CAMTOOL. ein geo- und ingenieurwissenschaftliches Modul zur Berechnung küstendynamischer Vorgänge in landwirtschaftlich-touristisch geprägten Regionen
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- Kerstin Beckenbauer
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1 CAMTOOL ein geo- und ingenieurwissenschaftliches Modul zur Berechnung küstendynamischer Vorgänge in landwirtschaftlich-touristisch geprägten Regionen Vortragende: Prof. Dr. W. Brewitz, TU Braunschweig, GRS Prof. Dr. M. Schöniger, TU Braunschweig Projektpartner: NLWK und NLfB TU Braunschweig Uni Hannover GRS - Braunschweig
2 CAMTOOL in landwirtschaftlich-touristisch geprägten Regionen Ist-Zustand Szenariendefinition Prognose der Auswirkungen geomatisches Datenbanksystem existierende und verfügbare Daten: Geomonitoring, Vegetation, Hydrographie, Bathymetrie, Wattenmeer Klima Morphodynamik Küstenschutz Süßwasserreservoir Vegetationsdynamik Ökologie Naturschutz Landwirtschaft Vegetation ungesättigte Zone gesättigte Zone Ergebnisse: Veränderungspotenziale für Küstenverlauf/-morphologie, Salz-/Süßwassergrenze, Vegetation Strukturmodell Küstengeologie Küstenmorphologie Salzwasser Grundwasserdynamik Grundwasserbewirtschaftung Identifizierung von Risiken Entscheidungsunterstützungshilfe für Politik und Technik
3 Tide- und wellengeprägte Lockergesteinsküste Prozesse Sedimentumlagerung durch Seegang und Strömung -Suspendierung und Erosion durch Wellengang -Sedimenttransport durch tide- und welleninduzierte Strömung Klima Änderung der Zusammensetzung von Pflanzengesellschaften -Sukzession -Ausbreitung -Neubesiedlung -Bestandesdynamik (Grünland) -Änderung der Bodeneigenschaften Vegetation ungesättigte Zone Wattenmeer Süßwasserreservoir gesättigte Zone Salzwasser Dichteabhängige Grundwasserströmung und Transport -Förderbedingte Grundwasserabsenkung -Saisonale Grundwasserneubildung -Grundwasserabstrom ins Watt -Intrusion von Salzwasser
4 Vorgehensweise Skalen- und Modellebenen Datenassimilation Strukturmodellierung Ostfriesische Inseln, Harlinger Land Ist-Zustand Szenarien I Prozess- Modellierung mittelfristig II robuste Modellierung mittel- bis langfristig konzeptionelles Modell -Anfangs- und Randbedingungen, -Unsicherheitspropagation Simulation - Hydro- und Morphodynamik, - dichteabhängige Grundwasserdynamik, - Vegetationsdynamik, Modellwerkzeuge
5 Bathymetrie Meldorfer Bucht Input Variable, z.b. Nipp-Spring-Zyklus Morphodynamisches Modell (Uni Hannover) Berechnung der Strömung für 24 h Mögliche Simulation des Wellengangs für 24 h PROMORPH Übertragung auf Küstenlinien und Dünenerosion Numerische Dünenabbruchsimulation (NEWDUNE) (NLfB) Morphodynamische Simulation: Transport und Bathymetrieänderung nach 7 x 24 h Schema für eine morphodynamische Simulation am Beispiel des Untersuchungsgebietes Meldorfer Bucht Gemessene (links) und berechnete (rechts) Sedimentation und Erosion in Metern zwischen 1990 und 1995/6
6 Ost-West-Schnitt Rechenprogramm d 3 f (distributed density driven flow) Zur Modellierung von Dichteströmungen 3D-Modell Konzentrationsverteilung Beispiel Norderney Simulation mit Knoten Simulationen mit 16 Mio. Knoten sind mit d 3 f möglich.
7 Strukturmodellierung NLfB TU Braunschweig Vegetationsdecke Zelluläre Automaten 3D-Modell auf Grundlage von hydrogeologischen und geologischen Bohrungen quartärer und tertiärer Schichten der Bohrdatenbank Niedersachsen ungesättigte Bodenzone -Richard-Gleichung -van Gnuchten BASD-Technik FEFLOW Rekonstruktion des Untergrundes mittels Indikatorvariographie und Monte-Carlo-Simulation Grundwasserleiter - Freispiegelströmung - dichteabhängige Strömung - FE-Methode Strukturmodellierung der Küstengeologie und -morhologie Modellierung der Küstenhydrologie und -hydraulik
8 Zellulärer Automat (TU Braunschweig) Ein Modell für die Vegetationsdynamik Keimling p R reife Pflanze p A F Pollen Das Gebiet wird in Zellen aufgeteilt, charakterisiert durch abiotische und biotische Faktoren: p w1 p w2 p w0 Diasporenbank Diasporenbank p wi
9 Pilotgebiet für gekoppeltes Modell (Istzustand/Szenarien) Hydrogeologische Übersichtskarte von Niedersachsen und Bremen Versalzung des Grundwassers Unterer Teil des Grundwassers versalzt (> 250 mg/l Chlorid). Einschränkungen der Trinkwassergewinnung möglich. Grundwasserleiter vollständig oder fast vollständig versalzt (> 250 mg/l Chlorid). Trinkwassergewinnung in der Regel nicht möglich. Mögliche Untersuchungsgebiet N Meter Maßstab 1:
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