EasyGSH_ModLearn

Teilprojekt im mFUND-Verbundprojekt EasyGSH-DB
Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht


Motivation und Ziele des Gesamtprojektes

Das Küstengebiet der Deutschen Bucht (DB) ist gekennzeichnet durch eine vielgestaltige Formation von Inseln, Wattgebieten, Prielen und Ästuarmündungen. Aufgrund der morphologischen Komplexität finden nicht-lineare Umformungen der Tide- und Seegangsprozesse von der offenen Nordsee bis an die Küste und in die Ästuare hinein statt. Gleichzeitig wird die Küstenzone als Siedlungs- und Wirtschaftsraum sowie Erholungsgebiet genutzt und ist zugleich in weiten Teilen Naturschutzgebiet. Um auch künftig eine umweltschonenden Wertschöpfung und dabei Rechts- und Planungssicherheit bei Infrastrukturprojekten im Meers- und Küstenraum zu gewährleisten, bedarf es interdisziplinärer und kontinuierlicher Forschung, um die Kenntnisse über den Naturraum selbst, über die natürlichen Prozessketten sowie deren Reaktion auf anthropogene Eingriffe zu erweitern.
Das Gesamtziels des mFUND-Verbundvorhabens „Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht“ (EasyGSH-DB) ist es, hochaufgelöste Referenzdatensätze für den Bereich der Deutschen Bucht flächendeckend und qualitätsgesichert zur Verfügung zu stellen. Sie sollen der Fachöffentlichkeit und Allgemeinheit über etablierte Portale (z.B. MDI-DE, mCLOUD o.ä.) in einfacher Weise zugänglich gemacht werden. Zielgruppen sind Bundes-, Landes- und kommunale Verwaltungen, öffentliche Forschungsinstitutionen sowie die allgemeine Öffentlichkeit bestehend aus NGOs und Wirtschaft. Der Fokus des Gesamtvorhabens liegt auf der Erzeugung konsistenter und synoptischer
1.    geomorphologischer Basisdaten (Bathymetrie, Sedimentologie)
2.    hydrologischer Daten (Hydrodynamik, Salz- und Sedimenttransport sowie Seegang)
Die Sicherstellung der Praxisrelevanz und finale Nützlichkeit der Daten wird durch eine frühzeitige Bedarfsanalyse und umfangreiche Partizipationsprozesse mit Stakeholdern angestrebt.
Im Vorhaben wird voraussichtlich der Zeitraum 1996 – 2015 betrachtet, der einen gesamten Nodaltidezyklus umfasst. Daten aus Messungen zu den betrachteten hydrodynamischen und morphodynamischen Bedingungen sowie zu den Salzgehalten liegen praktisch ausschließlich punktuell und zumeist auch nur für ausgewählte Zeiträume vor. Diese Informationen werden modellgestützt in Raum und Zeit vervollständigt, um einen kohärenten, in sich geschlossenen Datensatz zur Verfügung zu stellen. Dieser bildet die Grundlage zur Bearbeitung abgeleiteter wissenschaftlicher, ökologischer, praktischer oder gesellschaftlicher Fragestellungen.

Projektstruktur

Das Projekt wird in 5 Arbeitspaketen von den vier beteiligten Projektpartnern bearbeitet. Das Institut für Wasserbau der TUHH ist mit dem Teilprojekt EasyGSH_ModLearn ist an den Arbeitspaketen 2-5 (siehe Abbildung 1) beteiligt.

Teilprojekt EasyGSH_ModLearn

Die Aufgaben des Instituts für Wasserbau der Technischen Universität Hamburg (TUHH-WB) liegen schwerpunktmäßig auf der modellgestützten Ermittlung und Bereitstellung von qualitätsgesicherten zeitlich und räumlich hochaufgelösten hydrodynamischen, morphodynamischen Bedingungen sowie der Salzgehalte in der deutschen Bucht für einen Zeitraum von 20 Jahren als Grundlage für zielgruppenspezifische Anwendungen. Hierzu wird als Teil des Multimodellansatzes (siehe alternative Modellkette des Projektpartners BAW im Teilprojekt ModPort) die Modellkette Telemac – Sisyphe – Tomawac sowie vergleichend für den Seegang das Modell SWAN eingesetzt.
Ein wesentlicher Punkt der Arbeiten wird neben dem eigentlichen Betrieb der Modelle die Qualitätssicherung der Ergebnisse durch den direkten Vergleich mit den Berechnungsergebnissen der BAW (vgl. Leitantrag) sein. Es ist zu erwarten, dass durch den fortwährenden Vergleich der Arbeitsergebnisse im Projekt Methoden zur Qualitätssicherung erarbeitet werden, die ausschließlich auf der Grundlage fortwährender Vergleiche der Arbeitsergebnisse zu erreichen sind, und die dafür sorgen werden, dass zukünftig sowohl bei den Projektpartnern als auch bei anderen Institutionen die Qualität der Modellergebnisse deutlich verbessert werden kann.
Die im Rahmen dieses Teilprojekts der TUHH eingesetzte Telemac – Modellkette nutzt durchgängig das Finite-Elemente-Verfahren zur Lösung der Bewegungsgleichungen. Durch den Multimodellansatz (die Modellkette der BAW nutzt die Finite-Differenzen-Methode) ist es ferner möglich, die Modellperformance der verschiedenen Modellfamilien zu vergleichen.
Aus der generierten konsistenten Datenbasis werden im Gesamtvorhaben Produkte als Grundlage für die weitere Verwendung der Daten für entsprechende Fragestellungen erarbeitet. Hier trägt das beantragte Teilvorhaben dazu bei, insbesondere die küstenwasserbaulichen Stakeholder zu adressieren und hier für relevante Fragestellungen die Daten entsprechend auszuwerten und aufzubereiten. Ziel ist es, standardisierte Verfahren zur Auswertung mit entsprechenden Bewertungskriterien für die entsprechenden Fragestellungen zu erarbeiten.
Die aktuelle Generation ist durch die rasante Entwicklung der digitalen Welt in großen Teilen extrem medienaffin, jedoch gibt es teilweise aus der rasanten Entwicklung und der direkten Verfügbarkeit von Informationen resultierend durchaus Defizite in der Medienkompetenz und in der Interpretation und Bewertung von Informationen. Insbesondere wissenschaftliche Datenbanken und Datenhaltungssysteme zeichnen sich vielfach dadurch aus, dass diese trotz definierter und etablierter Schnittstellen unübersichtlich und nur schwer zu durchschauen sind und vielfach nur von Fachleuten bedient werden können. E-Learning-Ansätze und Ansätze des Blended Learning versuchen aktuell, diese Problematik anzugehen. Hier werden selbstgesteuerte, mediengestützte Formen der Wissensvermittlung erarbeitet. Im Vorhaben wird versucht, die o.g. Defizite unter anderem durch einen E-Learning Ansatz zu überwinden. Hier werden die verfügbaren Daten und Inhalte sowie die Limitationen im Einzelnen aufbereitet und auch Zugriffsmöglichkeiten detailliert erläutert.

Finanzierung

Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, Förderprogramm mFUND

Förderkennzeichen: 19F2004B

Laufzeit: Januar 2017 bis Dezember 2019

Projektpartner