DePArT: Detektion von küstenhydrologischen Phänomenen und Artefakten in minütlichen Tidepegeldaten
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DePArT: Detektion von küstenhydrologischen Phänomenen und Artefakten in minütlichen Tidepegeldaten
01.07.2021 bis 30.06.2023
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jensen
juergen.jensen@uni-siegen.de
Universität Siegen - Fakultät IV - Department Bauingenieurwesen - Forschungsinstitut Wasser und Umwelt - Lehrstuhl für Hydromechanik, Binnen- u. Küstenwasserbau
Paul-Bonatz-Str. 9-11
57076 Siegen
Küsten-, Meeres- und Polarforschung für Nachhaltigkeit (MARE:N)
Küsteningenieurwesen
Vollautomatische Pegel messen seit etwa der zweiten Hälfte der 1990er Jahre minütlich den Wasserstand an der deutschen Nord- und Ostseeküste. Die Daten bilden eine wesentliche Entscheidungs- und Planungsgrundlage für den Betrieb, die Unterhaltung und den Bau von Wasser- und Schifffahrtsstraßen sowie Maßnahmen im Küstenschutz. Darüber hinaus finden sie zunehmend Eingang in die modellgestützte Szenarienentwicklung der Klimafolgeforschung und in Fragestellungen zur nachhaltigen Nutzung von Küstengebieten.
Die Wasserstandszeitreihen der verschiedenen Pegel weisen neben zahlreichen realen Phänomenen wie z. B. Windstau, Sperrwerksbetrieb und Schiffspassagen, die nicht immer leicht zugeordnet werden können, auch technische Störungen oder Messausfälle auf, die die weitere Verwendung der Daten erheblich beeinträchtigen.
Das Verbundprojekt zielt daher auf die Erarbeitung mathematischer Verfahren zur Detektion und Bewertung von Artefakten in Zeitreihen von küstennahen Wasserstandsmessungen durch automatische Pegelerfassung und der automatischen Korrektur der Artefakte in Echtzeitanwendungen. Daneben wird die Entwicklung von Verfahren angestrebt, die in der Lage sind küstenhydrologische Phänomene und anthropogene Einflüsse in den Zeitreihen zu erkennen und zu bewerten. Darauf aufbauend sollen die im Rahmen dieses Forschungsprojektes entwickelten Verfahren und Algorithmen in den operationellen Echtzeitbetrieb der minütlich bereitgestellten Pegeldaten zur Nutzung durch die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) sowie anderer Bundes- und Landesbehörden eingebunden werden.
Die mathematisch-numerischen Verfahren werden die wissenschaftlichen und behördlichen Nutzungsmöglichkeiten der Minutenzeitreihen des Wasserstandes vereinfachen, erweitern und bestehende Nutzungen, unter anderem in den Bereichen Schifffahrt, Wasserstandsvorhersage, Wasserwirtschaft, Gezeitenberechnung und Klimafolgemodellierung (z. B. Meerespiegelanstieg) verbessern.
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