Boden- und Sohl-Stabilität - Betrachtungen an der Schnittstelle zwischen Geotechnik und Wasserbau#N#Soil and Bed Stability - Interaction Effects between Geotechnics and Hydraulic Engineering, 2004
KURZFASSUNG: Zur Initialisierung der Sedimentbewegung wird eine Theorie entwickelt, die vorausset... more KURZFASSUNG: Zur Initialisierung der Sedimentbewegung wird eine Theorie entwickelt, die voraussetzt, daß die kritische Schubspannung τ c , die für den Bewegungsbeginn bei nichtturbulenter Strömung verantwortlich ist, nur durch den Reibungswinkel ϕ oder den Winkel der inneren Reibung ϕ' zwischen den einzelnen Körnern definiert wird. In der turbulenten Strömung treten die Fluktuationen τ' sowohl in den Schubspannungen, als auch in den Liftkräften auf, die aus den Druckfluktuationen der Strömung resultieren. Folglich sind einerseits die zwischen den Körnern wirkenden aktuellen (effektiven) kritischen Schubspannungen τ + τ' größer als die mittlere Schubspannung τ, andererseits wird das effektive Gewicht der Körner reduziert: die Körner werden
Ziel des vom BMBF geförderten KFKI-Forschungsvorhabens Morphologische Langfristprognosefür das Sy... more Ziel des vom BMBF geförderten KFKI-Forschungsvorhabens Morphologische Langfristprognosefür das System Tidebecken-Außensände am Beispiel Sylts und der Dithmarscher Bucht war es, derzeitige Möglichkeiten und Grenzen der morphodynamischen Modellierung von großen morphologischen Einheiten und für lange Zeiträume aufzuzeigen. Zentrale Fragestellung war hierbei, ob und gegebenenfalls in welchem Grade, beziehungsweise mit welchen Einschränkungen die berechnete morphologische Entwicklung eines derart komplexen Gebietes auf naturähnliche Ergebnisse führt und welche Parameter (Seegang, Zeitstreckung, Randbedingungen, Sediment, ...) hierbei einen besonderen Einfluss haben. Die Untersuchungen wurden in Beispielen für die Projektgebiete Hörnumbecken, das südöstlich von Sylt gelegenen ist, und Dithmarscher Bucht ausgeführt. Die Datenlage im Hörnumbecken ließ es nicht zu, einen natürlichen Referenzzustand heranzuziehen, mit dem das morphodynamischc Modell TIMOR hätte verifiziert werden können, da die Vermessungsungenauigkeiten in der Größenordnung morphologischer Veränderungen lagen. Daher wurde die Dithmarscher Bucht als zusätzliches Projektgebiet herangezogen, weil hier eine bessere Datenlage bestand. Die Ergebnisse für das Projektgebiet I lörnumbeckcn haben daher den Charakter von Sensitivitätsuntersuchungen und dienten zur Identifikation allgemeiner Zusammenhänge. Es konnte gezeigt werden, dass das morphodynamischc Modell hei Berücksichtigung des Seegangs in einem Gebiet, das sich annähernd im morphologischen Gleichgewicht befindet, wie es im Hörnumbecken der Fall ist, naturähnliche Ergebnisse berechnet. Insbesondere werden morphologisch aktive Bereiche gut getroffen und Rinnenverlagerungen dort berechnet, wo sie auftreten. Unschärfen existieren in der Quantität des umgelagerten Materials und im zeitlichen Ablauf der Umlagerungen. Es wurden Verfahren der Eingabefilterung angewandt, die für morphologische Langfristprognosen unverzichtbar sind. Bei der Wahl repräsentativer Windlagen ergab eine Kombination aus nordwestlichen, westlichen, südwestlichen und südlichen Windlagen die beste morphologische Übereinstimmung mit einem Referenzzustand. Bei Vernachlässigung des Seegangs sind erwartungsgemäß hingegen nur Aussagen für ruhigere Perioden möglich. Die auffälligsten berechneten morphologischen Erscheinungen sind hierbei leichte Erosionen in den Rinnen und leichte Sedimentation an den Rinnenrändern. Dort, wo ein eindeutiger morphologischer Trend besteht, wie beispielsweise bei der Verlagerung des Ebbdeltas in südliche Richtung, wird dieser vom Modell gut wiedergegeben. Die durch die Vordeichung in der Dithmarscher Bucht ausgelösten Sedimentationen werden vom Modell in weiten Teilen des Gebietes quantitativ gut wiedergegeben, obwohl der Seegang hier unberücksichtigt bleiben sollte. Das hierzu benötigte Material wird teilweise aus den Rinnen erodiert und zu einem größeren Teil als feinkörniger Schwebstoff in das Gebiet eingetragen. Das Maß der ins Gebiet strömenden Schwebstoffe und die Wahl einer Anfangskornverteilung erweisen sich als sensitive Faktoren. Summary The KFKI (GCERC)-funded research project "Long-term prognosis of the morphological development of the system Tidal Basin-Offshore Sandbanks demonstrated for the island of Sylt and the Dithmarschen Bay at the North Sea coast" is an example for the capability of morphodynamic models applied to large morphological units for long periods of time. Of particular
The paper was elaborated based by the use of SISYPHE. Within this code, the determination of sett... more The paper was elaborated based by the use of SISYPHE. Within this code, the determination of settling velocities obviously is cited after v. Rijn (Hand book of Sediment Transport by currents and waves. Delft Hydraulics, Rep. H461, 1989). This formula, Eq. 6 in the paper under discussion has a spelling error. The number '18' in the denominator of the middle equation must be deleted. The area-wise subdivision is unnecessary (saves at most minimal computation time).
Fur verschiedene wasserbauliche Probleme mit komplizierten Stromungsverhaltnissen sind Berechnung... more Fur verschiedene wasserbauliche Probleme mit komplizierten Stromungsverhaltnissen sind Berechnungen nicht oder nicht mit ausreichender Aussagescharfe moglich, wenngleich sich heute bereits viele Fragen mit hydrodynamisch-numerischen Modellen losen lassen. Von der Standardform abweichende Tosbecken, die Nahfeldstromungen an komplizierten Bauwerken und deren hydraulische Optimierung z.B. sind derzeit noch besser mit hydraulischen Modellen zuganglich. Bedingung fur die Nutzbarkeit von Modellen ist deren Naturahnlichkeit. Naturahnlich sind hydraulische Modelle dann, wenn die Vorgange im Modell denen der Grosausfuhrung geometrisch und dynamisch ahnlich sind. Dynamische Ahnlichkeit besteht, wenn im zeitlich veranderlichen Vorgang zu vergleichbaren Zeiten an den gleichen Positionen gleiche Relationen der vorherrschenden Krafte in Natur und Modell bestehen.
Sediment transport only takes place when the action of flow (shear stress, velocity) exceeds a cr... more Sediment transport only takes place when the action of flow (shear stress, velocity) exceeds a critical value. The limit between rest and movement can be given as critical flow velocity, critical shear velocity, critical shear stress, critical dimensionless shear stress. Each of these values, describing the critical conditions, can be calculated from the other values. The aim of this work is to find a better solution for the critical conditions and for transport at low rates of shear-stress.
Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Pu... more Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der MikroverfiImung oder Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes.
In den Ozeanen und an den Randnieeren, die ausreichend grose Verbindung zu den Ozeanen besitzen, ... more In den Ozeanen und an den Randnieeren, die ausreichend grose Verbindung zu den Ozeanen besitzen, treten regelmasige Wasserstandsunterschiede auf: die Gezeiten. Anstelle des Begriffs der „Gezeiten“ wird vielfaltig auch der Begriff „Tiden“ benutzt. Tide kommt von Tyd, dem germanischen Wort fur Zeit und findet sich heute sowohl im Niederdeutschen (de Tid=die Zeit) als auch im Angelsachsischen1.
KURZFASSUNG: Zur Initialisierung der Sedimentbewegung wird eine Theorie entwickelt, die vorausset... more KURZFASSUNG: Zur Initialisierung der Sedimentbewegung wird eine Theorie entwickelt, die voraussetzt, daß die kritische Schubspannung τ c , die für den Bewegungsbeginn bei nichtturbulenter Strömung verantwortlich ist, nur durch den Reibungswinkel ϕ oder den Winkel der inneren Reibung ϕ' zwischen den einzelnen Körnern definiert wird. In der turbulenten Strömung treten die Fluktuationen τ' sowohl in den Schubspannungen, als auch in den Liftkräften auf, die aus den Druckfluktuationen der Strömung resultieren. Folglich sind einerseits die zwischen den Körnern wirkenden aktuellen (effektiven) kritischen Schubspannungen τ + τ' größer als die mittlere Schubspannung τ, andererseits wird das effektive Gewicht der Körner reduziert: die Körner werden
Ziel des vom BMBF geförderten KFKI-Forschungsvorhabens Morphologische Langfristprognosefür das Sy... more Ziel des vom BMBF geförderten KFKI-Forschungsvorhabens Morphologische Langfristprognosefür das System Tidebecken-Außensände am Beispiel Sylts und der Dithmarscher Bucht war es, derzeitige Möglichkeiten und Grenzen der morphodynamischen Modellierung von großen morphologischen Einheiten und für lange Zeiträume aufzuzeigen. Zentrale Fragestellung war hierbei, ob und gegebenenfalls in welchem Grade, beziehungsweise mit welchen Einschränkungen die berechnete morphologische Entwicklung eines derart komplexen Gebietes auf naturähnliche Ergebnisse führt und welche Parameter (Seegang, Zeitstreckung, Randbedingungen, Sediment, ...) hierbei einen besonderen Einfluss haben. Die Untersuchungen wurden in Beispielen für die Projektgebiete Hörnumbecken, das südöstlich von Sylt gelegenen ist, und Dithmarscher Bucht ausgeführt. Die Datenlage im Hörnumbecken ließ es nicht zu, einen natürlichen Referenzzustand heranzuziehen, mit dem das morphodynamischc Modell TIMOR hätte verifiziert werden können, da die Vermessungsungenauigkeiten in der Größenordnung morphologischer Veränderungen lagen. Daher wurde die Dithmarscher Bucht als zusätzliches Projektgebiet herangezogen, weil hier eine bessere Datenlage bestand. Die Ergebnisse für das Projektgebiet I lörnumbeckcn haben daher den Charakter von Sensitivitätsuntersuchungen und dienten zur Identifikation allgemeiner Zusammenhänge. Es konnte gezeigt werden, dass das morphodynamischc Modell hei Berücksichtigung des Seegangs in einem Gebiet, das sich annähernd im morphologischen Gleichgewicht befindet, wie es im Hörnumbecken der Fall ist, naturähnliche Ergebnisse berechnet. Insbesondere werden morphologisch aktive Bereiche gut getroffen und Rinnenverlagerungen dort berechnet, wo sie auftreten. Unschärfen existieren in der Quantität des umgelagerten Materials und im zeitlichen Ablauf der Umlagerungen. Es wurden Verfahren der Eingabefilterung angewandt, die für morphologische Langfristprognosen unverzichtbar sind. Bei der Wahl repräsentativer Windlagen ergab eine Kombination aus nordwestlichen, westlichen, südwestlichen und südlichen Windlagen die beste morphologische Übereinstimmung mit einem Referenzzustand. Bei Vernachlässigung des Seegangs sind erwartungsgemäß hingegen nur Aussagen für ruhigere Perioden möglich. Die auffälligsten berechneten morphologischen Erscheinungen sind hierbei leichte Erosionen in den Rinnen und leichte Sedimentation an den Rinnenrändern. Dort, wo ein eindeutiger morphologischer Trend besteht, wie beispielsweise bei der Verlagerung des Ebbdeltas in südliche Richtung, wird dieser vom Modell gut wiedergegeben. Die durch die Vordeichung in der Dithmarscher Bucht ausgelösten Sedimentationen werden vom Modell in weiten Teilen des Gebietes quantitativ gut wiedergegeben, obwohl der Seegang hier unberücksichtigt bleiben sollte. Das hierzu benötigte Material wird teilweise aus den Rinnen erodiert und zu einem größeren Teil als feinkörniger Schwebstoff in das Gebiet eingetragen. Das Maß der ins Gebiet strömenden Schwebstoffe und die Wahl einer Anfangskornverteilung erweisen sich als sensitive Faktoren. Summary The KFKI (GCERC)-funded research project "Long-term prognosis of the morphological development of the system Tidal Basin-Offshore Sandbanks demonstrated for the island of Sylt and the Dithmarschen Bay at the North Sea coast" is an example for the capability of morphodynamic models applied to large morphological units for long periods of time. Of particular
ABSTRACT For the initiation of sediment motion a theory is developed, which presupposes that the ... more ABSTRACT For the initiation of sediment motion a theory is developed, which presupposes that the critical shear stress τ c responsible for inducing motion in non-turbulent flow is solely defined by the angle of internal friction φ or the angle of repose φ' of single grains. In turbulent flow, fluctuations τ' in the shear stress as well as lift forces produced by these fluctuations also occur. Owing to this, the actual (effective) critical shear stress τ + τ' acting on a grain is larger than the average stress τ on the one hand, and on the other hand, the effective weight of the grains is reduced: they become effectively lighter. On the basis of the presented analytical formulation the initiation of sediment motion may be described solely by the angle of repose of the grains and turbulence parameters.
Boden- und Sohl-Stabilität - Betrachtungen an der Schnittstelle zwischen Geotechnik und Wasserbau#N#Soil and Bed Stability - Interaction Effects between Geotechnics and Hydraulic Engineering, 2004
KURZFASSUNG: Zur Initialisierung der Sedimentbewegung wird eine Theorie entwickelt, die vorausset... more KURZFASSUNG: Zur Initialisierung der Sedimentbewegung wird eine Theorie entwickelt, die voraussetzt, daß die kritische Schubspannung τ c , die für den Bewegungsbeginn bei nichtturbulenter Strömung verantwortlich ist, nur durch den Reibungswinkel ϕ oder den Winkel der inneren Reibung ϕ' zwischen den einzelnen Körnern definiert wird. In der turbulenten Strömung treten die Fluktuationen τ' sowohl in den Schubspannungen, als auch in den Liftkräften auf, die aus den Druckfluktuationen der Strömung resultieren. Folglich sind einerseits die zwischen den Körnern wirkenden aktuellen (effektiven) kritischen Schubspannungen τ + τ' größer als die mittlere Schubspannung τ, andererseits wird das effektive Gewicht der Körner reduziert: die Körner werden
Ziel des vom BMBF geförderten KFKI-Forschungsvorhabens Morphologische Langfristprognosefür das Sy... more Ziel des vom BMBF geförderten KFKI-Forschungsvorhabens Morphologische Langfristprognosefür das System Tidebecken-Außensände am Beispiel Sylts und der Dithmarscher Bucht war es, derzeitige Möglichkeiten und Grenzen der morphodynamischen Modellierung von großen morphologischen Einheiten und für lange Zeiträume aufzuzeigen. Zentrale Fragestellung war hierbei, ob und gegebenenfalls in welchem Grade, beziehungsweise mit welchen Einschränkungen die berechnete morphologische Entwicklung eines derart komplexen Gebietes auf naturähnliche Ergebnisse führt und welche Parameter (Seegang, Zeitstreckung, Randbedingungen, Sediment, ...) hierbei einen besonderen Einfluss haben. Die Untersuchungen wurden in Beispielen für die Projektgebiete Hörnumbecken, das südöstlich von Sylt gelegenen ist, und Dithmarscher Bucht ausgeführt. Die Datenlage im Hörnumbecken ließ es nicht zu, einen natürlichen Referenzzustand heranzuziehen, mit dem das morphodynamischc Modell TIMOR hätte verifiziert werden können, da die Vermessungsungenauigkeiten in der Größenordnung morphologischer Veränderungen lagen. Daher wurde die Dithmarscher Bucht als zusätzliches Projektgebiet herangezogen, weil hier eine bessere Datenlage bestand. Die Ergebnisse für das Projektgebiet I lörnumbeckcn haben daher den Charakter von Sensitivitätsuntersuchungen und dienten zur Identifikation allgemeiner Zusammenhänge. Es konnte gezeigt werden, dass das morphodynamischc Modell hei Berücksichtigung des Seegangs in einem Gebiet, das sich annähernd im morphologischen Gleichgewicht befindet, wie es im Hörnumbecken der Fall ist, naturähnliche Ergebnisse berechnet. Insbesondere werden morphologisch aktive Bereiche gut getroffen und Rinnenverlagerungen dort berechnet, wo sie auftreten. Unschärfen existieren in der Quantität des umgelagerten Materials und im zeitlichen Ablauf der Umlagerungen. Es wurden Verfahren der Eingabefilterung angewandt, die für morphologische Langfristprognosen unverzichtbar sind. Bei der Wahl repräsentativer Windlagen ergab eine Kombination aus nordwestlichen, westlichen, südwestlichen und südlichen Windlagen die beste morphologische Übereinstimmung mit einem Referenzzustand. Bei Vernachlässigung des Seegangs sind erwartungsgemäß hingegen nur Aussagen für ruhigere Perioden möglich. Die auffälligsten berechneten morphologischen Erscheinungen sind hierbei leichte Erosionen in den Rinnen und leichte Sedimentation an den Rinnenrändern. Dort, wo ein eindeutiger morphologischer Trend besteht, wie beispielsweise bei der Verlagerung des Ebbdeltas in südliche Richtung, wird dieser vom Modell gut wiedergegeben. Die durch die Vordeichung in der Dithmarscher Bucht ausgelösten Sedimentationen werden vom Modell in weiten Teilen des Gebietes quantitativ gut wiedergegeben, obwohl der Seegang hier unberücksichtigt bleiben sollte. Das hierzu benötigte Material wird teilweise aus den Rinnen erodiert und zu einem größeren Teil als feinkörniger Schwebstoff in das Gebiet eingetragen. Das Maß der ins Gebiet strömenden Schwebstoffe und die Wahl einer Anfangskornverteilung erweisen sich als sensitive Faktoren. Summary The KFKI (GCERC)-funded research project "Long-term prognosis of the morphological development of the system Tidal Basin-Offshore Sandbanks demonstrated for the island of Sylt and the Dithmarschen Bay at the North Sea coast" is an example for the capability of morphodynamic models applied to large morphological units for long periods of time. Of particular
The paper was elaborated based by the use of SISYPHE. Within this code, the determination of sett... more The paper was elaborated based by the use of SISYPHE. Within this code, the determination of settling velocities obviously is cited after v. Rijn (Hand book of Sediment Transport by currents and waves. Delft Hydraulics, Rep. H461, 1989). This formula, Eq. 6 in the paper under discussion has a spelling error. The number '18' in the denominator of the middle equation must be deleted. The area-wise subdivision is unnecessary (saves at most minimal computation time).
Fur verschiedene wasserbauliche Probleme mit komplizierten Stromungsverhaltnissen sind Berechnung... more Fur verschiedene wasserbauliche Probleme mit komplizierten Stromungsverhaltnissen sind Berechnungen nicht oder nicht mit ausreichender Aussagescharfe moglich, wenngleich sich heute bereits viele Fragen mit hydrodynamisch-numerischen Modellen losen lassen. Von der Standardform abweichende Tosbecken, die Nahfeldstromungen an komplizierten Bauwerken und deren hydraulische Optimierung z.B. sind derzeit noch besser mit hydraulischen Modellen zuganglich. Bedingung fur die Nutzbarkeit von Modellen ist deren Naturahnlichkeit. Naturahnlich sind hydraulische Modelle dann, wenn die Vorgange im Modell denen der Grosausfuhrung geometrisch und dynamisch ahnlich sind. Dynamische Ahnlichkeit besteht, wenn im zeitlich veranderlichen Vorgang zu vergleichbaren Zeiten an den gleichen Positionen gleiche Relationen der vorherrschenden Krafte in Natur und Modell bestehen.
Sediment transport only takes place when the action of flow (shear stress, velocity) exceeds a cr... more Sediment transport only takes place when the action of flow (shear stress, velocity) exceeds a critical value. The limit between rest and movement can be given as critical flow velocity, critical shear velocity, critical shear stress, critical dimensionless shear stress. Each of these values, describing the critical conditions, can be calculated from the other values. The aim of this work is to find a better solution for the critical conditions and for transport at low rates of shear-stress.
Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Pu... more Bibliografische Information der Deutschen Bibliothek Die Deutsche Bibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.ddb.de abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der MikroverfiImung oder Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland vom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes.
In den Ozeanen und an den Randnieeren, die ausreichend grose Verbindung zu den Ozeanen besitzen, ... more In den Ozeanen und an den Randnieeren, die ausreichend grose Verbindung zu den Ozeanen besitzen, treten regelmasige Wasserstandsunterschiede auf: die Gezeiten. Anstelle des Begriffs der „Gezeiten“ wird vielfaltig auch der Begriff „Tiden“ benutzt. Tide kommt von Tyd, dem germanischen Wort fur Zeit und findet sich heute sowohl im Niederdeutschen (de Tid=die Zeit) als auch im Angelsachsischen1.
KURZFASSUNG: Zur Initialisierung der Sedimentbewegung wird eine Theorie entwickelt, die vorausset... more KURZFASSUNG: Zur Initialisierung der Sedimentbewegung wird eine Theorie entwickelt, die voraussetzt, daß die kritische Schubspannung τ c , die für den Bewegungsbeginn bei nichtturbulenter Strömung verantwortlich ist, nur durch den Reibungswinkel ϕ oder den Winkel der inneren Reibung ϕ' zwischen den einzelnen Körnern definiert wird. In der turbulenten Strömung treten die Fluktuationen τ' sowohl in den Schubspannungen, als auch in den Liftkräften auf, die aus den Druckfluktuationen der Strömung resultieren. Folglich sind einerseits die zwischen den Körnern wirkenden aktuellen (effektiven) kritischen Schubspannungen τ + τ' größer als die mittlere Schubspannung τ, andererseits wird das effektive Gewicht der Körner reduziert: die Körner werden
Ziel des vom BMBF geförderten KFKI-Forschungsvorhabens Morphologische Langfristprognosefür das Sy... more Ziel des vom BMBF geförderten KFKI-Forschungsvorhabens Morphologische Langfristprognosefür das System Tidebecken-Außensände am Beispiel Sylts und der Dithmarscher Bucht war es, derzeitige Möglichkeiten und Grenzen der morphodynamischen Modellierung von großen morphologischen Einheiten und für lange Zeiträume aufzuzeigen. Zentrale Fragestellung war hierbei, ob und gegebenenfalls in welchem Grade, beziehungsweise mit welchen Einschränkungen die berechnete morphologische Entwicklung eines derart komplexen Gebietes auf naturähnliche Ergebnisse führt und welche Parameter (Seegang, Zeitstreckung, Randbedingungen, Sediment, ...) hierbei einen besonderen Einfluss haben. Die Untersuchungen wurden in Beispielen für die Projektgebiete Hörnumbecken, das südöstlich von Sylt gelegenen ist, und Dithmarscher Bucht ausgeführt. Die Datenlage im Hörnumbecken ließ es nicht zu, einen natürlichen Referenzzustand heranzuziehen, mit dem das morphodynamischc Modell TIMOR hätte verifiziert werden können, da die Vermessungsungenauigkeiten in der Größenordnung morphologischer Veränderungen lagen. Daher wurde die Dithmarscher Bucht als zusätzliches Projektgebiet herangezogen, weil hier eine bessere Datenlage bestand. Die Ergebnisse für das Projektgebiet I lörnumbeckcn haben daher den Charakter von Sensitivitätsuntersuchungen und dienten zur Identifikation allgemeiner Zusammenhänge. Es konnte gezeigt werden, dass das morphodynamischc Modell hei Berücksichtigung des Seegangs in einem Gebiet, das sich annähernd im morphologischen Gleichgewicht befindet, wie es im Hörnumbecken der Fall ist, naturähnliche Ergebnisse berechnet. Insbesondere werden morphologisch aktive Bereiche gut getroffen und Rinnenverlagerungen dort berechnet, wo sie auftreten. Unschärfen existieren in der Quantität des umgelagerten Materials und im zeitlichen Ablauf der Umlagerungen. Es wurden Verfahren der Eingabefilterung angewandt, die für morphologische Langfristprognosen unverzichtbar sind. Bei der Wahl repräsentativer Windlagen ergab eine Kombination aus nordwestlichen, westlichen, südwestlichen und südlichen Windlagen die beste morphologische Übereinstimmung mit einem Referenzzustand. Bei Vernachlässigung des Seegangs sind erwartungsgemäß hingegen nur Aussagen für ruhigere Perioden möglich. Die auffälligsten berechneten morphologischen Erscheinungen sind hierbei leichte Erosionen in den Rinnen und leichte Sedimentation an den Rinnenrändern. Dort, wo ein eindeutiger morphologischer Trend besteht, wie beispielsweise bei der Verlagerung des Ebbdeltas in südliche Richtung, wird dieser vom Modell gut wiedergegeben. Die durch die Vordeichung in der Dithmarscher Bucht ausgelösten Sedimentationen werden vom Modell in weiten Teilen des Gebietes quantitativ gut wiedergegeben, obwohl der Seegang hier unberücksichtigt bleiben sollte. Das hierzu benötigte Material wird teilweise aus den Rinnen erodiert und zu einem größeren Teil als feinkörniger Schwebstoff in das Gebiet eingetragen. Das Maß der ins Gebiet strömenden Schwebstoffe und die Wahl einer Anfangskornverteilung erweisen sich als sensitive Faktoren. Summary The KFKI (GCERC)-funded research project "Long-term prognosis of the morphological development of the system Tidal Basin-Offshore Sandbanks demonstrated for the island of Sylt and the Dithmarschen Bay at the North Sea coast" is an example for the capability of morphodynamic models applied to large morphological units for long periods of time. Of particular
ABSTRACT For the initiation of sediment motion a theory is developed, which presupposes that the ... more ABSTRACT For the initiation of sediment motion a theory is developed, which presupposes that the critical shear stress τ c responsible for inducing motion in non-turbulent flow is solely defined by the angle of internal friction φ or the angle of repose φ' of single grains. In turbulent flow, fluctuations τ' in the shear stress as well as lift forces produced by these fluctuations also occur. Owing to this, the actual (effective) critical shear stress τ + τ' acting on a grain is larger than the average stress τ on the one hand, and on the other hand, the effective weight of the grains is reduced: they become effectively lighter. On the basis of the presented analytical formulation the initiation of sediment motion may be described solely by the angle of repose of the grains and turbulence parameters.
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