Sedimenttransportvorgänge im Innenbereich der Nordzufahrt Stralsund MorWin – Workshop am 30.11.00 in Warnemünde

  • View
    104

  • Download
    2

Embed Size (px)

Transcript

  • Folie 1
  • Sedimenttransportvorgnge im Innenbereich der Nordzufahrt Stralsund MorWin Workshop am 30.11.00 in Warnemnde
  • Folie 2
  • Einleitung Warum Innenbereich ? Fragestellungen des WSA Stralsund zur Fahrwasserstabilitt.( Wo sind stranfllige Bereiche der Schiffahrtsrinne ?) Gute Datenlage durch das MorWin-Messprogramm Herbst 1997 und durch Verkehrsicherheitspeilungen der Fahrrinne durch das WSA Stralsund. Grtenteils 2 dimensionale Strmungsvorgnge (Rinnen und Flachs) Auenbereich.
  • Folie 3
  • Vergleich 2D/3D Modellierung Strmungsbild in der Gellenbucht bei NW-Wind 3D schwarz - Oberflchenschicht violett - bodennahe Schicht 2D schwarz tiefengemittelt
  • Folie 4
  • Vergleich 2D/3D Modellierung Abweichung der bodennahen Strmungsrichtung [] RCM9
  • Folie 5
  • Vergleich 2D/3D Modellierung Abweichung der bodennahen Strmungsrichtung [] RCM9 S4
  • Folie 6
  • Vergleich 2D/3D Modellierung zu Messung Messung RCM9 (Bockgrund) - bodennah
  • Folie 7
  • Vergleich 2D/3D Modellierung zu Messung Messung S4 (Hiddensee) - tiefengemittelt
  • Folie 8
  • Gliederung Modelle / Modellbildung Hydrologie des Innenbereichs Morphodynamische Modellierung mit stationren Zustnden stationre windinduzierte Strmungszustnde stationre wasserstandsinduzierte Strmungszustnde Vergleich mit gemessenen Volumina (aus Peilungen der Nordzufahrt) Zusammenfassung
  • Folie 9
  • Modelle/Modellbildung Eingesetzte Modelle
  • Folie 10
  • Modelle/Modellbildung Wichtige Transportprozesse im Innenbereich OSTSEE Innenbereich. Seegatt:Ein- und Ausstrom Flachs: Aufwirbelung durch Wellen Auenkste:Lngs- transport
  • Folie 11
  • Modelle/Modellbildung Modellgebiete & -gitternetze FEM-Netz: 25000 Knoten Feinste Auflsung: 20m
  • Folie 12
  • Modelle/Modellbildung Modellgebiete & -gitternetze FEM-Netz: 25000 Knoten Feinste Auflsung: 20m Gebiet der eingenisteten Wellenmodellierung im Innenbereich.
  • Folie 13
  • Knotenpunkte des BSH - Modells Modelle/Modellbildung Randbedingungen fr Modellierung von stationren Windsituationen Bezglich der Windsituation gemittelte Wasserstnde aus dem BSH- Modell.
  • Folie 14
  • Isoflchen gleicher Windstrke (West, 6 Bft.) Modelle/Modellbildung Randbedingungen fr Modellierung von stationren Windsituationen KLIBO - Windatlas
  • Folie 15
  • Modelle/Modellbildung Pegel Althagen ohne/mit Windatlas Pegelmessung Modellrechnung ohne Windatlas Pegelmessung Modellrechnung mit Windatlas
  • Folie 16
  • M 62 Strmungsgeschw. [cm/s] Windgeschw [m/s] SD WNW OST Windrichtung M62-1Anteil der Strmungsri. In % Hydrologie des Innenbereiches Windeinflu auf die Strmungen im Innenbereich
  • Folie 17
  • Windrichtung M8-2 Anteil der Strmungsri. In % Hydrologie des Innenbereiches Windeinflu auf die Strmungen im Innenbereich M8-2 Strmungsgeschw. [cm/s] WNW OST SD Windgeschw [m/s]
  • Folie 18
  • Aus- strom Ein- strom Hydrologie des Innenbereiches Strmungsgeschwindigkeit im Innenbereich als Funktion der Pegeldifferenz Barhft - Neuendorf Barhft
  • Folie 19
  • Aus- strom Ein- strom Hydrologie des Innenbereiches Strmungsgeschwindigkeit im Innenbereich als Funktion der Pegeldifferenz Barhft - Neuendorf Barhft
  • Folie 20
  • 5 Hydrologie des Innenbereiches Mittlere Pegeldifferenzen Barhft Neuendorf (93-98) als Funktion der Windsituation
  • Folie 21
  • Hydrologie des Innenbereichs Zusammenfassung Im statistischen Mittel ist die Strmungslage im Innenbereich durch die Windlage (Windstrke und richtung) bestimmt. Diese Situationen werden mit dem HN-Modell unter Vorgabe von stationrem Wind gut wiedergegeben (windinduzierte Strmungslagen). Es gibt darber hinaus starke Ein- und Ausstromereignisse, die z.T. oder vollstndig von Wasserstandsschwankungen grorumiger Art (Seiches) induziert sind (wasserstandsinduzierte Strmungslagen).Es gibt darber hinaus starke Ein- und Ausstromereignisse, die z.T. oder vollstndig von Wasserstandsschwankungen grorumiger Art (Seiches) induziert sind (wasserstandsinduzierte Strmungslagen). These: Beide Prozesse wirken auf die Morphologie.
  • Folie 22
  • Hydrologie des Innenbereiches Beispiel einer nicht-windbeeinfluten Ausstromsituation Pegeldifferenz Barhft- Neuendorf Strmungsge- schwind. Windgeschwind. Windrichtung Strmungsrichtung WEST SD OST
  • Folie 23
  • Morphodynamische Modellierungen mit windinduzierten Strmungslagen Wasserspiegellagen whrend NNW -Wind 6 Bft.
  • Folie 24
  • Morphodynamische Modellierung Windinduzierte Strmungslagen BUBBLE und SWAN laufen mit stationren Randbedingungen fr 12 Windrichtungen (je 30) und 5 Windgeschwindigkeiten (4- 8 Bft.). BUBBLE SWAN TIMOR Stationre Randbed. Wasserstand, Windfeld TIMOR: Morphologienderungen fr 12 x 5 = 60 versch. Windlagen
  • Folie 25
  • Morphodynamische Modellierung Sohlhhenentwicklung [m] bei stationren Windlagen (7 Bft.) innerhalb 1 h in den Rinnenabschnitten
  • Folie 26
  • Morphodynamische Modellierungen wasserstands- induzierter Strmungslagen Wasserspiegellagen whrend eines Anstiegs des Wasserstandes der Ostsee
  • Folie 27
  • Morphodynamische Modellierung Wasserstandsinduzierte Strmungslagen BUBBLE rechnet mit stationren Wasserstandsrandbedin- gungen je 5 Ein- und Ausstromsituationen ohne Wind und Welle. TIMOR BUBBLE Stationre Randbed. Wasserstandsgradient TIMOR: Morphologienderungen fr 2 x 5 = 10 versch. Wasserspiegellagen
  • Folie 28
  • Morphodynamische Modellierung Sohlhhenentwicklung [m] bei wasserstandsinduzierten Strmungslagen innerhalb 1 h in den Rinnenabschnitten Mittlerer Sohlhhennderung [m] AUSSTROMEINSTROM
  • Folie 29
  • Vergleich mit gemessenen Volumina Zeitrume mit auswertbaren Peilinformationen ZeitraumDatumDauer Winter 94-957.12.94 4.5.95181 Tage Winter 95-968.8.95 16.4.96252 Tage Winter 96-9722.7.96 13.3.97233 Tage Frhjahr 9713.3.97 28.8.98164 Tage Winter 97-9818.9.97 12.1.98117 Tage Frhjahr 9812.1.98 6.4.9887 Tage
  • Folie 30
  • Vergleich mit gemessenen Volumina Windstatistik von 4 untersuchten Zeitrume Winter 94-95: hohe WindhufigkeitSdwest-Westwind dominiert Winter 95-96: erhhte WindhufigkeitWest- und Ostwinde Frhjahr 98:geringe WindhufigkeitWestwind dominiert stark Spring 97: hohe WindhufigkeitNordost-Ostwind dominiert Winter 94-95Winter 95-96Frhjahr 98Frhjahr 97
  • Folie 31
  • Vergleich mit gemessenen Volumina Berechnung mit Windstatistik der Windsituationen Gemessene Volumina: Berechnete Volumina:
  • Folie 32
  • Vergleich mit gemessenen Volumina Berechnung mit Windstatistik der Windsituationen Gemessene Volumina: Berechnete Volumina:
  • Folie 33
  • Pegeldifferenz Barhft- Neuendorf Winter 97-98 Aus- strom Ein- strom Vergleich mit gemessenen Volumina Bestimmung der wasserstandsinduzierten Ereignisse
  • Folie 34
  • Pegeldifferenz Barhft-Neuendorf Windbereinigte Pegeldifferenz Barhft-Neuendorf Vergleich mit gemessenen Volumina Bestimmung der wasserstandsinduzierten Ereignisse
  • Folie 35
  • Vergleich mit gemessenen Volumina Wasserspiegelstatistik Winter 97-98
  • Folie 36
  • Vergleich mit gemessenen Volumina Berechnung mit Windstatistik und Wasserspiegelstatistik Gemessene Volumina: Berechnete Volumina:
  • Folie 37
  • Zusammenfassung Die Versandungssensitivitt der Rinnenabschnitte bezglich Windsituationen und nicht windinduzierten Ein- und Ausstromereignissen kann aufgezeigt werden. Die Morphologie des Innenbereichs kann mittels Windstatistiken in Zeitrumen von bis zu ca. Jahr mit linearer Superposition berechnet werden. Verbesserte Ergebnisse erhlt man mit Bercksichtigung der wasserstandsinduzierten Ein- und Ausstromsituationen.