SMMS

Stratigraphische Modellkomponenten zur Verbesserung von hochaufgelösten und regionalisierten morphodynamischen Simulationsmodellen

Die deutsche Nordseeküste ist mit dem UNESCO-Weltnaturerbe "Wattenmeer" auf einer Länge von ca. 1.600 km eine bedeutende europäische Kulturlandschaft und unverzichtbarer Lebens- und Wirtschaftsraum. Es ist ein Lebensraum, der durch ständige Umlagerung der Sedimente am Meeresboden geprägt ist und sich in seinen Natur- und Nutzungseigenschaften ständig wandelt. Das Projekt zielt zunächst auf eine datenbasierte geomorphologische Beschreibung der aktiven bzw. aktivierbaren „oberen Schichten“ des Meeresbodens der Deutschen Bucht, insbesondere im Bereich der morphologisch sehr aktiven sandigen Küsten, Watten und Ästuare, ab. Hierzu werden zugehörige Basisdaten zusammengetragen und in einem dreidimensionalen Modell des Bodenaufbaus zusammengeführt. Mit der so geschaffenen Datenbasis sollen stratigraphische Modellansätze in prozessbasierten morphodynamischen Simulationsmodellen evaluiert werden. Auf der Basis des zu entwickelnden Modells als datenbankbasierte Komposition aus Daten, Interpolationsmethoden und Softwarekomponenten werden nutzerorientierte Produkte, wie Karten, Raster oder auch Web-Dienste, abgeleitet. Diese stehen über die IT-Infrastrukturen der MDI-DE, der BAW und des BSH einer breiten Nutzergemeinschaft kostenfrei zur Verfügung. Das Projekt wird federführend von der smile consult GmbH und der Bundesanstalt für Wasserbau Hamburg (BAW) unter Einbindung des assoziierten Partners Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) durchgeführt. Das um die stratigraphische Komponente erweiterte Funktionale Bodenmodell (FBM) wird, genauso wie die geplanten weiteren Modellerweiterungen, dazu beitragen, die langfristigen hydrodynamischen und meteorologischen Wirkungen auf den Meeresboden zu verstehen und zu analysieren. Damit kann die Prognose der morphologischen Entwicklung und Stabilität von Küstenabschnitten als Voraussetzung für Planungsvorgänge im Küstenschutz und der maritimen Wirtschaft wesentlich verbessert werden.

Publikationen

Sievers, Julian; Milbradt, Peter; Plüß, Andreas, Wobbe, Astrid, Müller-Navarra, Katharina; Rubel, Malte; Kolb, Pia (2022): Stratigraphische Modellkomponenten zur Verbesserung von hochaufgelösten und regionalisierten morphodynamischen Simulationsmodellen - SMMS. Hg. v. smile Consult. 111 Seiten.
Abschlussbericht

Plüß, Andreas (2019): 1. Zwischenbericht SMMS (03KIS123) - Stratigraphische Modellkomponenten zur Verbesserung von hochaufgelösten und regionalisierten morphodynamischen Simulationsmodellen: SMMS_stratiMod - Anwendung und gebrauchstaugliche Nutzung stratigraphischer Daten für morphodynamsiche Mutli-Modell-Simulationen.

Milbradt, Peter (2019): 1. Zwischenbericht SMMS (03KIS124) - Stratigraphische Modellkomponenten zur Verbesserung von hochaufgelösten und regionalisierten morphodynamischen Simulationsmodellen: SMMS_DatabaseModel - Aufbereitung, Analyse und Bereitstellung geomorphologischer Datenbestände der Deutschen Bucht.

Daten

Sievers, Julian; Rubel, Malte; Milbradt, Peter; Stief, Matthias (2022): SMMS: Stratigraphie (1990, 2000, 2010, 2020) [Data set]. Hg. v. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2022.K.7000.0003

Sievers, Julian; Rubel, Malte; Milbradt, Peter; Stief, Matthias (2022): SMMS: Oberflächensedimentologie (1960 bis 2020) [Data set]. Hg. v. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2022.K.7000.0002

Sievers, Julian; Rubel, Malte; Milbradt, Peter; Stief, Matthias (2022): SMMS: Bathymetrie (1960 bis 2020) [Data set]. Hg. v. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2022.K.7000.0001

• SMMS_stratiMod

  Anwendung und gebrauchstaugliche Nutzung stratigraphischer Daten für morphodynamische Multi-Modell-Simulationen

  BMBF-Förderkennzeichen	03KIS123
  Förderdauer	01.01.2019–31.12.2021
  Projektpartner	Bundesanstalt für Wasserbau Dr.-Ing. Andreas Plüß
  Schlüsselwörter	Nordseeküste, Wattenmeer, UNESCO Weltnaturerbe, Meeresregionen, Sediment, Morphodynamik, Modellierung, Meeresboden, Deutsche Bucht, Stratigraphie, Bathymetrie, morphodynamische Simulationsmodelle, Wattenmeer

  Zentrales Ziel dieses Teilprojektes ist die Anwendung und gebrauchstaugliche Nutzung stratigraphischer Daten für morphodynamische Multi-Modell-Simulationen. Basierend auf den bathymetrischen und oberflächensedimentologischen Modellkomponenten sollen zunächst die verfügbaren Natur- und Basisdaten zum Bodenaufbau zusammengetragen, qualitätsgesichert und homogenisiert werden. Ziel ist der Aufbau eines dreidimensionalen Modells der morphologisch aktiven Bodenschichten (in Abgrenzung zu in der Geotechnik betrachteten, tiefergehenden Baugrundaufschlüssen) als Basisdaten mit den zugehörigen Metadaten, welche mit geeigneten, zu entwickelnden Interpolationsverfahren verknüpft werden. Die Eignung stratigraphischer Modellkomponenten bzw. deren Exportprodukte zur Verbesserung morphodynamischer Simulationsmodelle wird für ausgewählte Modellsysteme (UnTRIM/SediMorph sowie zur Qualitätssicherung mit DELFT3D/MOR) an Prinzipstudien evaluiert. Weiterhin wird die BAW morphodynamische Berechnungen unter Wirkung von Tidedynamik sowie Salz- und Sedimenttransport für ausgewählte Testgebiete durchführen. Der Projektpartner smile consult GmbH wird Vergleichsuntersuchungen mit Marina betreiben. Die daraus resultierenden Ergebnisse werden ebenfalls zur Bewertung herangezogen.

• SMMS_DatabaseModel

  Aufbereitung, Analyse und Bereitstellung geomorphologischer Datenbestände der Deutschen Bucht

  BMBF-Förderkennzeichen	03KIS124
  Förderdauer	01.01.2019–31.12.2021
  Projektpartner	smile consult GmbH apl. Prof. Dr.-Ing. Peter Milbradt Peter
  Schlüsselwörter	datenbasiert, Hindcast, Bodenaufbau, Meeresregionen, Bathymetrie, Sediment, Morphodynamik, Morphodynamik, prozessbasiert, Simulationsmodell, Wattenmeer

  Zentrales Ziel dieses Teilprojektes ist der Aufbau eines datenbasierten Modells der morphologisch aktiven bzw. aktivierbaren Schichten des Meeresbodens der Deutschen Bucht mit besonderer Fokussierung auf die sandigen Küsten der vorgelagerten Inseln, Watten sowie Ästuarmündungen. Hierbei werden Informationen über die vertikale heterogene Sedimentzusammensetzung (Sedimentsummenkurven), Bodenaufbau und Sedimentmächtigkeit des Gewässerbodens zusammengetragen, geprüft und anforderungsgerecht homogenisiert. Das aufzubauende datenbasierte Meeresbodenmodell wird in das bathymetrische und sedimentologische Hindcast-Simulationsmodell, das sogenannte FBM, integriert. Auf der Basis des erweiterten FBM werden konsistente Übertragungsverfahren entwickelt und nutzerspezifische Produkte, wie Karten, Raster und (fuzzy-)linguistische Beschreibungen, abgeleitet und bereitgestellt. Mit dem morphodynamischen Simulationsmodell Marina werden morphodynamische Prinzipstudien entworfen, aufgebaut, betrieben und deren Simulationsergebnisse bewertet. Abschließend werden sowohl das datenbasierte geomorphologische Hindcast-Simulationsmodell als auch das prozessbasierte Simulationsmodell Marina zur Analyse geomorphologischer Fragestellungen des Küsteningenieurwesens in ausgewählten Fokusgebieten eingesetzt.