Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI)

MudEstuary

Die Beeinflussung der Dynamik der Tideästuare durch Flüssigschlick

BMBF-Förderkennzeichen03KIS0112, 03KIS0113
Förderdauer01.06.2015–31.05.2018
ProjektleitungUniversität der Bundeswehr München, Institut für Hydromechanik, Wasserwirtschaft und Siedlungswasserwirtschaft
Prof.-Dr.-Ing. Andreas Malcherek
SchlüsselwörterFlüssigschlick, Modellviskosizität, Tideästuare, Simulation, Meeresregionen

Zur Modellierung der Dynamik von Flüssigschlicken wurde in den vorangegangenen KFKI-Projekten MudSim A und B (03 KIS 66-67) ein numerisches Modellsystem entwickelt, welches die komplexen rheologischen Eigenschaften dieser Fluide erfassen kann. Dieses Modell beinhaltet allerdings nur die Rheologie dieser Flüssigschlicke und kann bislang nicht den kontinuierlichen Übergang vom Flüssigschlick über die Suspension in das eventuelle vorhandene Klarwasser mit freier Turbulenz erfassen. Dabei wird das viskose Verhalten von Wasser durch Turbulenzmodelle, während das viskose Verhalten von Flüssigschlick durch rheologische Modelle beschrieben wird. Für diese Ansätze soll im beantragten Projekt ein kontinuierlicher Übergang entwickelt werden, so dass die Beeinflussung der Tidedynamik in den Ästuaren mit Flüssigschlickanfall durch einen Modellansatz beschrieben werden kann. Nach einer Literaturrecherche wird ein Laborversuch entwickelt, in welchem die Turbulenzdämpfung in einer geschichteten Schlicksuspension untersucht werden kann. Der Laborversuch wird mit möglichst natürlichen Schlicken bestückt, so wie sie in der Ems vorkommen. Im Laborversuch werden dann die turbulenten und die rheologischen Eigenschaften des geschichteten Wasser-Schlick-Systems ermittelt und mit dem Modellviskositätsansatz nachgerechnet, wodurch dieser validiert werden soll. Weitere Laboruntersuchungen werden zur Erfassung des Einflusses der Salinität und die biologische Aktivität auf die Rheologie der Flüssigschlicke durchgeführt. Ein solcher Ansatz ist vor allem deshalb notwendig, um die zunehmende Verschlickung des Emsästuars zum einen durch die Modellierung historischer Zustände ursächlich zu verstehen und auf diesen Erkenntnissen aufbauend Lösungsansätze für das Emsästuar zu erarbeiten. Deshalb wird das so gewonnene Modell zur turbulenten und rheologischen Viskosität wird im Teilprojekt B in die Simulationsmodelle der BAW eingearbeitet.

Publikationen

Naulin, Marie; Rahlf, Holger (2020): Abschlussbericht - MudEstuary_B (03KIS0113) - Die Beeinflussung der Dynamik der Tideästuare durch Flüssigschlick. Numerische Simulation des Emsästuars. Hg. v. Bundesanstalt für Wasserbau. 137 Seiten. https://doi.org/10.2314/KXP:170174094X
Abschlussbericht

Chmiel, Oliver; Andreas, Malcherek (2018): Chmiel, O., Malcherek, A. (2018): Abschlussbericht - MudEstuary-A (03KIS112) - Die Beeinflussung der Dynamik der Tideästuare durch Flüssigschlick; Experimentelle Turbulenzuntersuchungen in Schlicksuspensionen. Hg. v. Universität der Bundeswehr München, Institut für Wasserwesen (Mitteilungen 131/2020). 289 Seiten.
Abschlussbericht

Naulin, Marie; Rahlf, Holger (2018): 4. Zwischenbericht MudEstuary_B (03KIS0113) - Die Beeinflussung der Dynamik der Tideästuare durch Flüssigschlick. Numerische Simulation des Emsästuars..

Naulin, M. (2018): MudEstuary Interim Report, 1st DRAFT, 3D Numerical Model for Simulating Tidal Dynamics with Fluid Mud:Historic Scenarios.

Naulin, M. (2018): MudEstuary Interim Report, 1st DRAFT, 3D Numerical Model for Simulating Tidal Dynamics with Fluid Mud: Set-up and Application.

Chmiel, O., Malcherek, A. (2017): 3. Zwischenbericht MudEstuary-A (03KIS112) - Die Beeinflussung der Dynamik der Tideästuare durch Flüssigschlick; Experimentelle Turbulenzuntersuchungen in Schlicksuspensionen.

Naulin, M.; Rahlf, H. (2017): 3. Zwischenbericht MudEstuary_B (03KIS0113) - Die Beeinflussung der Dynamik der Tideästuare durch Flüssigschlick. Numerische Simulation des Emsästuars.

Chmiel, O.; Malcherek, A.; Naulin, M.; Rahlf, H. (2016): 1. Zwischenbericht MudEstuary (03KIS0112) - Die Beeinflussung der Dynamik der Tideästuare durch Flüssigschlick.

Chmiel, O.; Malcherek, A.; (2016): 2. Zwischenbericht MudEstuary_A (03KIS0112) - Die Beeinflussung der Dynamik der Tideästuare durch Flüssigschlick. Experimentelle Turbulenzuntersuchungen in Schlicksuspensionen.

Naulin, M.; Rahlf, H. (2016): 2. Zwischenbericht MudEstuary_B (03KIS0113) - Die Beeinflussung der Dynamik der Tideästuare durch Flüssigschlick. Numerische Simulation des Emsästuars.