodynamische Auswertung beinhaltet eine Definition relevanter Zeitskalen und repräsentativer Parameter. Informationen über die Verteilung von Oberflächensedimenten werden in ein Geoinformationssystem eingebunden.

AufMod-C: Prozessorientierte Modellierung - Analyse langfristiger, großräumiger Prozesse durch prozessorientierte Simulation der Deutschen Bucht (BAW Hamburg)
Ziel der Untersuchungen ist ein Modellaufbau für den Küstenbereich, die Wattgebiete und Ästuare. Geplant sind die Berechnung von Tide und Seegang, jeweils für einen aktuellen und einen mehrere Jahre zurückliegenden Zeitraum. Eine Simulation und Analyse der Sedimentdynamik und der morphologischen Veränderungen ist vorgesehen. Eine Datenbank soll mit den Simulations- und Analyseergebnissen beschickt werden. Der Einfluss ausgewählter Klimaänderungsszenarien auf die Sediment- und Morphodynamik im Küstensaum und den Ästuaren wird evaluiert werden.

AufMod-D: Morphodynamische Langzeitsimulation durch Entkopplung von Hydro- und Morphodynamik (UniBW München)
Ziel der Arbeiten ist der Aufbau eines Simulationssystems, welches in der Lage ist, die Morphodynamik der Deutschen Bucht über einen langen Zeitraum (ca. 100 Jahre) zu simulieren, wobei die Evolution der Sohlhöhe und die Zusammensetzung des Bodensubstrats auf einem hochaufgelösten, unstrukturierten Gitter abgebildet werden. Die Simulation soll so effektiv erfolgen, dass verschiedene Szenarien analysiert werden können. Ergebnisse dieser Szenarien sollen mit Hilfe statistischer Reliabilitätsanalysen bewertet werden.

AufMod-E: Modellbasierte Analyse langfristiger Formänderungsprozesse an der deutschen Nordseeküste (smile consult GmbH Hannover)
Ziel der Arbeiten ist es, daten- und prozessbasierte Modellansätze zur Beschreibung morphodynamischer Entwicklungen sowie für kurz- und langfristige Vorhersagen enger miteinander zu verzahnen, um hierdurch (a) modellspezifische Unsicherheiten und Defizite zu quantifizieren und zu beherrschen, (b) daten- und messspezifische Unsicherheiten und deren Fortpflanzung in den Modellen abzuschätzen und (c) integrative Identifikations-, Analyse- und Vorhersageverfahren für Formänderungsprozesse an der deutschen Nordseeküste zu entwickeln. Zur Einbindung von Daten aus anderen informationstechnisch orientierten KFKI-Projekten in die Prozessketten der Projektpartner BSH und BAW ist die Anpassung von Softwarekomponenten und die Entwicklung und Implementierung geeigneter Verfahren zum Export von Projekt-Daten und Metadaten geplant.

AufMod-F: Bodenmodell - Stabilität von Sedimentverteilungsmustern in der Deutschen Bucht (Universität Kiel)
Geklärt werden soll, inwieweit Datensätze zur oberflächennahen Sedimentverteilung und Sedimentbeschaffenheit aus dem Küstennahbereich, insbesondere aus den Watten und Ästuaren die Sohlbeschaffenheit dieser hochdynamischen Ablagerungsräume repräsentativ und ortstreu abbilden. Die Stabilität von Sedimentverteilungsmustern soll auf einer Zeitskala von mehreren Dekaden verglichen und Veränderungen herausgearbeitet werden.

AufMod-G: Bodenmodell - Sediment-Fazies der deutschen Nordsee (Senckenberg Wilhelmshaven)
Geplant ist die Schaffung einer belastbaren Datengrundlage für eine ausreichende Erfassung sedimentologischer Parameter, die das Prozessgeschehen maßgeblich steuern. Repräsentative dynamische und stabile Teilflächen sollen für die Erstellung von bathymetrischen und sedimentologischen Datensätzen zur Verifizierung numerischer Modellergebnisse identifiziert werden. Insbesondere soll der Sedimentdurchsatz in typischen Nordseefaziesräumen charakterisiert werden, die aufgrund bisheriger Daten als morphologisch und sedimentologisch stabil gelten. Qualitative und quantitative Änderungen bei Steuerungsprozessen, die zu einer irreversiblen Veränderung der Bodeneigenschaften führen, sollen erkannt werden.