KFKI- ELMOD - Simulation und Analyse der hydrologischen und morphologischen Entwicklung der Tideelbe für den Zeitraum von 2013 bis 2018
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KFKI- ELMOD - Simulation und Analyse der hydrologischen und morphologischen Entwicklung der Tideelbe für den Zeitraum von 2013 bis 2018
01.11.2022 bis 31.10.2025
Prof. Dr.-Ing. Peter Fröhle
Technische Universität Hamburg - Bauwesen - Institut für Wasserbau (B-10)
Denickestr. 22
21073 Hamburg
Dr. Jessica Kelln,
Bundesanstalt für Wasserbau
Prof. Dr. Andreas Malcherek,
Universität der Bundeswehr München - Fakultät für Bauingenieur- und Vermessungswesen - Institut für Wasserwesen
Küsten-, Meeres- und Polarforschung für Nachhaltigkeit (MA-RE:N)
Küstenforschung
Zwischen 2013 und 2018 waren in der Tideelbe ein ungewöhnlicher Anstieg des Tidehubs, der Trübung und der Sedimentationsraten zu beobachten. Dies zog stark erhöhte Unterhaltungsbaggermengen an feinkörnigen Sedimenten im Hamburger Hafen aber auch in weiteren Fahrrinnenabschnitten nach sich. Im Rahmen von ELMOD sollen die im Zeitraum 2013-2018 beobachteten Veränderungen der Schwebstoffdynamik und Morphodynamik im System Tideelbe nun systematisch untersucht und die auslösenden Prozesse analysiert werden.
Ziel der Forschung ist es, den mit der Unterhaltung von Fahrrinnen und Häfen der Tideelbe beauftragten Behörden und Planungsstellen Werkzeuge in Form von dreidimensionalen hydro- und morphodynamischen Tideelbemodellen an die Hand zu geben, die eine bessere Prognose von Auswirkungen verschiedener Unterhaltungsmaßnahmen und ein effizientes und nachhaltiges Sedimentmanagement ermöglichen.
Die Technische Universität Hamburg wird im Rahmen des Projektes die Messungen des sohlnahen Schwebstoffgehaltes, der Bodenaustauschprozesse und der Konsolidierungsprozesse in den oberen Sedimentschichten an unterschiedlichen Sedimentationsschwerpunkten der Tideelbe durchführen und diese durch spezifische Laboruntersuchungen zur Partikelerosion ergänzen. Auf der Grundlage der Einzelergebnisse wird ein Referenzdatensatz erstellt, der die zeitliche und räumliche Verteilung der Feinstsedimente mit den ermittelten Eigenschaften zum Erosions- und Konsolidierungsverhalten verknüpft und diese quantitativ beschreibt.
Die Bundesanstalt für Wasserbau wird die Modellanwendungen und die Parameterbestimmung für den Untersuchungszeitraum bearbeiten. Mit der finalen Simulation zur Entwicklung der Tidedynamik und der Baggermengen über den Zeitraum 2013-2018 liegt den zuständigen Behörden ein erweitertes 3DHN-Modell vor, das die kostengünstige und nachhaltige Bewirtschaftung der Fahrrinnen und Hafenzufahrten wesentlich unterstützen kann.
Die Hochschule der Bundeswehr München wird im Projekt Teilprozessmodelle und Parametrisierungen für die Prozesse des Absinkens von Schwebstoffen, die Bildung und des Transports von Flüssigschlicken, die Konsolidierung, die Erosion von Sedimenten in unterschiedlichen Konsolidierungszuständen und die Turbulenz entwerfen. Die gewonnenen Teilmodelle und Parametrisierungen werden gemeinsam mit den Partnern zu einem umfassenden Simulationsmodell der Tideelbe zusammengeführt.
Das Projekt wird im Rahmen der Förderbekanntmachung des BMBF vom 07.06.2021 „Entwicklung von nachhaltigen Lösungen im Küsten- und Hochwasserschutz sowie der Unterhaltung von Wasserstraßen und Häfen“ gefördert.