Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI)

DePArT

Detektion von küstenhydrologischen Phänomenen und Artefakten in minütlichen Tidepegeldaten

BMBF funding code03KIS133-03KIS134
Duration of funding01.07.2021–30.06.2023
Project lead(s)Universität Siegen, Forschungsinstitut Wasser und Umwelt, Abteilung Wasserbau und Hydromechanik
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jensen

Wasserstandsdaten bilden die Grundlage für zahlreiche wichtige Entscheidungen und umfangreiche Investitionsvorhaben. Fehlerhafte oder fehlende Daten können dabei zu folgenschweren Fehlentscheidungen und Fehlinvestitionen führen.
Digitale Wasserstandszeitreihen bzw. Pegelbögen aus dem Küstenbereich bilden vielerlei Phänomene ab, die real im Gewässer stattfinden (Gezeiten, Windstau, Oberwasser, kleinräumige Seiches, Seebären, Boren, Vereisung, Sperrwerksbetrieb, Schiffspassagen etc.). Es finden sich aber auch – offensichtliche oder maskierte – Werte mit artifiziellen Anteilen, die man im weitesten Sinne als technische Störungen bezeichnen kann, und die vor einer weiteren Datenverarbeitung und -auswertung besonders behandelt werden müssen. Hierzu zählen auch höhenmäßige und zeitliche Verschiebungen der Aufzeichnung. Zeitspannen fehlender Messwerte aufgrund von Sensor- oder Leitungsdefekten sowie an der Station durchgeführter baulicher Maßnahmen, die im Weiteren als Lücken bezeichnet werden, gehören auch in diesen Kontext.
Ziel des KFKI-Verbundprojektes „Detektion von küstenhydrologischen Phänomenen und Artefakten in minütlichen Tidepegeldaten“ (DePArT) soll die Auswahl und Entwicklung adäquater mathematischer Verfahren zur Detektion von Artefakten in minütlichen Wasserstandszeitreihen und die Separierung spezifischer, natürlicher Einwirkungen in den aufgezeichneten Wasserstandsganglinien sein. Die ausgewählten und zu entwickelnden Verfahren sollen dabei in der Lage sein, die Pegeldaten in Echtzeit aufzubereiten. Wegen des großen Gezeiteneinflusses unterliegen die Wasserstandszeitreihen der Nordsee in aller Regel einer ausgeprägten Variabilität, was die numerische Auswertung schwieriger gestaltet als beispielsweise bei Ostseepegeln. Viele hier adressierte mathematisch-numerische Teilprobleme sind für Nord- und Ostsee aber gleichartig und können darüber hinaus auch im Binnenbereich angewendet werden. Das eigentliche Untersuchungsgebiet wird allerdings vorerst die Nordsee im Bereich der Deutschen Bucht nebst aller Tideflüsse und -nebenflüsse sein.