Sediment- und Morphodynamik im Niedersächsischen Wattenmeer · Bathymetrie der sublitoralen...

Forschungsstelle Küste

Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz

Sediment- und Morphodynamik im Niedersächsischen Wattenmeer

Andreas Wurpts



Relevanz

Datenerhebung – Hydrographie/ALS – Sublitoralkartierung

Analysen und Methoden – Geomorphologische Beurteilung – Sedimentologie – Mathematische Modellierung

Ausblick




Historisches Kartenmaterial nach Homeier - Berichte der Forschungsstelle Küste Band 43/2010



Relevanz

Schutz der Insel- und Festlandsküste vor Extremereignissen Natürliche Hydromorphologische Charakteristik (MSRL, Z7) Weitere Fragestellungen der allgemeinen Daseinsvorsorge: Zukünftige morphologische Entwicklung Erreichbarkeit von Inseln Reaktion auf beschleunigten Meeresspiegelanstieg … Nähr- und Schadstoffbilanz Artenverteilung



Grundlagendaten: Topographische Erfassung



Bemessung im Insel- und Küstenschutz



Grundlagendaten: Topographische Erfassung



Morphologische Analyse der Teileinzugsgebiete



Morphologische Analysen über Teileinzugsgebiete



Komplementäre Information zur Topographie: Sedimentzusammensetzung

Kartierungen des Eulitorals durch Luftbilder, Groundtruth



Sublitoralkartierung der Niedersächsischen Übergangs- und Küstengewässer



Multibeam echosounder Kongsberg EM3002D, 300

kHz Up up to 12NM

• Wide Swath Bathymetry Sidescan-Kongsberg GeoSwath 500 kHz

• Parametric Sub-bottom Profiler (SBP), HF 94-110 kHz, LF 4-15 kHz

• Ground-truthing



Bathymetrie der sublitoralen Bereiche in der Otzumer Balje



Survey Samples Grabs Dredges

Oktober 2014 94 82 12 (Biologie)

Mai 2015 41 40 1

Normalisierte Rückstreuintensität , Ground Truth



Karte der Oberflächensedimente (modellbasiert)



Karte der Bodenformen (Geomorphologie)



Schwierigkeitsgrade morphodynamischer Modellierungen Sc

hwie

rigke

itsgr

ad

Starker lokaler Eingriff, Kurzfristige Entwicklung

Natürliche großräumige und langfristige Entwicklung



Modellkopplung

Strömungsmodell

Seegangsmodell

Sedimenttransport-modell

Bodenmodell (Sohländerung)

Randbedingungen

Randbedingungen

Randbedingungen

Wasserstände, Seegang,

Windgeschwindigkeit



Gekoppelte hydro-morphodynamisch-numerische Modellrechnung zur Entwicklung der Leybucht



Gesamtvolumen im Untersuchungsgebiet

Tiefenabhängige Darstellung der Wasserfläche



Entwicklung der Rinnen und Wattflächen



Anstieg des Meeresspieges

Statistik zum Wind und Wellenklima

Langfristige morphodynamische Modellierung erfordert statistisch repräsentative Randbedingungen



Vergleich der eingerechneten Sedimentverteilung mit Daten aus hydroakustischer Klassifikation

0.65 mm

0.42 mm

0.27 mm

0.18 mm

0.12 mm

0.07 mm

0.04 mm

0.03 mm

0.02 mm

0.01 mm

feiner

Mitt

lere

r Sed

imen

tdur

chm

esse

r



20150617103700



20150617103353

NNW SSE

20150617103857 NNW SSE

0 50 m

20150617103700 ENE WSW

0 50 m

0 50 m



Qualitativer Vergleich berechneter und gemessener Erosions-/Sedimentationsmuster

m (Sedimentation)

m (Sedimentation)

m (Erosion)

m (Erosion)



Ausblick

Verwendung deterministischer hydro-morphodynamischer Modelle rückt für die Berechnung der mittel- bis längerfristigen morphodynamischen Entwicklung in den Bereich der praktischen Anwendbarkeit. Erforderlich hierzu ist für die meisten Fragestellungen der allgemeinen Daseinsvorsorge das Vorhandensein hochaufgelöster Daten. In enger Verbindung mit dem Sedimenthaushalt stehen viele weitere umweltrelevante Größen, wie Gewässergüte, Schadstoffverteilung, Artenspektrum etc. Vorgehensweise erlaubt ganzheitlichen Ansatz hins. weiterer Parameter z. B. der Gewässergüte

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