Modellierung der Strömung und des Sedimenttransportes im Jadebusen unter Berücksichtigung des JadeWeserPorts

Transkript

1 Modellierung der Strömung und des Sedimenttransportes im Jadebusen unter Berücksichtigung des JadeWeserPorts Modeled effects of the planned JadeWeserPort Project on sediment distributions and flows in Jade Bay Susan Britz Meister Itze

2 Gliederung - Aufgabenstellung 1 Das Modell 2 Modell Set-up 3 Ergebnisse 4 Zusammenfassung 5 Fazit Aufgabenstellung: Einfluss des JadeWeserPorts auf den Sedimenttransport und die Strömungen im Jadebusens Überprüfung der Beobachtung von Anliegern auf eine mögliche zunehmende Verlandung der Bucht 2 / 14

3 3DD - Computational Marine and Freshwater Laboratory 3 / 14

4 3DD Koppelt 5 Modelle unter einem Interface: homogen & geschichtete Hydrodynamik (2D, 3D) Lagrange/Euler Massentransportmodelle & Stoffausbreitung Ozean/Atmosphäre-Wärmetransport Boussinesq Wellenmodell Strahlungs- und wellengesteuerte Zirkulation Output: Fließgeschwindigkeit und Fließrichtung, Meeresspiegelniveauentwicklung, Temperatur, Salzgehalt, Dichte und Zusammensetzung von Wasser Anwendung: Hafenkonstruktionen und Kühlwassereinleitung, Küstenschutz, Sedimentdynamik, Ästuarstudien 4 / 14

5 Pol3DD Simuliert den Transport gelöster, passiver, aktiver Fracht (3D) Ausbreitung von Schadstofffahnen Analyse der Sedimentdynamik Verfall und Zersetzen von bakteriellen Prozessen, Massentransport Output: Konzentrationen, Partikelhäufigkeiten & -deposition, Sohlerosion, mittlere KorngrößenZSS, xyz-partikelpositionen Anwendung: homogene, geschichtete Wasserkörper des Kontinentalschelfs, Hafenkonstruktionen, Strand-, Bucht-, Schelfsedimentdynamik, Eutrophierung, Abwasserausbreitung 5 / 14

6 Modell Set-up 3DD Bathemetrie des gesamten Gebiets mit Hafen Grids jedes 60 60m Bathemetrie ohne Hafen Grids jedes 60 60m. Gecroppte Plüß & Schüttrumpf (2004). 6 / 14

7 Modell Set-up 3DD Randbedingung: semidiodaler Datensatz digitalisiert aus Mumm (2008) Annahmen: Wirbelviskosität (eddy viscosity) = Pa s Oberflächenrauhigkeit (roughness length) = m Vereinfachungen: keine Winddaten 7 / 14

8 Ergebnisse 3DD 8 / 14

9 Modell Set-up Pol3DD Annahmen: Horizontale und vertikale Advektion konstant homogene Struktur Horizontale Diffusion konstant Vertikale Diffusion linear in z-richtung mit Standardeinstellungen des Programms Randbedingungen: Tidedatensatz aus dem 3DD Model als Randbedingung (boundary file) Eingabe-Randbedingung (release boundary file): Teilchen in 4 Stunden Vereinfachungen: Kein Wellendatensatz Keine Winddaten Verlust durch z.b. Sedimentation nicht einbezogen 9 / 14

10 Fließgeschwindigkeit 10 / 14

11 Partikelpositionen Partikelpositionen im Jadebusen ohne Hafeneinfluss Partikelpositionsmodellierung mit Hafen 80 Stunden gesamte Modelllaufzeit bei beiden Simulationen 11 / 14.

12 Partikelsichtungen Aufsummierte Partikelsichtungen pro Gridzelle Ohne Hafeneinfluss deutlich weniger Partikelsichtungen im Küstenbereich des Jadebusens 12 / 14

13 Zusammenfassung. Zusammenfassung: Hafenbau könnte Auswirkungen auf Fließgeschwindigkeit haben Tidenhub ist nicht beeinflusst eventuelle Veränderung der Sedimentverteilung,-konzentration im Jadebusen und teilweise in der Hafenregion mgl. Auswirkungen auf die Gesamtmassenbilanz Keine Anzeichen für stärkere Sedimentakkumulation vor dem Bau im Jadebusen Anmerkung: Aufgund von Datenmangel war keine Validierung und Kalibrierung des Modells möglich! 13 / 14

14 Fazit. Fazit: Mögliche veränderte partikelbezogene Schadstoffausbreitung Evtuelle Veränderungen in der hydrodynamischen Umgebung Lokale Wasserbewegungen verteilen voraussichtlich das Sediment gleichmäßig in Küstenregion Zukünftiges: Sedimenttransport, -bilanz und -dynamik im Jadebusen von größter Bedeutung Fortlaufende Datenerhebung Programmevaluierung: 3DD gut geeignet für derartige Aufgabenstellungen Umfangreiche Anwendungsmöglichkeiten Weitreichende Datengrundlage notwendig 14 / 14

15 Kontakt Quellen Britz, Susan: Modeled effects of the planned Jade-Weser Port Project on sediment distributions and flows in Jade Bay, Germany, Studienarbeit an der Universität Waikato (NZ) und der TU Braunschweig, Plüß, Andreas Dieter und Schüttrumpf, Holger: Comparison of numerical tidal models for practical applications, Lissabon, 2004.