FAUST

For an improved understanding of estuarine sediment transport


Die Komplexität der Feinsedimentdynamik in tidebeeinflussten Ästuaren ergibt sich aus der Vielzahl an Parametern, die die Prozesse zur Entstehung der zeitlich und räumlich variablen Sohlbedingungen  beeinflussen. Durch die ab einem unterschrittenen Grenzabstand dominant wirkenden interpartikulären Kräfte neigen Feinsedimentpartikel zur Aggregation von Flocken. Ab einem Tonanteil = 10% werden solche Gemische als kohäsive Sedimente bezeichnet. Die physikalischen, chemischen und biologischen Umgebungsbedingungen beeinflussen die Kohäsivität der Einzelpartikel / den Zusammenhalt der Flocken maßgeblich, sodass das Sedimentations-, Depositions- und Erosionsverhalten der Sedimente davon abhängt. In den ästuarinen Trübungszonen, in denen eine Durchmischung von Salz- und Frischwasser stattfindet, verändern sich die Umgebungsbedingungen periodisch (Tidezyklen…) und nicht-periodisch (Abfluss, Wind, etc.). Infolgedessen auftretende hohe Schwebstoffkonzentrationen führen zur zeitweisen Ausbildung stationärer Suspensionen unter Zustandekommen sohlnaher Dichteschichtungen mit teils nicht-Newton'schem Verhalten. Das langfristige Anwachsen der Sohle wird auf die dynamische Schichtenbildung zurückgeführt, kann aber bislang nicht in allgemein gültigen mathematischen Zusammenhängen beschrieben werden. Zur Sicherstellung der nautischen Tiefe sind dabei regelmäßige Unterhaltungsbaggerungen notwendig, dessen Kosten durch verbesserte Vorhersagen zur Lage des Baggerguts reduziert werden könnten. Aufbauend auf ein Forschungsvorhaben zur numerischen Abbildung von Depositionsschwerpunkten hat das Projekt FAUST zum Ziel, das Depositions- und Erosionsverhalten kohäsiver Sedimente aus dem Weser- und Elbeästuar in einer Kombination von Labor- und Feldversuchen zu untersuchen (s. Abbildung 1). Durch ein verbessertes lokales Prozessverständnis (u.a. Abbildung 2) sollen die Erkenntnisse zur Verbesserung numerischer Modelle eingesetzt werden.

Auftraggeber / Kooperation: Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) , Wedel
Projektlaufzeit: Q3/2018 – Q2/2021
Projektkoordination: (M.Sc. Roland Hesse), Dr.-Ing. Edgar Nehlsen, Prof. Dr.-Ing. Peter Fröhle
Projektbearbeitung:M.Sc. Justus Patzke