Einleitung von Sole in die Innenjade (Systemtest im bestehenden 3D-HN-Modell der BAW)

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1 BAW Hamburg Bundesanstalt für Wasserbau Ilmenau - Karlsruhe - Hamburg - Ilmenau Dipl.-Ing. Holger Rahlf Karlsruhe BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 1 BUNDESANSTALT FÜR WASSERBAU Karlsruhe Hamburg Ilmenau

2 Einleitung von Sole in die Innenjade (Systemtest im bestehenden 3D-HN-Modell der BAW) HN-Modell Modellgebiet Jade-Weser-Ästuar 26/27 mit JadeWeserPort (ohne Zufahrt ) Modellverfahren UnTRIM 27 (3D, baroklin) Randbedingungen Einleitung der Sole am Inselanleger und Küstenanleger der WRG 39 PSU, Q =,42 m 3 /s (ca. 15 m 3 /h) Simulationszeitraum 4 Wochen ( Juni 22 ) Analysezeitraum letzte Tide im Simulationszeitraum Ergebnisse synoptische Darstellung der einleitungsbedingten Erhöhung der Salzgehalte Zeitreihe der Salzgehalte an ausgewählten Orten Einleitung BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 2

3 Westküste der Innenjade Küstenanleger Inselanleger JadeWeserPort BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 3

4 Westküste der Innenjade Inselanleger Küstenanleger BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 4

5 Simulationszeitraum mittlerer Verhältnisse mit Analysezeitpunkten für synoptische Darstellungen (letzte Tide nach 4 Wochen Rechenzeit) Wasserstand Zeitreihe Pegel : Wasserstand VOSLAPP (gemessen VOSLAPP Juni 22) Gebiet Teilgebiet Name der Studie Art der Datengenerierung : : : : Jade-Weser-Ästuar Jade JadeWeserPort Pegelmessung VOSLAPP Zeitpunkt 3, 2, 1, [ mnn ], - 1, - 2, - 3, 1. Jun 8. Jun 15. Jun 22. Jun 29. Jun Wilhelmshaven hat den höchsten Tidenhub an der deutschen Küste: Thb ca. 4m BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 5

6 Wirkung der Gezeiten auf die Bewegung des Wasserkörpers Wasserstandsganglinie am Pegel Voslapp (Analysezeitraum) JadeWeserPort Tidephase BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 6

7 Analysezeitpunkte für synoptische Darstellungen (letzte Tide nach 4 Wochen Rechenzeit) Wasserstand Zeitreihe Pegel : Wasserstand VOSLAPP (gemessen VOSLAPP Juni 22) Gebiet Teilgebiet Name der Studie Art der Datengenerierung : : : : Jade-Weser-Ästuar Jade JadeWeserPort Pegelmessung VOSLAPP Zeitpunkt 3, 3. Juni 22 2, 1, [ mnn ], - 1, - 2, - 3, : 2: 4: 6: 8: 1: 12: 14: 16: 18: 2: 22: : BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 7

8 Einleitung am Inselanleger JadeWeserPort BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 8

9 tiefenintegrierte Salzgehalte nach 4 Wochen Einleitung Wasserstandsganglinie am Pegel Voslapp (Nipp- Springzyklus) Einleitung am Inselanleger JadeWeserPort Tidephase Änderung in PSU,,25,5 BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 9

10 Ebbestromkenterung Tidephase : : :21 Einleitung am Inselanleger der WRG Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Inselanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach ca. 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 1

11 Flutstrom Tidephase : : :21 Einleitung am Inselanleger der WRG Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Inselanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 11

12 Flutstromkenterung Tidephase : : :21 Einleitung am Inselanleger der WRG Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Inselanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 12

13 Ebbestrom Tidephase : : :21 Einleitung am Inselanleger der WRG Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Inselanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 13

14 Ebbestromkenterung Tidephase : : :21 Einleitung am Inselanleger der WRG Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Inselanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 14

15 berechnete Salzgehalte (tiefenintegriert) Zeitreihen an der Westküste der Innenjade Übersicht Beginn der Einleitung Änderung nach 4 Wo <,2 PSU 1 Tag,2 PSU Beachten: Salzgehaltsvariation am Pegel Schillig ist vom Oberwasser der Weser beeinflusst Einleitung am Inselanleger BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 15

16 Analysegröße maximaler Salzgehalt Dargestellt ist die einleitungsbedingte Erhöhung des maximalen Salzgehalts während eines Analysezeitraums von 14 Tagen (Nipp-Spring- Zyklus). Zu beachten ist, dass die Änderung nicht andauernd, sondern nur zeitweise auftritt. Die berechnete Wasserstandsganglinie am Pegel Voslapp zeigt die Variation der Tiden innerhalb des Analysezeitraums. maximalen Salzgehaltes kleiner,5 PSU,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU,2,25 PSU Wasserstandsganglinie am Pegel Voslapp (Analysezeitraum) BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 16

17 Analysegröße minimaler Salzgehalt Dargestellt ist die einleitungsbedingte Erhöhung des minimalen Salzgehalts während eines Analysezeitraums von 14 Tagen (Nipp-Spring- Zyklus). Das dargestellte Ergebnis zeigt den Mindestwert der über den Simulationszeitraum permanent vorhandenen Salzgehalts. minimalen Salzgehaltes kleiner,5 PSU,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU,2,25 PSU Die berechnete Wasserstandsganglinie am Pegel Voslapp zeigt die Variation der Tiden innerhalb des Analysezeitraums. Wasserstandsganglinie am Pegel Voslapp (Analysezeitraum) BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 17

18 Einleitung am Inselanleger: Gegenüberstellung der berechneten Analysegrößen Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Inselanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die Änderung (Erhöhung) des maximalen, bzw. minimalen tiefenintegrierten Salzgehaltes in einem 14 tägigen Nipp- Spring-Zyklus. maximalen Salzgehaltes minimalen Salzgehaltes Änderung des maximalen Salzgehaltes minimalen Salzgehaltes kleiner,5 PSU,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU,2,25 PSU BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 18

19 BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 19

20 Einleitung am Küstenanleger JadeWeserPort BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 2

21 tiefenintegrierte Salzgehalte nach 4 Wochen Einleitung Wasserstandsganglinie am Pegel Voslapp (Nipp- Springzyklus) Einleitung am Küstenanleger JadeWeserPort Tidephase Änderung in PSU,,25,5 BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 21

22 Ebbestromkenterung Tidephase : : :21 Einleitung am Küstenanleger Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Küstenanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach ca. 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 22

23 Flutstrom Tidephase : : :21 Einleitung am Küstenanleger Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Küstenanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach ca. 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 23

24 Flutstromkenterung Tidephase : : :21 Einleitung am Küstenanleger Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Küstenanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach ca. 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 24

25 Ebbestrom Tidephase : : :21 Einleitung am Küstenanleger Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Küstenanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach ca. 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 25

26 Ebbestromkenterung Tidephase : : :21 Einleitung am Küstenanleger Salzgehaltes : : kleiner,5 PSU JWP,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU Änderung in PSU,,25,5 Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Küstenanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die synoptische Verteilung des tiefenintegrierten Salzgehaltes nach ca. 4 Wochen. BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 26

27 Einleitung am Küstenanleger: Gegenüberstellung der berechneten Analysegrößen ca.,5 PSU Hinweis: Es wurde konstant,42 m 3 /s Sole mit 39 PSU am Küstenanleger der WRG eingeleitet. Dargestellt ist die Änderung (Erhöhung) des maximalen, bzw. minimalen tiefenintegrierten Salzgehaltes in einem 14 tägigen Nipp- Spring-Zyklus. maximalen Salzgehaltes minimalen Salzgehaltes Änderung des maximalen Salzgehaltes minimalen Salzgehaltes kleiner,5 PSU,5,1 PSU,1,15 PSU,15,2 PSU,2,25 PSU BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 27

28 berechnete Salzgehalte (tiefenintegriert) Zeitreihen an der Westküste der Innenjade Übersicht Beginn der Einleitung Änderung nach 4 Wo <,2 -,4 PSU 1 Tag,2 PSU Beachten: Salzgehaltsvariation am Pegel Schillig ist vom Oberwasser der Weser beeinflusst Einleitung am Küstenanleger BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 28

29 Wirkung der unterschiedlichen Einleitstellen im Überblick Inselanleger einleitungsbedingte Salzgehalts Küstenanleger einleitungsbedingte Salzgehalts maximaler Salzgehalt minimaler Salzgehalt maximaler Salzgehalt minimalersalzgehalt Erhöhung in PSU BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 29,,25,5

30 Systemtest Zusammenfassung Anwendung eines vorhandenen 3D-HN-Modell der BAW Beachten: Keine Kalibrierdaten einer Soleeinleitung in der Jade verfügbar Einleitung von Sole am Inselanleger und Küstenanleger der WRG daher nur als Systemtest möglich Q =,42 m 3 /s (ca. 15 m 3 /s) mit 39 PSU Ergebnisse Großräumige Erhöhung der Salzgehalte in der Innenjade und im Jadebusen von bis zu,2 PSU (tiefengemittelt) bei Einleitung im Bereich der WRG-Anleger (flache Gradienten!) Keine Beeinflussung der Salzgehaltsverhältnisse im Weserästuar Inselanleger: Im Bereich der Einleitstelle zeigt sich eine tidephasenabhängige Ausbreitungsfahne der Sole, die sich in der tiefen Rinne der Innenjade abzeichnet. Erhöhung der Salzgehalte in der Ausbreitungsfahne überwiegend kleiner,5 PSU (tiefengemittelt) Küstenanleger: Stärkere Erhöhungen von ca.,5 PSU im weiteren Umfeld der Einleitung und bis ca.,3 PSU im westlichen Abschnitt der Innenjade Aus wasserbaulicher Sicht ist die einleitungsbedingte Erhöhung von keiner praktischen Relevanz für die charakteristischen gewässerphysikalischen abiotischen Systemparameter BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 3

31 Systemtest Empfehlungen Anwendung eines vorhandenen 3D-HN-Modell der BAW Beachten: Keine Kalibrierdaten einer Soleeinleitung in der Jade verfügbar Einleitung von Sole am Inselanleger und Küstenanleger der WRG daher nur als Systemtest möglich Q =,42 m 3 /s (ca. 15 m 3 /s) mit 39 PSU Empfehlungen Einleitung erscheint aus wasserbaulicher Sicht verträglich mit dem Gewässerregime der Innenjade Für weitergehende Planungsschritte ist eine weitergehende 3D-HN-Simulation sinnvoll. Dabei sollte berücksichtigt werden: höhere örtlicher Auflösung im Bereich der Einleitstelle erforderlich Verwendung von Kalibrierungsdaten einer Soleeinleitung (wenn möglich) JadeWeserPort mit vertiefter Hafenzufahrt und Fahrrinnenverlegung Zukünftige morphologische Veränderungen im Bereich des JadeWeserPort ( angenommener langfristiger morphologischer Systemzustand der Jade ) Bedarfsweise Unterhaltung der Fahrrinne, ggf. der Zufahrt zum JWP BAW-DH / Januar 21 Folie-Nr. 31