Stand der Entwicklung von SediMorph
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- Christin Eberhardt
- vor 8 Jahren
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1 Stand der Entwicklung von SediMorph Dr.-Ing. habil. A. Malcherek AK - K2 / Folie-Nr. 1
2 Der morphologische Datensatz z 5 z 4 z 3 z B WRRL: Struktur und Substrat des Gewässerbetts z 2 z R z 1 z k min = 1 k max = 5 k min = 2 k max = 4 Porenwasser Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 AK - K2 / Folie-Nr. 2
3 Kies sehr grober Sand grober Sand mittlerer Sand feiner Sand sehr feiner Sand Schluff Mittlerer Schluff feiner Schluff sehr feiner Schluff Ton Mittlerer Ton Feiner Ton Sehr feiner Ton Kolloide Die Sedimentklassifizierungsdatei [ mm] d [ µ m] [ cm / s] log 2 > - 6 > > 1 > 2 > 3 > 4 > 5 > 6 > 7 > 8 > 9 > 1 > 11 > 12 < <.24 w c < UddenWentworth.dat Sediment classifikation key:1 diameter [mm] :.1x1-3 density [ kg/m³] : 265 Corey shape factor: 1 Name: Colloids Sediment classifikation key: 2 diameter [mm] :.3x1-3 density [ kg/m³] : 265 Corey shape factor: 1 Name: Very fine clay Sediment classifikation key: 3 diameter [mm] :.75x1-3 density [ kg/m³] : 265 Corey shape factor: 1 Name: Fine clay AK - K2 / Folie-Nr. 3
![24 w c 2.2 5. 1.2.3.7.19 1-1.51 1-2.11 1-2.31 1-3.81 1-4.2 1-4.5 1-5.13 1-5 <.13 1-5 UddenWentworth.dat Sediment classifikation key:1 diameter [mm] :.](/docs-images/47/4217162/images/page_3.jpg "1x1-3 density [ kg/m³] : 265 Corey shape factor: 1 Name: Colloids Sediment classifikation key: 2 diameter [mm] :.")
4 JW_vergl Sedimentanteil Tiefe der unerodierbaren Schicht er es W ue Ne Schluff 25. Sedimentanteil Prozent km15 6. km11 km1 m Ar Robben- km9 4. km8 km75imsum Langluetjen II Langluetjen I km7 Isolinien in [. 12. BREMERHAVEN km65 km64 km62 km6 ] iel Pr er ard erw dd Fe Mittelpriel Weg km85 Suezpriel Hohe plate Der Fedderwarder Priel Robbenplate Blexen NORDENHAM km km58 km56 km54 Dedesdorf AK - K2 / Folie-Nr. 4 km52 Programm HVIEW2D km95 5. Zeitpunkt: :1 ter urs W Alte Mellum
![BREMERHAVEN km65 km64 km62 km6 ] iel Pr er ard erw dd Fe Mittelpriel 4. 16. 8. 2. 3.](/docs-images/47/4217162/images/page_4.jpg "Weg km85 Suezpriel Hohe plate Der Fedderwarder Priel Robbenplate Blexen NORDENHAM 12.5 25.")
5 JW_vergl Sedimentanteil Tiefe der unerodierbaren Schicht er es W ue Ne Feinsand 25. Sedimentanteil Prozent km15 6. km11 km1 km95 m Ar Robben- km9 km8 4. Weg km85 iel Pr er ard erw dd Fe Mittelpriel Imsum Isolinien in [ km75 Langluetjen II Langluetjen I km Blexen NORDENHAM km km58 km56 km54 Dedesdorf AK - K2 / Folie-Nr. 5 km52 Programm HVIEW2D km65 km64 km62 km6 3. BREMERHAVEN ] Hohe plate Suezpriel Der Fedderwarder Priel Robbenplate 5. Zeitpunkt: :1 ter urs W Alte Mellum
6 JW_vergl Sedimentanteil Tiefe der unerodierbaren Schicht er es W ue Ne Mittelsand 25. Sedimentanteil Prozent km15 6. km11 km1 km95 m Ar Robben- km9 km8 4. Weg km85 iel Pr er ard erw dd Fe Mittelpriel Imsum Isolinien in [ km75 Langluetjen II Langluetjen I km Blexen NORDENHAM km km58 km56 km54 Dedesdorf AK - K2 / Folie-Nr. 6 km52 Programm HVIEW2D km65 km64 km62 km6 3. BREMERHAVEN ] Hohe plate Suezpriel Der Fedderwarder Priel Robbenplate 5. Zeitpunkt: :1 ter urs W Alte Mellum
7 JW_vergl Sedimentanteil Tiefe der unerodierbaren Schicht er es W ue Ne Grobsand 25. Sedimentanteil Prozent km15 6. km11 km1 5. Robben- km9 iel Pr er ard erw dd Fe km8 Mittelpriel km75imsum Langluetjen II Langluetjen I km7 Isolinien in [ Blexen NORDENHAM km km58 km56 km54 Dedesdorf AK - K2 / Folie-Nr. 7 km52 Programm HVIEW2D km65 km64 km62 km6 3. BREMERHAVEN ] 4. Weg km85 Hohe plate Suezpriel Der Fedderwarder Priel Robbenplate Zeitpunkt: :1 m Ar km95 ter urs W Alte Mellum
8 JW_vergl Sedimentanteil Tiefe der unerodierbaren Schicht er es W ue Ne Kies 25. Sedimentanteil Prozent km15 6. km11 km1 km9 iel Pr er ard erw dd Fe km8 Mittelpriel km75imsum Langluetjen II Langluetjen I km7 Isolinien in [ Blexen NORDENHAM km km58 km56 km54 Dedesdorf km52 AK - K2 / Folie-Nr. 8 Programm HVIEW2D km65 km64 km62 km6 3. BREMERHAVEN ] 4. Weg km85 Hohe plate Suezpriel Der Fedderwarder Priel Robbenplate 5. Robben- Zeitpunkt: :1 m Ar km95 ter urs W Alte Mellum
9 Dünensysteme in der Außenweser AK - K2 / Folie-Nr. 9
10 Datenanalyse durch gleitende Mittel 14, Weser-km 116,4 116,6 116,8 117, 117,2 117,4 117,6 117,8 118, 15, 16, Water Depth [m] 17, 18, 19, 2, AK - K2 / Folie-Nr. 1
11 Vergleich mit Dünenhöhenformeln AK - K2 / Folie-Nr. 11
12 AK - K2 / Folie-Nr. 12 Ergebnisse für die Dünenhöhe = c B c B d h d h τ τ τ τ ' 26 1 ',5 exp 1,11,3 5
13 Vergleich: Simulation und Datenauswertung AK - K2 / Folie-Nr. 13
14 Porenvolumen und Korngrößenverteilung grain chord l void chord grain chord void chord grain chord 1, y + dy d y Ng y y, d x x x x + dx AK - K2 / Folie-Nr. 14 grain size x
15 Typical particle size distribution curves percentage finer (%) ,1 Clay Silt Sand Gravel fine medium coarse fine medium coarse fine medium coarse f: loam n=,21,1 h: Silt, fs n=,25 c: fine Sand n=,35 g: fine Sand/Silt n=,2,1 a: m.sand n=,26 diameter (mm) 1 b: m.sand n=,26 e: loam n=,17 a: medium Sand b: medium/coarse Sand c: fine Sand d:sand/gravel e: loam f: loam g: fine Sand/Silt h: Silt, fs,2,6,2,6,2, d: Sand/Gravel n=,32 1 AK - K2 / Folie-Nr. 15
16 JADE-WESER - pore water fraction 6. Ergebnisse: Porosität time: 5/3/22-::15 contour lines for in bathymetry mmsl rigid layer depth pore water fraction percent 1. km AK - K2 / Folie-Nr. 16 Program HVIEW2D 3/11/24
17 JW2d_317_1 pore water fraction rigid layer depth pore water fraction percent BHV ALTER LEUCHTTURM 5. date: 6/6/22 time: : Final Porosity km 2. Program HVIEW2D 6/1/24 AK - K2 / Folie-Nr. 17
18 Erosionsfluß nach Partheniades Φ ero M = res τ τ b ce 1 if τ b τ ce else erosion rate constant M ero [kg/m 2 s] 1 1,1,1,1,1,1 M k * * 7 ero = ρb with k = m / s ρ.55 1 b M ero =,2,4,6,8 1 porosity [1] Schweim Cormault 3 AK - K2 / Folie-Nr. 18
19 Sedimenttransport durch Strömung und Wellen,35,3 τ = τ + τ B c B wm B cos(ωt) n r w Transport Capacity [m²/s],25,2,15,1,5 Medium Sand (d=.5mm) Water Depth 4 m Wave Length 2 m Wave Height 2 cm Current Shear Stress.1 N/m² -,5,1,2,3,4,5,6,7,8,9 1 -,1 Relative Time t/t AK - K2 / Folie-Nr. 19
20 Sohlschubspannungsberechnungsalgorithmus 1 2 ( c ) 2 ( wm τ τ ) c wm + 2τ τ cosγ max u * = B B + ρ B B k app s = k s 1 max 24.6u u * k ω s c u* max * τ c B = ρκ 2 12h ln app ks 2 r u r u f w = u u max * wm B ln κu ωz 2κ max * 2 + π 2 2 τ wm B = 1 2 f w u wm B u wm B AK - K2 / Folie-Nr. 2
21 Kombinierte Sohlschubspannung 9 8 Sohlschubspannung [N/m²] Startwert 1. Iteration 2. Iteration 3. Iteration 4. Iteration 2 1,5 1 1,5 2 2,5 Wellenamplitude A [m] AK - K2 / Folie-Nr. 21
22 Wellenhöhe und Windgeschwindigkeit Aussenweser W n i m / s d g e s c h w n i g is m n i k if a e tn g id k t ie 1. W e e ll n h o e h e :: MEZ :: MEZ :: MEZ :: MEZ :: MEZ :: MEZ signifikante Wellenhoehe, Seegang Windgeschwindigkeit Bundesanstalt fuer Wasserbau - Dienststelle Hamburg - AK - K2 / Folie-Nr. 22 Programm GVIEW2D
23 Sig. Wellenhöhe und Peakperiode Seegang - signifikante Wellenhoehe Seegang - Peak-Wellenperiode USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d26.cgm BHV ALTER LEUCHTTURM Datum: Uhrzeit: 5: Isolinien fuer in m/s 25. km Seegang signifikante Wellenhoehe m Programm HVIEW2D USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d49.cgm BHV ALTER LEUCHTTURM Datum: Uhrzeit: :5 Isolinien fuer in m/s 25. km Seegang Peak-Wellenperiode s Programm HVIEW2D AK - K2 / Folie-Nr. 23
24 Schluffanteil im Jadebusen OhneKopplung - Sedimentanteil MitKopplung - Sedimentanteil USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d1.cgm BHV ALTER LEUCHTTURM Datum: Uhrzeit: : Isolinien fuer in km Tiefe der unerodierbaren Schicht Sedimentanteil Schluff Prozent Programm HVIEW2D USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d5.cgm Isolinien fuer Datum: Uhrzeit: 1: in km BHV ALTER LEUCHTTURM Tiefe der unerodierbaren Schicht Sedimentanteil Schluff Prozent Programm HVIEW2D AK - K2 / Folie-Nr. 24
25 Feinsandanteil im Jadebusen OhneKopplung - Sedimentanteil MitKopplung - Sedimentanteil USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d2.cgm 35. Isolinien fuer in Datum: Uhrzeit: : km BHV ALTER LEUCHTTURM Tiefe der unerodierbaren Schicht Sedimentanteil Feinsand Prozent Programm HVIEW2D USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d3.cgm Isolinien fuer in km BHV ALTER LEUCHTTURM Datum: Uhrzeit: : Tiefe der unerodierbaren Schicht Sedimentanteil Feinsand Prozent Programm HVIEW2D AK - K2 / Folie-Nr. 25
26 Tiefenänderung im Jadebusen OhneKopplung - Tiefenerosion MitKopplung - Tiefenerosion USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d2.cgm Isolinien fuer in 5. km BHV ALTER LEUCHTTURM Datum: Uhrzeit: : Tiefenerosion m Programm HVIEW2D USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d1.cgm Isolinien fuer in Datum: Uhrzeit: : km BHV ALTER LEUCHTTURM Tiefenerosion m Programm HVIEW2D AK - K2 / Folie-Nr. 26
27 Tiefenänderung im JadeWeserÄstuar OhneKopplung - Tiefenerosion MitKopplung - Tiefenerosion USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d1.cgm Isolinien fuer in BHV ALTER LEUCHTTURM Datum: Uhrzeit: : km Tiefenerosion m Programm HVIEW2D USER: BAW-AK (Referat K2) FILE: hview2d1.cgm Isolinien fuer in BHV ALTER LEUCHTTURM Datum: Uhrzeit: : km Tiefenerosion m Programm HVIEW2D AK - K2 / Folie-Nr. 27
28 Kopplung der Prozesse Strömung induzieren produziert Wellen dissipiert transportiert produzieren transportiert initiiert + transportiert induziert (Dichteeffekte) dissipiert dissipiert dämpft initiiert Turbulenz Sediment AK - K2 / Folie-Nr. 28
29 Kohäsive Sedimente 1 8 Wechselwirkungspotential V(R)/ e 6 4 2,6,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4-2 Kornabstand R/R m AK - K2 / Folie-Nr. 29
30 MitstreiterInnen J. Jürges: Morphologiedateneingabe G. Lang: Softwarekonzept A. Malcherek: Phys. und num. Konzept E. Rudolph: IO G. Seiss: Basismodule S. Spohr: Steuerung und IO H. Weilbeer: Telemac-Schnittstelle AK - K2 / Folie-Nr. 3
31 Externe Mitarbeiter Bert Putzar Friederike Piechotta Denise Knoch AK - K2 / Folie-Nr. 31
32 AK - K2 / Folie-Nr. 32 Ab : Dr. Andreas Malcherek Institut für Wasserwesen Universität der Bundeswehr München Werner-Heisenberg-Weg Neubiberg andreas.malcherek@unibw-muenchen.de
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