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Editorial
Lösungen für tidebeein-
flusste Gewässer
Oliver Stoschek
                                                       MIKE 21 und
                                                       ECO Lab
Niederlassungsleiter Syke, DHI-WASY GmbH
Das neue 2011 Release von MIKE by DHI ist
da. Die Entwicklungsarbeit der letzten an-
derthalb Jahre ist in neue und verbesserte
                             Fortsetzung auf Seite 2



Inhalt                                                 Berechnung von Sauerstoffkonzentrationen
MIKE 21 und ECO Lab                                    im Reiherstieg
Berechnung von Sauerstoffkonzentrationen         1
Offshore Windparks I
Neue statistische Auswertungen bei                     Arne Hammrich & Dagmar Much, Hamburg Port Authority
Genehmigungsverfahren                            2
Offshore Windparks II                                  Die große Wassertiefe der Tideelbe vom      kaum noch in sonnendurchflutete Be-
Sedimentverdriftung beim Bau in der Nordsee      4
                                                       Hamburger Hafen an stromab führt im         reiche. Die Folge ist ein regelrechtes „Ver-
Offshore Windparks III
Kolkstudien und morphologische Unter-                  Sommer oft zu Sauerstoffmangelsituatio-     hungern“ und Absterben der Algen. Es
suchungen für den Bau                            5     nen im Bereich Hamburg. Treibende Algen     kann also kein Sauerstoff mehr durch die
Niedersachsenbrücke – Integrierte                      in der Wassersäule (Phytoplankton) gelan-   Algen gebildet werden, zusätzlich wird
Modellierung von Strömungen, Salzgehalt,               gen aufgrund der großen Wassertiefe         jedoch Sauerstoff durch die Mineralisation
Temperatur und Sedimenttransport                 6
Dimensionierung eines schwim-                                                                                                                     Abb. 1: Mögliche Verbes-
                                                                                                                                                  serung der Sauerstoffkon-
menden Wellenbrechers                                                                                                                             zentration im Reiherstieg
Ein hybrider Modellansatz                        7                                                                                                durch eine veränderte
                                                                                                                                                  Schleusensteuerung am
MIKE by DHI 2011                                                                                                                                  südlichen Reiherstieg
Neuigkeiten in der DHI Software                  8
MIKE 21 SW Spectral Wave
Modelling                                        8
Öldriftmodellierung in
MIKE 21 und MIKE 3                               9
Individuenbasierte Modelle
mit ECO Lab                                    10
Water Forecast – Multi-Parameter
Vorhersagen für die deutsche Nord- und
Ostseeküste                                    11
Nachrichten                                    13
•   Personalien: Neue Mitarbeiter
•   Nachtrag: Klimawandel
•   Nachlese: ICCE 2010 in Shanghai
•   Veranstaltungstermine:
    – ESRI 2011 in München
    – MIKE by DHI Anwendertreffen 2011
    – WASSER BERLIN 2011
    – SCACR 2011 in Aachen
2                        Consulting



                         der Algen gezehrt. Dieser Effekt macht           Die hydraulischen Berechnungen wurden         konnte dann die Sauerstoffkonzentration
                         sich auch in den Hafenbecken und                 in MIKE 21 durchgeführt. An das hydrauli-     im Hamburger Hafen berechnet und
                         Kanälen des Hamburger Hafens bemerk-             sche Modell wurde ein ökologisches            anhand von Naturdaten das Modell kali-
                         bar. Durch den verminderten Was-                 Modell (ECO Lab by DHI) gekoppelt, um         briert werden.
                         seraustausch in diesen Bereichen und die         die biologisch/chemischen Prozesse im
                         damit verbundene längere Verweildauer            Gewässer abzubilden. Als Gewässergüte-        Der Sauerstoffeintrag in den Reiherstieg
                         des Wasserkörpers, kommt es insbesonde-          modell wird das in ECO Lab formulierte,       aus der Süderelbe wurde bei verschiede-
                         re im Sommer immer wieder zu Sauer-              prozessorientierte DHI-Template „Eutro-       nen Schleusensteuerungen bestimmt. Es
                         stoffmangelsituationen.                          phication II“ eingesetzt. Dieses Modell be-   zeigte sich, dass ein signifikanter Eintrag
                                                                          rücksichtigt alle relevanten Prozesse um      aus der Süderelbe in den Reiherstieg bei
                         Im Rahmen der Planungen für einen Neu-           die Sauerstoffkonzentration im Gewässer       geeigneter Steuerung der Schleusenöff-
                         bzw. Umbau der Schleuse am südlichen             zu berechnen. Im Prinzip werden die Stoff-    nungszeiten möglich ist. Jedoch findet eine
                         Reiherstieg sollte für die Hamburg Port          kreisläufe für Kohlenstoff, Phosphor und      relativ starke Zehrung in dem nur schwach
                         Authority (HPA) durch Modellrechnungen           Stickstoff im Modell nachgebildet. Dabei      durchströmten Hafenbecken statt, sodass
Hamburg Port Authority   überprüft werden, inwiefern sich ein ver-        werden verschiedene Prozesse wie Pri-         es schwierig erscheint, dauerhaft höhere
   Neuer Wandrahm 4
     20457 Hamburg
                         ändertes Management der Öffnungszei-             märproduktion, Sterblichkeit, Sedimenta-      Sauerstoffkonzentrationen allein durch
  www.hamburg-port-      ten der Stromschleuse auf den Sauerstoff-        tion und Mineralisation berücksichtigt.       eine geänderte Schleusensteuerung im
          authority.de   gehalt im Reiherstieg auswirkt.                  Aus dem Zusammenspiel dieser Parameter        Reiherstieg aufrecht zu halten.




                         Offshore Windparks I
                         Neue statistische Auswertungen
                         bei Genehmigungsverfahren
                         Arne Hammrich & Florian Ladage

                         Mit der rasanten Entwicklung der Wind-           zept entwickelt. Das Konzept baut auf         Biologische Daten wie z. B. die Verteilung
                         energie im Offshorebereich gewinnen              den hydrodynamischen Modellen der             von Muschelkolonien unterliegen starken
                         modellbasierte Lösungen nicht nur für            MIKE by DHI Serie auf und verbindet           natürlichen Schwankungen. Um den öko-
                         hydraulische Studien, sondern auch für           diese durch eine Reihe von statistischen      logischen Einfluss eines Windparks abzu-
                         ökologische Untersuchungen immer                 Verfahren mit Daten aus Monitoring-           schätzen, sind daher jahrelange Monito-
                         mehr an Bedeutung. Basierend auf den             kampagnen. Im Rahmen der Planungen            ringmaßnahmen notwendig. Kurzfristige
                         Erfah rungen aus einer Vielzahl von              zu dem Windpark Anholt konnte die-            Effekte können dennoch aufgrund
                         Projekten in Nordeuropa hat DHI ein              ses Verfahren erfolgreich angewendet          ungünstiger Probenahmeintervalle unent-
                         integriertes Umweltmodellierungskon -            werden.                                       deckt bleiben, bzw. können mit dem vor-


                           Fortsetzung von Seite 1                        dell hin zur komplexen Betrachtung öko-       Mit der Modellierung eines schwimmenden
                           Werkzeuge für die Modellierung umgesetzt       logischer Zusammenhänge. Studien für den      Wellenbrechers und dessen Bewegungen
                           worden. Diese Ausgabe der DHI-WASY             Hamburger Hafen und für Einleiter entlang     wurden auch im Bereich der Wellen -
                           Aktuell legt den Fokus auf den Küs -           der Elbe beinhalten zusätzlich zu             modellierung neue Wege beschritten. Hier
                           tenbereich und die entsprechenden Neu-         den hydrodynamischen Betrachtungen die        konnte im Abgleich mit physikalischen
                           entwicklungen und Projekte, die mit der        Ermittlung der Auswir kungen einer Bau -      Modellversuchen die Qualität neuer Mo-
                           MIKE by DHI Software bearbeitet wurden.        maßnahme auf die Ökologie (Versandung         delltechniken nachgewiesen werden.
                                                                          von Laichgebieten, Veränderungen im Sauer-
                           Das neue Release zeichnet sich durch eine      stoffgehalt, etc.).                           Gute Werkzeuge machen auch kniffelige
                           deutlich gesteigerte Leistungsfähigkeit aus.                                                 Aufgaben zu einem Vergnügen. Nach über
                           Aber auch die aktuellen Herausforderungen      Die ökologische Verträglichkeit spielt aber   20 Jahren Entwicklungsarbeit ist eine Pro-
                           aus der Umwelt finden verstärkten Eingang      auch im Offshorebereich der regenerativen     duktfamilie von Modellierungssoftware ent-
                           in die Modelle. Ein Klimawandelmodul und       Energien eine Rolle. Hier stehen wir den      standen, die nahezu alle Bereiche des
                           er weiterte Fähigkeiten des ökologischen       Energiekonzernen mit Habitatmodellen, Stu-    Wasserkreislaufes abdeckt.
                           Moduls Ecolab tragen dem Rechnung.             dien zur Sedimentverdriftung während der
                                                                          Bauphasen der Anlagen aber auch für           Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Lesen
                           Auch in der Modellierung zeigt sich der        Kolkschutz und weitere morphologische         der DHI-WASY Aktuell.
                           Weg vom „einfachen“ hydraulischen Mo-          Untersuchungen beratend zur Seite.
Consulting                                 3


handenen Datenmaterial nicht hinrei-                                                                                                  Abb. 1: Lage des geplan-
                                                                                                                                      ten Windenergieparks im
chend erklärt werden. Monitoring-Pro-                                                                                                 Kattegat
gramme für biologische Untersuchungen
von DHI und anderen Beratern für die
Offshore-Industrie dokumentieren die Pro-
bleme im Zusammenhang mit biologi-
schen Proben in einer dynamischen
Umwelt. Selbst benthische Lebensräume
unterliegen starken Schwankungen, eine
Interpretation und Verallgemeinerung der
Ergebnisse aus Basiserhebungen sind oft
nur eingeschränkt möglich.


Mit dem hier vorgestellten Verfahren will
DHI zeitliche und geographische Lücken
in den Monitoringdaten schließen und
so die bisherigen Verfahren sinnvoll
ergänzen. Die Kombination hydrodyna-
mischer, sedimentologischer und biolo-
gischer Modelle als Grundlage bietet die
Möglichkeit, die erhobenen Monito -
ringdaten in einem hydrodynamisch-
biologischen Kontext darzustellen und
zu interpretieren. Durch mehrdimensio-
nale, nichtlineare statistische Verfahren
können die Verteilungsmuster einzelner
Arten an Modellparameter wie z. B.
Temperatur, Salinität, Sauerstoffgehalt
oder das Futterangebot gekoppelt wer-
den. So lässt sich zum Beispiel die         Die ökologische Untersuchung im Zusam-       herabzusetzen. Gleichzeitig besteht die
Verteilung von Eiderenten an die Vertei-    menhang mit dem Anholt-Windpark ist          Chance, den Genehmigungsprozess für
lung von Muscheln im Modell koppeln,        ein anschauliches Beispiel dafür, dass die   die Offshore-Anlagen (in Abstimmung mit




oder das Auftreten von Seehunden an         Kombination von traditionellen Probe-        den Behörden) erheblich zu beschleuni-       Abb. 2
                                                                                                                                      links oben: Aus Telemetrie-
bestimmte Frontensysteme. In Szena-         nahmedaten und Ökosystem-Modellen            gen. Gerade der letzte Punkt dürfte in den   daten (rote Punkte) be-
rienrechnungen kann dann die eventuel-      eine robuste Bewertung der Ausgangs-         nächsten Jahren in Deutschland an Bedeu-     rechnete Habitate (grüne
                                                                                                                                      Flächen) von Seehunden
le Veränderung dieser Modellparameter       bedingungen in relativ kurzer Zeit ermög-    tung gewinnen, um die ehrgeizigen Ziele
durch den geplanten Windpark berech-        lichen. Kostenintensive Monitoringmaß-       des Erneuerbaren Energien Gesetzes (EEG)     oben: Berechnete und
                                                                                                                                      beobachtete Dichte von
net und die Auswirkungen auf eine           nahmen können so sinnvoll reduziert wer-     auch in die Tat umzusetzen.                  Eiderenten
bestimmte Art abgeleitet werden.            den ohne die Aussagekraft der Daten
4                          Consulting




                           Offshore Windparks II
                           Sedimentverdriftung beim Bau in der Nordsee

                           Florian Ladage


                           Bei der Planung von Offshore Windparks                  mit Schwergewichtsgründung eine Ab-                     rechnungen, mit denen der Bauablauf an
                           in der deutschen Nordsee kommt der                      schätzung der Sedimentverdriftung auf-                  unterschiedlichen Standorten in einem
                           Bewertung von Umwelteinflüssen bei Bau                  grund von Baggerarbeiten erforderlich.                  dreidimensionalen Modell (Abb. 1) bei
                           und Betrieb eine erhebliche Bedeutung                   DHI-WASY hat in mehreren Studien die                    typischen Strömungen und Wasserstän-
                                                                                                                                           den simuliert wird.

Abb. 1: Modellgitter des
 hochaufgelösten Nord-                                                                                                                     Die Sedimentverdriftung wird in verschie-
            seemodells
                                                                                                                                           denen Szenarien für jeweils vollständige
                                                                                                                                           Bauabläufe simuliert. Dadurch können die
                                                                                                                                           voraussichtlich zu erwartenden zusätzli-
                                                                                                                                           chen Schwebstoffgehalte und Sediment-
                                                                                                                                           ablagerungen im Umfeld der Baugruben
                                                                                                                                           dargestellt werden. Die Ergebnisse werden
                                                                                                                                           dann in weiterführenden Gutachten ver-
                                                                                                                                           wendet, um die ökologischen Auswir-
                                                                                                                                           kungen der Bauarbeiten zu beurteilen.


                                                                                                                                           Bei der Modellierung der Baggertätig-
                                                                                                                                           keiten kommt ein kürzlich überarbeitetes
                                                                                                                                           Dredging-Modul zum Einsatz, das Be-
                                                                                                                                           standteil des Mud-Transport-Moduls der
                                                                                                                                           DHI-Software MIKE 3 ist. Dabei können
                                                                                                                                           variable Sedimentmengen bei Aushub
                                                                                                                                           und Verfüllung der Baugruben, unter-
                                                                                                                                           schiedliche Wassertiefen für den Sedi-
                           zu. Neben Schallemissionen, die vor allem               Auswirkungen beim Bau von Schwer-                       menteintrag sowie veränderliche Stand-
                           für Tiefgründungen relevant sind, ist für               gewichtsgründungen in der Nordsee                       orte oder Fahrwege der Baggergeräte be-
                           die Errichtung von Windenergieanlagen                   untersucht. Grundlage dafür sind Modell-                rücksichtigt werden. Dadurch lassen sich




                           Abb. 2: Beispiel einer Trübungsfahne im Modell bei der Ballastierung von Fundamenten (Draufsicht und Querschnitt)
Consulting                                5


beispielsweise folgende Arbeitsprozesse      tet. Diese beiden Parameter werden aus                 nissen die Trübung in der Nordsee auf
während eines Bauablaufs simulieren:         den Modellrechnungen für jeden Zeit-                   über 10 mg/l erhöht.
• Aushub von Baugruben                       schritt ermittelt. Aussagen über die Größe
• Nacharbeiten am Fundamentplanum            der Sedimentablagerungen am Seegrund                   Unsere Studien zeigen unter anderem, wie
• Ballastierung der Gründungsbauteile        dienen unter anderem der Analyse der                   die Erhöhung der Schwebstoffgehalte an
• Einbau von Kolkschutz                      ökologischen Auswirkungen. Je nach Art                 den unterschiedlichen Standorten inner-
• Wiederverfüllung von Baugruben.            des Seegrundes und Zusammensetzung                     halb von wenigen Stunden nach Ab-
                                             der dortigen Lebensgemeinschaft gelten                 schluss der jeweiligen Bauprozesse ab-
Die hauptsächliche Verdriftung von Sedi-     dabei Grenzwerte von wenigen Milli-                    klingt. Weiterhin lässt sich eine mögliche
menten ist bei der Verfüllung der Bau-       metern bis zu mehreren Zentimetern.                    Überlagerung von Schwebstofffahnen aus
gruben zu erwarten. Je nach Standort und                                                            unterschiedlichen Bauphasen benachbar-
Tiefe der jeweiligen Baugruben sind unter-   Die maximale Ausdehnung der Trübungs-                  ter Standorte durch die Modellrechnun-
schiedlich große Flächen von der Sedi-       fahnen kann anhand der tiefengemittelten               gen darstellen. Solche kumulativen Effekte
mentverlagerung betroffen.                   Erhöhung der Schwebstoffkonzentration                  können jedoch durch eine entsprechende
                                             in der Wassersäule ermittelt werden (Abb.              Bauablaufplanung vermieden werden. Die
Die Auswirkungen der Sedimentverdrif-        2). Eine Erhöhung um wenige Milligramm                 Modellierung von Sedimentverdriftung
tung werden vor allem hinsichtlich der       Schwebstoffgehalt pro Liter gilt dabei als             bildet somit eine solide Basis für die weite-
Sedimentablagerung und der Trübungs-         konservativer Grenzwert, da sich beispiels-            re Beurteilung ökologischer Auswirkungen
zunahme im Umfeld der Anlagen bewer-         weise bereits bei normalen Sturmereig-                 beim Bau von Offshore Windparks.




Offshore Windparks III
Kolkstudien und morphologische Untersuchungen für den Bau

Florian Ladage


Über die Dynamik der deutschen Küsten-
gebiete gibt es vielfältige Untersuchun-
gen. Der Wissensstand über morphologi-
sche Veränderungen im Offshore-Bereich
der Nordsee ist hingegen deutlich gerin-
ger. Daher hat DHI-WASY für Gebiete, in
denen Offshore-Windparks geplant sind,
anhand von Seevermessungen, geologi-
schen und Baugrunduntersuchungen             Abb. 1: Strömungsmuster und resultierende Auskolkung um einen senkrechten Pfahl
Studien zur morphodynamischen Aktivität
durchgeführt. Zusammen mit den Strö-         rungen der Strömungen um ein Bauwerk
mungs- und Wellenbedingungen an den          herum (Abb. 1). Die Kolktiefe hängt dabei
Standorten konnten so die zukünftigen        vom Verhältnis zwischen Wassertiefe und
morphologischen Entwicklungstendenzen        der Größe des Bauwerkes, von den
über die Lebensdauer der Windparks           Wellen- und Strömungsbedingungen so-
abgeschätzt werden.                          wie von den Sedimenteigenschaften und
                                             der Beschaffenheit der Sohle ab. Planungs-
Neben großräumigen Veränderungen des         ingenieure benötigen für die Bemessung
Meeresbodens ist für die Standsicherheit     der Anlagen Angaben über die räumliche
der Anlagen die zu erwartende lokale und     und zeitliche Entwicklung dieser Kolke
globale Kolkbildung in der direkten Um-      (Abb. 2). Entsprechende Prognosen bietet
gebung der Bauwerke von entscheidender       DHI-WASY für verschiedene Gründungs-
Bedeutung. Grundsätzlich entstehen           varianten an, wie z. B. Monopile, Jacket,              Abb. 2: Beispiel für die Kolkentwicklung bei verschiedenen Strömungs- und
Auskolkungen an der Sohle aus Verände-       Tripod oder Schwergewichtsgründung.                    Wellenbedingungen
6                             Consulting




                              Niedersachsenbrücke
                              Integrierte Modellierung von Strömungen, Salzgehalt,
                              Temperatur und Sedimenttransport

                              Oliver Stoschek

                              Die Niedersachsenbrücke in Wilhelmsha-        wirkungen der baulichen Änderungen an         Viskosität des Wassers. Alle hier genannten
                              ven dient dem Kohleumschlag für das           der Brücke auf Wasserstand, Strömungen,       Untersuchungsparameter wurden in
                              Kraftwerk Wilhelmshaven. Durch die Erwei-     Temperatur, Salzgehalt und Sediment-          einem ersten Modell, das den Aus-
                              terung der Kraftwerkskapazitäten sind eine    transport im Auftrag der Niedersachsen        gangszustand ohne Jade-Weser-Port und
                              Ertüchtigung und ein Umbau der Nieder-        Ports GmbH & Co. KG bestimmt werden.          die beschriebenen Änderungen beinhalte-
                                                                                                                          te, untersucht und soweit möglich, mit
                                                                                                                          vorhandenen Naturmessungen abgegli-
                                                                                                                          chen, um die Modellgenauigkeit be-
                                                                                                                          stimmen zu können.


                                                                                                                          Für die Bestimmung der ausbaubedingten
                                                                                                                          Änderungen wurde der in Abbildung 1
                                                                                                                          dargestellte Ausbauzustand als Referenz-
                                                                                                                          zustand im Modell untersucht. Hierzu
                                                                                                                          wurde das kalibrierte Modell mit dem
                                                                                                                          Jade-Weser-Port und dessen baulichen
                                                                                                                          Begrenzungen, einem abgestimmten
                                                                                                                          möglichen morphologischen Endzustand,
                                                                                                                          den verlegten und zusätzlichen Einlei-
                                                                                                                          tungen sowie den geplanten Solltiefen
                                                                                                                          östlich des Jade-Weser-Ports ergänzt. Für
                                                                                                                          die Untersuchung der Strömungen, Was-
                                                                                                                          serstände, Salzgehalte, Temperaturver-
                                                                                                                          hältnisse und des Sedimenttransportes im
                                                                                                                          Planzustand wurde der Referenzzustand
                                                                                                                          durch die geplanten Solltiefen der Liege-
                                                                                                                          wannen und die geplante Zufahrt an der
                                                                                                                          Niedersachsenbrücke ergänzt.


                                                                                                                          Das Modell ist in der Lage, Strömungen,
                                                                                                                          Wasserstände, Salzgehalte, Temperatur-
                                                                                                                          verhältnisse und den Sedimenttransport
                                                                                                                          in guter Genauigkeit wiederzugeben. Die
                                                                                                                          Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich
    Abb. 1: Geplante bau-     sachsenbrücke infolge der Vertiefung der      Zum Nachweis der ausbaubedingten              der vertieften Liegewanne werden gerin-
     liche Maßnahmen im
        Bereich der Nieder-   Liegewanne notwendig. Zudem verändert         Änderungen wurde ein integriertes MIKE 3      ger. Gleichzeitig sedimentiert in der Lie-
             sachsenbrücke    sich die Situation rund um die Brücke zur     Modell mit den Modulen AD (Advektion          gewanne vor der Niedersachsenbrücke
                              Zeit deutlich. Durch den Bau des Jade-        und Dispersion), ST (Sandtransport) und       mehr Material. Die Änderungen der
                              Weser-Ports wird die Strömungssituation       MT (Transport kohäsiver Feinsedimente)        Temperaturen durch den Ausbau der
                              nachhaltig verändert. Eine Soleleitung wird   verwendet. Dieses integrative Modell          Niedersachsenbrücke werden voraus-
  Niedersachsen Ports
     GmbH & Co. KG            verlegt und eine weitere Kühlwasserein-       berechnet interaktiv die hydrodynami-         sichtlich nicht mess- und beobachtbar
   NL Wilhelmshaven           leitung ist in Bau (Abbildung 1). Ausge-      schen Verhältnisse, die Verteilung von Salz   sein. Gleiches gilt für den Salzgehalt mit
     Neckarstraße 10
26382 Wilhelmshaven
                              hend von den Planungen und dem zu er-         und Temperatur mit Rückkopplung auf die       Ausnahme des Bereiches um die Sole-
  www.niedersachsen-          wartenden zukünftigen Zustand rund um         Dichte des Wassers und den Sediment-          einleitung.
             ports.de         die Niedersachsenbrücke mussten die Aus-      transport mit Rückkopplung auf die
Consulting                                  7



  Ein hybrider Modellansatz


Dimensionierung eines schwim-
menden Wellenbrechers
Anja Brüning & Oliver Stoschek

Motivation                                   nation von numerischen Berechnungen
Durch den Bau der neuen Schleuse an der      und physikalischen Modellversuchen ver-
Einfahrt zum Nord-Ostsee-Kanal in Bruns-     wendet. Die Untersuchungen dienen als
büttel verlieren die Lotsenversetzboote      Grundlange bei der konzeptionellen
ihren angestammten Liegeplatz. Für die       Planung und wurden seitens der BAW
Position des neuen Lotsenanlegers sind       (Bundesanstalt für Wasserbau, Dienststelle
unterschiedliche Alternativen untersucht     Hamburg) bei DHI-WASY beauftragt.
worden. Eine Option ist der Bau eines
neuen Lotsenanlegers im Randbereich der      Methodik
Elbe, nahe der Einfahrt zum Nord-Ostsee-     In Zusammenarbeit mit der BAW wurde
Kanal. Aufgrund der großen Wassertiefen      ein hybrider Modellansatz gewählt, um
und unter dem Aspekt eines möglichst         die Fragestellung der Dimensionierung        Als besondere Herausforderung können          Abb. 1: Beispiel für die
                                                                                                                                        Wellendämpfung: Simu-
geringen Einflusses auf den dort herr-       des Wellenbrechers anhand der folgenden      folgende Ausgangspunkte genannt wer-          lationsergebnis des kali-
schenden starken Sedimenttransport,          Punkte zu lösen:                             den: Zunächst sind die Wellenperioden         brierten WAMIT-Modells

wurde ein schwimmender Wellenbrecher                                                      relativ lang, schräger Wellenangriff be-
als mögliches Schutzbauwerk für den          1. Die vom Auftraggeber vorgegebenen         grenzt den Dämpfungseffekt und zudem
neuen Anleger gewählt.                          Wellenbedingungen in der Elbe im          ist die erforderliche Limitierung des hori-
                                                Bemessungsfall wurden für den Unter-      zontalen Bewegungsgrades durch eine
Problematisch bei dieser exponierten Lage       suchungsbereich mit der MIKE 21           starre Pfahlverankerung zu nennen.
ist der Wellenschlag. Während eines             Wellenmodellierungssoftware simuliert.
Sturms mit Windgeschwindigkeiten von         2. Ausgehend von einem Vorentwurf des        Wissen über die Dimensionierung und
25 m/s aus WSW erreichen signifikante           schwimmenden Wellenbrechers wur-          Konstruktion von schwimmenden Wellen-
Wellenhöhen von bis zu 1,7 m den                den mit der Wellentransformationssoft-
Wellenbrecher mit einer Wellenangriffs-         ware WAMIT® günstige Bauwerksab-
richtung < 45°. Die aus dem Schiffsverkehr      messungen ermittelt und deren Aus-
resultierenden gleichförmigen Sekundär-         wirkung auf das Wellenfeld analysiert.
wellen müssen ebenfalls berücksichtigt       3. Um die Effektivität des numerisch vor-
werden. Eine maximale signifikante              dimensionierten schwimmenden Wel-
Wellenhöhe am Anleger von Hmo,max =             lenbrechers zu überprüfen, wurde ein
0,95 m ist das Ziel. Daraus folgt für den       physikalisches Modell in den Ver-
neuen Lotsensteg eine maximal zulässige         suchseinrichtungen bei DHI Dänemark
Wellenhöhe von Hmax = 1,8 m, unter der          getestet. Zusätzlich wurden die Pfahl-
Annahme einer Rayleigh-Verteilung der           kräfte und Bewegungen der Pontons
Wellenhöhen. Diese Randbedingungen              ermittelt.
erfordern den Bau eines Schutzbauwerkes,     4. Mit den in den physikalischen Modell-
welches die Wellenenergie reflektiert und       versuchen ermittelten Reflektions- und
                                                Transmissionseigenschaften konnte das     brechern ist zwar vorhanden, allerdings       Abb. 2: Testlauf der
somit die auf die Lotsenversetzboote tref-
                                                                                                                                        physikalischen Modell-
fenden Wellen auf ein akzeptables Maß           WAMIT®-Model kalibriert werden.           gibt es nur wenige Studien zum schrägen       versuche
reduziert.                                   5. Um den Wellenbrecher weiter zu opti-      Wellenangriff und langen Perioden. Einer
                                                mieren kann nun eine Anzahl verschie-     der Hauptaspekte dieser Studie war es
Für die Ermittlung der Wellendämpfung,          dener Layouts mit der Kombination aus     daher auch, einen gültigen Modellansatz        Bundesanstalt für
                                                der MIKE 21 Wellensoftware und dem        zu finden, um die Genauigkeit der nume-        Wasserbau
basierend auf einer Dimensionierung der
                                                                                                                                         Wedeler Landstraße 157
erforderlichen Bauwerksmaße, wurde hier         kalibrierten WAMIT®-Model getestet        rischen Modelle mit physikalischen Ver-        22559 Hamburg
                                                                                                                                         www.baw.de
als Bearbeitungskonzept eine Kombi-             werden.                                   suchen zu überprüfen.
8   Produkte




    MIKE by DHI 2011
    Neuigkeiten in der DHI Software

    Ralf Engels

    Am 15. Februar 2011 wurde unseren                                                                    MIKE URBAN) ist in der Lage, auf der
    Softwarekunden mit bestehendem                                                                       Basis der CO2-Emissionsszenarien sowie
    Wartungsvertrag die aktuelle Version                                                                 der globalen Zirkulationsmodelle des
    2011 der MIKE by DHI Software zur                                                                    Intergovernmental Panel on Climate
    Verfügung gestellt. Diese kann mit signi-                                                            Change (IPCC), Klimaszenarien für eine
    fikanten Leistungssteigerungen aufwarten,                                                            Modellregion auf der Basis der aktuellen
    von denen die wichtigsten im Folgenden                                                               wissenschaftlichen Erkenntnisse zu er-
    aufgelistet werden:                                                                                  mitteln. Diese Szenarien können dann
                                                                                                         für Planungen zu Rate gezogen werden
    • Parallelisierung und verteilte Speicher-    Abb. 1: Leistungssteigerung bei Nutzung der Version    und erlauben eine einfache Ermittlung
                                                  2011 auf einem Mehrprozessorrechner mit verteilter
      nutzung in 64bit Systemen können die        Speicherarchitektur
                                                                                                         von Anpassungsstrategien. Darüber hi-
      Rechenzeiten um ein Vielfaches verrin-                                                             naus ist das Klimawandelmodul in der
      gern (MIKE 21 HD (FM), MIKE 21 BW,              dellierung von litoralen Prozessen und             Lage, Daten von lokalen Klimamodellen
      MIKE 21 SW, MIKE 3 HD FM, MIKE SHE,             Küstenlinien                                       zu verwenden.
      AUTOCAL)                                    •   Die dynamische Aktualisierung von
    • Die Arbeit mit dem Mesh-Editor für die          Bathymetrien erlaubt die Abbildung von                                  Weitere Informa-
      FM Serien ist deutlich schneller                Damm- und Deichbrüchen sowie mor-                                       tionen zu der
    • Die 64bit Version der gängigen Rechen-          phologische Meeresgrundveränderun-                                      neuen Version der
      kerne erlaubt die einfache Handhabung           gen in MIKE 21 und MIKE 3                                               MIKE by DHI Soft-
      deutlich größerer Modelle                   •   Fließgeschwindigkeitsprofile können in                                  ware finden Sie
                                                      Gewässern besser abgebildet werden.                                     auf unserer Inter-
    Neben den Verbesserungen in der Leis-         •   Das Zyklon-Tool erlaubt die Berechnung            netseite www.dhi-wasy.de sowie in unse-
    tungsfähigkeit bietet die MIKE by DHI             von Wind- und Druckfeldern, die durch             rem Produktkatalog www.mike-by.dhi.com.
    Software im marinen Sektor eine Vielzahl          Hurrikane, Zyklone oder Taifune ausge-
    neuer Funktionen wie z. B.:                       löst werden.
    • Die vollständige Aktualisierung und         •   Das Klimawandelmodul (in MIKE 21,
      Neuentwicklung von LITPACK zur Mo-              MIKE SHE, MIKE 11, MIKE FLOOD und




    MIKE 21 SW Spectral Wave
    Modelling – Vorstellung des Funktionsumfanges
    Anja Brüning

    MIKE 21 SW ist ein modernes spektrales        • Fully spectral formulation                          rametric formulation“ ist die Parameter-
    Wellenmodell der dritten Generation. Mit      • Directional decoupled parametric for-               darstellung dessen.
    dieser Software können die Entwicklung, der     mulation
    Zerfall und die Transformation von durch                                                            Folgende physikalischen Phänomene kön-
    den Wind generierten Wellen und Dünung        Die „fully spectral formulation“ basiert              nen beispielsweise berücksichtigt werden:
    simuliert werden. MIKE 21 SW verfügt über     auf dem Erhaltungssatz der Wellen -                   • Wellenzunahme durch Windeinfluss
    zwei unterschiedliche Lösungsansätze:         energie, die „directional decoupled pa-               • nichtlineare Welleninteraktion
Produkte                              9


• Energiedissipation durch:                  beim Entwurf von Offshore-, küstennahen                                               Abb. 1: 3D Ansicht eines
                                                                                                                                   Rechennetzes
  – Schaumkronenbildung (white-cap-          oder Hafenbauwerken, da hier die Ermitt-
     ping)                                   lung der genauen Wellenlasten für ein
  – tiefeninduziertes Wellenbrechen          sicheres und ökonomisches Design von
  – Bodenrauigkeit                           äußerster Wichtigkeit ist. Es wird zudem
• Refraktion aufgrund von Tiefenvaria-       oft auch als Vorhersage- oder Hindcast-
  tionen                                     Tool verwendet, wenn für lange Zeit-
• Interaktion zwischen Strömungen und        räume gemessene Daten nicht verfügbar
  Wellen                                     sind, um eine ausreichend genaue
                                             Abschätzung von Extremereignissen zu
Die Diskretisierung der vorherrschenden      ermöglichen.                               des MIKE 21 Softwarepakets berechnet
Gleichung in örtlichem und spektralem                                                   werden.
Raum erfolgt mittels einer zellzentrierten   Zudem wird MIKE 21 SW in der Berech-
Finite Volumen Methode. Ein flexibles/       nung von Sedimenttransport angewandt.      Optimierungen im Release 2011
unstrukturiertes Mesh wird für den geo-      Signifikante Sedimentmengen werden an      • Verbesserte Leistungsfähigkeit (bis zu
graphischen Raumbezug verwendet.             der Küste durch welleninduzierte Strö-       30%) durch eine Zerlegung in Einzel-
                                             mungen transportiert. Dieser küstenpa-       bereiche (verteiltes Rechnen)
Anwendungsbereiche                           rallele Transport kann im Anschluss an     • Neuer Ausgabeparameter: Wellenkraft
MIKE 21 SW dient der Beurteilung des         die Wellenmodellierung mit den Strö-       • Verbesserte Darstellung von Bauwerken.
Wellenklimas. Hauptanwendung findet es       mungs- und Sedimenttransport-Modellen

                                                                                                                                   Abb. 2: Bilder möglicher
                                                                                                                                   Anwendungsgebiete von
                                                                                                                                   MIKE 21 SW




Öldriftmodellierung
in MIKE 21 und MIKE 3
Anika Scholl & Michael Potthof, DHI

Jährlich gelangen rund drei Mio. Tonnen      aus größte Anteil ist dem Schiffsverkehr   dem täglichen Betrieb der Ölplattformen
Öl in die Weltmeere. Davon stammen nur       (illegale Abgaben), den kommunalen         zuzuordnen (BUND, 2010).
etwa 13 % von Tankerunfällen. Der weit-      Abwässern, den natürlichen Quellen und
10                          Produkte



  Abb. 1: Ausbreitungs-     Hieraus ergeben sich weitere Einsatzmög-
wege und Abbauprozesse
             im Modell      lichkeiten für die Technik der individuen-
                            basierten Modelle. Eine davon ist die
                            Simulation der Ausbreitung von Ölver-
                            schmutzungen anhand der Repräsenta-
                            tion des Öls als eine Vielzahl von einzelnen
                            Öl-Partikeln. Bei dieser Anwendung wer-
                            den die einzelnen Bestandteile des Öls
                            nicht als Konzentration, sondern eine
                            bestimmte Öl-Menge als driftender Parti-
                            kel mit bestimmten Eigenschaften wie z. B.
                            Dichte sowie der für diesen Partikel ablau-
                            fenden Verwitterungs-Prozesse berechnet.
                            Aus der Gesamtheit der simulierten Par-
                            tikel ergibt sich dann ein vollständiges Bild
                            der Öl-Ausbreitung, der Öl-Verwitterung
                            und des Gefährdungspotenzials einzelner         ckelt worden. Das neue Modul arbeitet als      tigt. Alle Prozesse können individuell akti-
                            Küstenabschnitte usw.                           ein so genanntes „Pseudo-Komponen-             viert und parametrisiert werden. Dadurch
                                                                            ten“-Modell, in dem die komplexe Zusam-        kann eine Vielzahl von verschiedenen Öl-
                            Rohöle und Ölprodukte sind Stoffge-             mensetzung des Öls durch eine reduzierte       Sorten berücksichtig werden.
                            mische aus einer Vielzahl chemischer            Anzahl von einzelnen Komponenten/Öl-
                            Komponenten, die sich im Wasser unter-          Fraktionen vereinfacht dargestellt wird.       Die Berechnung der Transportvorgänge
                            schiedlich verhalten. Die Kenntnis über die     Dies stellt eine wichtige Informations-        im Gewässer wird durch die direkte Kopp-
                            Zusammensetzung ist entscheidend, um            grundlage für das Oilspill-Tool dar, um        lung des Oilspill-Moduls an die bewährten
                            beispielsweise bei einem Tankerunglück          über die Zeit die spezifische Verteilung von   hydrodynamischen Modelle MIKE 21 und
                            den Transport und die Abbauprozesse von         Öl in den Kompartimenten flüchtige und         MIKE 3 realisiert. Zusätzlich zu den rein
                            ausgetretenem Öl in der Umwelt berech-          schwere Bestandteile, Wachse sowie             hydraulischen Einflüssen auf die Bewe-
                            nen sowie Abschätzungen zur Toxizität           Asphalt ermitteln zu können. Berechnet         gung kann z. B. der Einfluss der windindu-
                            treffen zu können.                              werden chemische und physikalische             zierten Oberflächen-Drift berücksichtigt
                                                                            Veränderungsprozesse wie Evaporation,          werden.
                            In diesem Kontext ist das neue Oilspill-        Dispersion sowie Photooxidation. Zudem
                            Modul der MIKE by DHI-Software entwi-           wird der biologische Abbau berücksich-




                            Individuenbasierte Modelle
                            mit ECO Lab
                            Michael Potthof (DHI) & Arne Hammrich

Abb. 1: Verhaltensregeln    Klassische Modelle aquatischer Ökosyste-        gelöstem Sauer-
     für Fische im Modell
                            me basieren auf einer Kombination von           stoff, Nährstoffen
                            hydrodynamischen Modellen und pro-              und Mikroalgen.
                            zessorientierten   Wassergütemodellen.          Eine wichtige Ein-
                            Letztere beschreiben die Wassergütepara-        schränkung      ist
                            meter bzw. deren Umsetzung als mittlere         jedoch, dass das
                            Konzentration pro Berechnungszelle des          Verhalten und die
                            hydrodynamischen Modells und darauf             Interaktionen zwi-
                            einwirkender Prozesse wie z. B. BSB-Zeh-        schen Individuen
                            rung. Solche prozessorientierten Modelle        wie z. B. Fischen
                            sind besonders geeignet für die Simulation      nicht abgebildet werden kann. Indi-            vollständig unabhängig von der Strö-
                            von Konzentrationsänderungen von z. B.          viduelle Bewegungsmuster (teilweise oder       mung), Schwarmbildung oder auch diur-
Produkte                             11


nale Vertikalwanderungen können nur                                                                                                                                1 Synonym auch ABM
durch individuenbasierte Modelle, kurz                                                                                                                              für agentenbasierte
                                                                                                                                                                    Modelle genutzt
IBM1, abgebildet werden. Letztere bieten
die Möglichkeit, einzelnen Partikeln im
Modell Eigenschaften zuzuweisen, und
diese individuell durchs Modell zu verfol-
gen. Jedes einzelne Partikel verfügt dabei
über einen eigenen Satz an Informationen
wie Alter, Position oder benutzerdefinier-
ter Zustandsvariablen sowie internen
Prozessen, die abhängig von der lokalen
Umgebung (z. B. lokale Konzentration,
Temperaturen etc.) des Partikels berech-
net werden.


Die Kernkomponente der DHI Lösung zur
Simulation biologischer Prozesse, ECO
Lab, wird gegenwärtig dahingegen über-
arbeitet um die Berechnung von prozess-
und individuenbasierten Modellen simul-
tan zu ermöglichen. Diese einzigartige
Integration der verschiedenen Model-            Abb. 2: Simulierte diurnale Vertikalwanderung einer Larve über einen Zeitraum von 8 Tagen. Abhängig von loka-
                                                ler Lichtintensität sucht die Larve eine bestimmte Wassertiefe auf. Als Eingangsdaten dient ein künstlicher Tag-
lierungsansätze ist speziell ausgelegt für      /Nachtzyklus bzw. eine Helligkeitskurve.
Simulationen von komplexen aquatischen
Ökosystemen und Ökosystem-Kompo-                nur drei Regeln berechnet werden (siehe                   die beste Alternative identifiziert und spä-
nenten. Durch die Definition von Verhal-        Abbildung 1).                                             ter verwirklicht werden. Weitere Ein-
tensregeln der einzelnen Partikel im                                                                      satzfelder sind Driftkörper-Studien, Ver-
Modell kann das Verhalten eines Individu-       Mit diesen individuenbasierten Modellen                   breitung von fremden Organismen durch
ums in der Natur nachempfunden wer-             können zum Beispiel Planungen zur                         Ballastwasser-Transport, Auswirkungen
den. So lässt sich zum Beispiel die             Wiederherstellung der longitudinalen                      von Aqua-Kulturen, Sedimenttransport-
Entwicklung von Fischeiern und -larven          Durchgängigkeit von Flussläufen optimiert                 modelle.
simulieren. Auch das Schwarmverhalten           werden. Durch Szenarienrechnung ver-
von Fischen kann durch die Definition von       schiedener Optionen kann so im Vorfeld




                                                                                                                                                  Lösung




Water Forecast
Multi-Parameter Vorhersagen für die deutsche Nord-
und Ostseeküste

Silvia Matz & Florian Ladage

Für den Küsten- und Offshorebereich wird        sche und ökologische Parameter an den ge-                   nungswellen und der Windsee
von DHI seit Jahren der Water Forecast als      wünschten Standorten weltweit, wie z.B.:                  • Atmosphärischer Druck, Windgeschwin-
operationeller Online-Service betrieben.        • Wellenhöhe, -periode und -richtung des                    digkeit und Windrichtung
Dieser liefert operationelle Echtzeit-Vorher-     gesamten Seegangs                                       • Geschwindigkeit von Windböen
sagen für hydrographische, meteorologi-         • Höhe, Periode und Richtung der Dü-                      • Sichtweite und Gefahr von Blitzschlägen
12                             Lösung



 Abb. 1: Vom Globalmo-                                                                                                       unter Verwendung der flexiblen Mesh-
    dell (links) zur lokalen
  Vorhersage von Wellen,                                                                                                     Technik erstellt.
   Wasserstand und Strö-
    mung am Beispiel des
   London Array Offshore                                                                                                     Der Water Forecast bietet für den Küsten-
Windparks (rechts unten).                                                                                                    und Offshorebereich operationelle Vor-
  Die Berechnung erfolgt
   auf der Grundlage des                                                                                                     hersagesysteme im Echtzeitbetrieb
 zwei- und dreidimensio-                                                                                                     nach dem aktuellen Stand der Technik im
nalen Berechnungsgitters
     mit MIKE 21/MIKE 3                                                                                                      24/7 Betrieb. Die Modelle werden fort-
                  (by DHI).                                                                                                  laufend kalibriert und validiert, wozu auch
                                                                                                                             auf die Integration von aktuellen
                                                                                                                             Messdaten zurückgegriffen wird. Der
                                                                                                                             Service beinhaltet ausführliche und maß-
                                                                                                                             geschneiderte Web-basierte Präsen-
                                                                                                                             tationen der relevanten Metocean-
                                                                                                                             Daten mit Hindcast-, Nowcast- und
                                                                                                                             Forecast-Informationen. Die Ergebnisse
                                                                                                                             können in Form von Diagrammen und
                               • Wasserstand, Strömungsgeschwindig-           Die lokalen Vorhersagen basieren auf Regio-    Tabellen für einzelne Referenzpunkte oder
                                 keit und -richtung                           nalmodellen, die zusätzlich die standortspe-   als animierte Karten für ausgewählte
                               • Wassertemperatur, Salzgehalt, gelöster       zifischen Begebenheiten berücksichtigen        Gebiete präsentiert werden.
                                 Sauerstoff und Chlorophyll-a                 und nach individuellen Bedürfnissen erstellt
                                                                              werden können. Vorhersagen für neue            Der Water Forecast lässt sich optional er-
                               Derzeit sind weltweit 34 Einzelmodelle         Gebiete können bei Bedarf innerhalb kür-       gänzen durch
                               online, um durch die Bereitstellung von        zester Zeit eingerichtet werden.               • Übermittlung der Vorhersage per E-Mail
                               Informationen unterstützend bei der
         Abb. 2 (rechts):
  3-Tages Vorhersage der       Planung, der Bemessung und des Betrie-
  Wellenhöhe für Femarn-       bes von Küsten- und Offshorebauwerken
       belt als Animation
                               zu wirken. Der Water Forecast Service wird
                               vor allem von Entwicklern, Planern,
                               Anlagenbetreibern, Entscheidungsträgern,
                               Notfall-Managern und Industrieunter-
                               nehmen genutzt.


                               Die Anforderungen an die Vorhersage, an
                               das dazugehörige hydrodynamische Vor-
                               hersagemodell und die dazugehörigen
                               Metocean-Daten sind bei jedem Projekt
                               verschieden. Basierend auf präzisen
                               meteorologischen Prognosen liefert der
                               Water Forecast hierfür ständig aktualisierte
                               hydrographische und ökologische Vor-
                               hersagen für einen Zeitraum von bis zu 5
                               Tagen, unter Umständen sogar bis zu 10
                               Tage. Die Informationen werden jeweils in
                               einer individuellen interaktiven Online-
                               Vorhersage dargestellt.


                               Für den Bereich der Nord- und Ostsee
                               wird seit etwa einem Jahrzehnt ein
                               Vorhersagemodell von DHI betrieben.
                               Dieses Vorhersagemodell wurde vor kur-
                               zem überarbeitet und bietet seitdem noch
                               genauere Prognosen an. Neuerdings wird         So wurden z. B. vor kurzem für den             • Zugriff auf Hindcast-Daten und Zugang
                               der Water Forecast auch bei der Errichtung     London Array Offshore Windpark aus               zum Vorhersagesystem für andere
                               und bei der Unterhaltung von zahlreichen       dem globalen Modell hochaufgelöste               Nutzer
                               Offshore Windparks in Großbritannien,          zwei- und dreidimensionale Vorhersage-         • Gemeinsame Darstellung von Messun-
                               Schweden und Dänemark genutzt.                 systeme mit MIKE 21/MIKE 3 (by DHI)              gen und Vorhersagen
Lösung                            13


                                                                                             • Integration von Online-Wellenmessun-        Abb. 3 (links):
                                                                                                                                           Wind- und Wellenvorher-
                                                                                               gen in die Wellenvorhersage                 sage der letzten 7 Tage
                                                                                             • Optimierung der Vorhersageergebnisse        als Zeitreihe mit gemesse-
                                                                                                                                           nen Wellenhöhen für
                                                                                               durch Online-Wellenmessungen.               Fehmarnbelt


                                                                                             Die Qualität des Water Forecast wird durch
                                                                                             den Einsatz von erfahrenen Ozeanogra-
                                                                                             phen, Ingenieuren und Wissenschaftlern
                                                                                             sichergestellt. Dadurch ist auch für dauer-
                                                                                             haften Support und ständige Weiterent-
                                                                                             wicklung gesorgt. Die neuen Möglich-
                                                                                             keiten des Water Forecast können unter
                                                                                             http://fehmarnbelt.waterforecast.com kos-
                                                                                             tenlos getestet werden.




                                                                                                                     Nachrichten


 Personalien



Neue Mitarbeiter
Sebastian Sklorz
Seit dem 1. Dezember 2010 ist Sebastian        der chemischen Regenerierung von Trink-                                  Als Geowissen-
Sklorz neuer Mitarbeiter im DHI-WASY           wasserbrunnen beschäftigt. Neben einer                                   schaftler unter-
Groundwater Modelling Centre. Dort ist er      zusätzlichen Vertiefung im Bereich Geologie                              stützt er DHI-
in den Bereichen Service, Support und          hat Sebastian Sklorz während seines                                      WASY auch bei
FEFLOW-Training tätig. Er hat an der Freien    Studiums zahlreiche Erfahrungen u. a. in                                 der Erstellung
Universität Berlin Geologische Wissen-         den Bereichen E&P-Industrie und Risiko-                                  geologischer
schaften mit Schwerpunkt Hydrogeologie         bewertung strategischer Rohstoffe sam-                                   Modelle.
studiert und sich in seiner Masterarbeit mit   meln können.




Uwe Hagenlocher
Der Diplom-Hydrologe Uwe Hagenlocher                                                         Weighting. Nach dem Studium arbeitete
ist seit dem 3. Januar 2011 als Soft-                                                        er als Selbständiger mit Schwerpunkt im
wareentwickler in der Abteilung GIS/DSS                                                      Bereich Geographische Datenbanken (v. a.
tätig. In seiner Diplomarbeit an der Uni                                                     Postgres/PostGIS), Softwareentwicklung
Freiburg    entwickelte     er   für    das                                                  und Webanwendungen.
Niederschlags-Abflussmodell „TRAIN-ZIN“
u. a. eine Benutzerschnittstelle und die                                                     Zu seinen Aufgaben bei DHI-WASY gehört
Verarbeitung von Niederschlagsmessun-                                                        die Entwicklung GIS-basierter Konzepte
gen mit Hilfe von Inverse Distance                                                           und Anwendungen.




Wir wünschen den neuen Mitarbeitern einen guten Start!
14                        Nachrichten



                          Nachtrag zur DHI-WASY Aktuell 4/10



                          Klimawandel
                          Wasserwirtschaftliche
                          Auswirkungen und
                          Anpassungsmaßnahmen

                          Die Abbildung zeigt die bereits heute kri-
                          tische Wasserstandsentwicklung am Sed-
                          diner See. Eine weitere Verschärfung ist
                          ohne Anpassungsmaßnahmen durch den
                          Klimawandel sehr wahrscheinlich.




                                       (Foto: Mietz, Institut für angewandte
                                      Gewässerökologie GmbH [IaG], 2009)




                           Nachlese



                          ICCE 2010 in Shanghai
                          Neue Kontakte und reger Fachaustausch auf der Inter-
                          national Conference on Coastal Engineering (ICCE)

                          Vom 30. Juni bis 5. Juli 2010 fand die               Seitens DHI und DHI-WASY war eine          chinesischen Niederlassung bei der Be-
                          internationale Konferenz für Küsteninge-             Delegation aus Deutschland und Däne-       treuung des Messestandes unterstützt
                          nieurwesen in Shanghai, China statt.                 mark angereist, die von den Kollegen der   wurde. An diesem konnten die Kontakte
                                                                                                                          der vorangegangenen ICCE in Hamburg
                                                                                                                          (2008) gepflegt und wiederaufgenom-
                                                                                                                          men, sowie neue Kontake geknüpft wer-
                                                                                                                          den. Der fachliche Austausch über ver-
                                                                                                                          schiedene Projekte und Softwareanwen-
                                                                                                                          dungen konnte am Stand sowie während
                                                                                                                          der Pausen und der Abendveranstaltun-
                                                                                                                          gen angeregt geführt werden.


                                                                                                                          Zusätzlich war DHI bei der Konferenz mit
                                                                                                                          zwei Vorträgen vertreten:


                                                                                                                          • Sanne Niemann von DHI Dänemark prä-
                                                                                                                            sentierte eine Studie zu wellenindu-
                                                                                                                            zierten Sedimentationsvorgängen im
                                                                                                                            Hafen von Thyboron (Thyboron Har-
                                                                                                                            bour – study of wave agitation and
 Abb. 1: Die deutschen                                                                                                      sedimentation von S. Niemann, P. Sloth,
    Teilnehmer der ICCE
   (Foto: M.W. Jürgens)                                                                                                     J. Buhl, R. Deigaard, I. Broker).
Nachrichten                               15


• Almut Gelfort von DHI-WASY, NL Syke         Germany von A. Gelfort, F. Ladage, O.      Veranstaltungen sind ebenfalls unter dem
  stellte die Ergebnisse zu ver-              Stoschek).                                 Link zu finden. Die nächste ICCE wird
  schiedenen morphodynamischen Un-                                                       2012 in Santander, Spanien, stattfinden.
  tersuchungen in der Jade vor              Die Veröffentlichungen der Konferenz sind    Auch dort wird die DHI Gruppe vertreten
  (Numerical modelling of morphodyna-       demnächst unter http://journals.tdl.org/     sein und die spanischen Kollegen bei der
  mic changes in the Jade estuary –         ICCE/index einsehbar. Vorangegangene         Standbetreuung unterstützen.




 Termine



ESRI 2011 – Die deutschsprachige GIS-Konferenz
Bereits zum 17. Mal veranstaltet ESRI, in                                                Interessierten einen Einblick in die
diesem Jahr vom 24. – 26. Mai in Unter-                                                  Anwendungsbereiche und Neuheiten am
schleißheim bei München, das An-                                                         Markt.
wendertreffen für den deutschsprachigen
Raum. Mit interdisziplinären Workshops                                                   Eintrittskarten für die ESRI 2011 sind ab
und Technologievorträgen rund um die                                                     sofort erhältlich. Die DHI-WASY wird mit
Welt der Geoinformationen hat sich die                                                   einem eigenen Stand im Ausstellerforum
dreitägige Veranstaltung als eine der                                                    vertreten sein und steht Ihnen als kompe-
wichtigsten GIS-Konferenzen etabliert.                                                   tenter Ansprechpartner während der
                                                                                                                                     Abb. 1:
Der erste Veranstaltungstag ist in diesem                                                gesamten Veranstaltung zur Verfügung.       München, Deutschland
Jahr kostenfrei und gibt somit allen




MIKE by DHI Anwendertreffen 2011
Die diesjährigen deutschsprachigen MIKE                                                  24. – 25. Mai 2011
by DHI Anwendertreffen finden getreu                                                     Deutschland, Hamburg, Hotel Hafen
dem Motto der DHI-WASY „Wasser in                                                        Hamburg
allen Dimensionen“ statt. Neben den                                                      • Küsten- und Meere
Highlights der neuen Version 2011 geben     Die Anwendertreffen finden in den jeweili-   • Siedlungsentwässerung
unsere Kunden Einblicke in spannende        gen Regionen mit verschiedenen Schwer-       • Fließ- und Standgewässer
Projekte und Lösungsansätze. Auch wenn      punktthemen statt.
Sie selbst noch keine MIKE by DHI                                                        13. – 14. September 2011
Software im Einsatz haben, erhalten Sie     27. – 28. April 2011                         Schweiz, Luzern, Hotel Continentalpark
hier einen umfassenden Überblick über       Österreich, Wien, Hotel Modul                • Wasserversorgung,
Simulationsmodelle und wie diese Ihre       • Wasserversorgung                           • Siedlungsentwässerung
tägliche Arbeit vereinfachen.               • Siedlungsentwässerung                      • Fließ- und Standgewässer


                                                                                                                                     Abb. 2 (ganz links):
                                                                                                                                     Wien, Österreich
                                                                                                                                     (Foto: G. Schmidinger/
                                                                                                                                     pixelio.de)

                                                                                                                                     Abb. 3 (mitte):
                                                                                                                                     Hamburg, Deutschland
                                                                                                                                     (Foto: C. Falk/pixelio.de)

                                                                                                                                     Abb. 4 (links):
                                                                                                                                     Luzern, Schweiz
                                                                                                                                     (Foto: M. Walker/
                                                                                                                                     pixelio.de)
16                           Nachrichten



                              Termine
                                                                                                                       Aktuelle DHI-WASY Produkte

                             WASSER BERLIN 2011                                                                        Software
                                                                                                                       FEFLOW   ®
                                                                                                                                                         Version
                                                                                                                                                          6.0
                                                                                                                       WGEO®                              5.0
                             Internationale Fachmesse                                                                  HQ-EX®                             3.0
                                                                                                                       WBalMo®                            3.1
                             und Kongress                                                                              GeoDAta eXchange                   4.0
                                                                                                                       WISYS®                             3.5
                             Der diesjährige internationale Treffpunkt   sent und zeigt spannende Einblicke in die
                             der Wasserwirtschaft, die WASSER BERLIN,    Praxis der Wasserwirtschaft. Neben den
                             bietet vom 2. – 5. Mai 2011 mit seiner      neuen Versionen unserer MIKE by DHI
                                                                                                                       Aktuelle DHI Produkte
                             Fachmesse und dem daran angeschlosse-       Produktfamilie werden aktuelle Projekte       MIKE by DHI: Release 2011 SP2
                             nen Kongress für Wasser und Abwasser        vorgestellt.                                  ® Eingetragene Warenzeichen der DHI-WASY GmbH
                             unter dem Motto KNOW H2OW die idea-
                             le Plattform für den wissenschaftlichen     Wir laden Sie herzlich ein, mit uns gemein-
                             Austausch und gleichzeitig spannende        sam in fachlichen Austausch zu treten.
                             Einblicke in die Praxis.                    Bitte kontaktieren Sie uns unter sales@dhi-   Copyright
                                                                         wasy.de und vereinbaren Sie Ihren
                             Die DHI-WASY ist in Halle 2.2 Stand 418     Beratungstermin.                              © 2010 DHI-WASY GmbH
                             gemeinsam mit ESRI und GEOCOM prä-                                                        Kein Teil dieser Zeitschrift darf vervielfäl-
                                                                                                                       tigt, schriftlich oder in einer anderen Spra-
                                                                                                                       che übersetzt weitergegeben werden ohne
                                                                                                                       die ausdrückliche Genehmigung der DHI-
                                                                                                                       WASY GmbH. Für sämtliche Informationen
                                                                                                                       in dieser Zeitschrift übernimmt die DHI-
                                                                                                                       WASY GmbH keine Gewähr.

                                                                                                                       DHI-WASY, FEFLOW, WGEO, WBalMo,
                                                                                                                       WISYS und HQ-EX sind eingetragene Wa-
                                                                                                                       renzeichen der DHI-WASY GmbH. Alle wei-
                                                                                                                       teren Produkt- und Firmennamen dienen
                  Abb. 1:
     Berlin, Deutschland
                                                                                                                       ihrer Identifikation. Sie können eingetrage-
       (Foto: magicpen/                                                                                                ne Warenzeichen der Eigentümer sein.
               pixelio.de)




                             SCACR 2011 in Aachen                                                                      Impressum

                                                                                                                       Herausgeber: DHI-WASY GmbH
                             5th International Short Conference                                                        Waltersdorfer Straße 105
                                                                                                                       12526 Berlin-Bohnsdorf, Deutschland
                             on Applied Coastal Research                                                               Telefon: +49 (0)30 67 99 98-0
                                                                                                                       Telefax: +49 (0)30 67 99 98-99
                                                                                                                       mail@dhi-wasy.de
                             Vom 6. – 9. Juni 2011 findet die 5th                                                      www.dhi-wasy.de
                             International Short Conference on Applied
                                                                                                                       Gestaltung: ART+DESIGN· www.ad-ww.de
                             Coastal Research (SCACR) statt. Dies-
                                                                                                                       DHI-WASY Aktuell erscheint viermal
                             jähriger Gastgeber ist das Institut für
                                                                                                                       im Jahr. DHI-WASY Aktuell wird
                             Wasserbau und Wasserwirtschaft (IWW)                                                      kostenlos verteilt.
                             der RWTH Aachen.                                                                          Ausgabe: März 2011 (17. Jg., 1/11)
                                                                                                                       Auflage: 2.500
                             Bei diesem Treffen steht der Austausch
                                                                                                                       Zuschriften richten Sie bitte an:
                             über den aktuellen Stand der Forschung                                                    DHI-WASY GmbH, Redaktion
                             und Erfahrungen im Küsteningenieur-                                                       DHI-WASY Aktuell.
                Abb. 2:
  Aachen, Deutschland        wesen im Vordergrund. DHI-WASY wird                                                       Wenn Sie die regelmäßige Zusendung
 (Foto: Templermeister/                                                                                                wünschen, schreiben Sie uns bitte
                             mit einem Beitrag zu den Unter -
             pixelio.de)
                             suchungen des schwimmenden Wel-                                                           oder rufen Sie uns an unter
                                                                                                                       +49 (0)30 67 99 98-0.
                             len brechers ins Brunsbüttel (siehe         here Informationen finden sich unter
                                                                                                                       V.i.S.d.P. Prof. Dr. Stefan Kaden
                             Artikel auf Seite 7) vertreten sein. Nä-    http://www.iww.rwth-aachen.de/scacr.

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  • 1. 1/11 Editorial Lösungen für tidebeein- flusste Gewässer Oliver Stoschek MIKE 21 und ECO Lab Niederlassungsleiter Syke, DHI-WASY GmbH Das neue 2011 Release von MIKE by DHI ist da. Die Entwicklungsarbeit der letzten an- derthalb Jahre ist in neue und verbesserte Fortsetzung auf Seite 2 Inhalt Berechnung von Sauerstoffkonzentrationen MIKE 21 und ECO Lab im Reiherstieg Berechnung von Sauerstoffkonzentrationen 1 Offshore Windparks I Neue statistische Auswertungen bei Arne Hammrich & Dagmar Much, Hamburg Port Authority Genehmigungsverfahren 2 Offshore Windparks II Die große Wassertiefe der Tideelbe vom kaum noch in sonnendurchflutete Be- Sedimentverdriftung beim Bau in der Nordsee 4 Hamburger Hafen an stromab führt im reiche. Die Folge ist ein regelrechtes „Ver- Offshore Windparks III Kolkstudien und morphologische Unter- Sommer oft zu Sauerstoffmangelsituatio- hungern“ und Absterben der Algen. Es suchungen für den Bau 5 nen im Bereich Hamburg. Treibende Algen kann also kein Sauerstoff mehr durch die Niedersachsenbrücke – Integrierte in der Wassersäule (Phytoplankton) gelan- Algen gebildet werden, zusätzlich wird Modellierung von Strömungen, Salzgehalt, gen aufgrund der großen Wassertiefe jedoch Sauerstoff durch die Mineralisation Temperatur und Sedimenttransport 6 Dimensionierung eines schwim- Abb. 1: Mögliche Verbes- serung der Sauerstoffkon- menden Wellenbrechers zentration im Reiherstieg Ein hybrider Modellansatz 7 durch eine veränderte Schleusensteuerung am MIKE by DHI 2011 südlichen Reiherstieg Neuigkeiten in der DHI Software 8 MIKE 21 SW Spectral Wave Modelling 8 Öldriftmodellierung in MIKE 21 und MIKE 3 9 Individuenbasierte Modelle mit ECO Lab 10 Water Forecast – Multi-Parameter Vorhersagen für die deutsche Nord- und Ostseeküste 11 Nachrichten 13 • Personalien: Neue Mitarbeiter • Nachtrag: Klimawandel • Nachlese: ICCE 2010 in Shanghai • Veranstaltungstermine: – ESRI 2011 in München – MIKE by DHI Anwendertreffen 2011 – WASSER BERLIN 2011 – SCACR 2011 in Aachen
  • 2. 2 Consulting der Algen gezehrt. Dieser Effekt macht Die hydraulischen Berechnungen wurden konnte dann die Sauerstoffkonzentration sich auch in den Hafenbecken und in MIKE 21 durchgeführt. An das hydrauli- im Hamburger Hafen berechnet und Kanälen des Hamburger Hafens bemerk- sche Modell wurde ein ökologisches anhand von Naturdaten das Modell kali- bar. Durch den verminderten Was- Modell (ECO Lab by DHI) gekoppelt, um briert werden. seraustausch in diesen Bereichen und die die biologisch/chemischen Prozesse im damit verbundene längere Verweildauer Gewässer abzubilden. Als Gewässergüte- Der Sauerstoffeintrag in den Reiherstieg des Wasserkörpers, kommt es insbesonde- modell wird das in ECO Lab formulierte, aus der Süderelbe wurde bei verschiede- re im Sommer immer wieder zu Sauer- prozessorientierte DHI-Template „Eutro- nen Schleusensteuerungen bestimmt. Es stoffmangelsituationen. phication II“ eingesetzt. Dieses Modell be- zeigte sich, dass ein signifikanter Eintrag rücksichtigt alle relevanten Prozesse um aus der Süderelbe in den Reiherstieg bei Im Rahmen der Planungen für einen Neu- die Sauerstoffkonzentration im Gewässer geeigneter Steuerung der Schleusenöff- bzw. Umbau der Schleuse am südlichen zu berechnen. Im Prinzip werden die Stoff- nungszeiten möglich ist. Jedoch findet eine Reiherstieg sollte für die Hamburg Port kreisläufe für Kohlenstoff, Phosphor und relativ starke Zehrung in dem nur schwach Authority (HPA) durch Modellrechnungen Stickstoff im Modell nachgebildet. Dabei durchströmten Hafenbecken statt, sodass Hamburg Port Authority überprüft werden, inwiefern sich ein ver- werden verschiedene Prozesse wie Pri- es schwierig erscheint, dauerhaft höhere Neuer Wandrahm 4 20457 Hamburg ändertes Management der Öffnungszei- märproduktion, Sterblichkeit, Sedimenta- Sauerstoffkonzentrationen allein durch www.hamburg-port- ten der Stromschleuse auf den Sauerstoff- tion und Mineralisation berücksichtigt. eine geänderte Schleusensteuerung im authority.de gehalt im Reiherstieg auswirkt. Aus dem Zusammenspiel dieser Parameter Reiherstieg aufrecht zu halten. Offshore Windparks I Neue statistische Auswertungen bei Genehmigungsverfahren Arne Hammrich & Florian Ladage Mit der rasanten Entwicklung der Wind- zept entwickelt. Das Konzept baut auf Biologische Daten wie z. B. die Verteilung energie im Offshorebereich gewinnen den hydrodynamischen Modellen der von Muschelkolonien unterliegen starken modellbasierte Lösungen nicht nur für MIKE by DHI Serie auf und verbindet natürlichen Schwankungen. Um den öko- hydraulische Studien, sondern auch für diese durch eine Reihe von statistischen logischen Einfluss eines Windparks abzu- ökologische Untersuchungen immer Verfahren mit Daten aus Monitoring- schätzen, sind daher jahrelange Monito- mehr an Bedeutung. Basierend auf den kampagnen. Im Rahmen der Planungen ringmaßnahmen notwendig. Kurzfristige Erfah rungen aus einer Vielzahl von zu dem Windpark Anholt konnte die- Effekte können dennoch aufgrund Projekten in Nordeuropa hat DHI ein ses Verfahren erfolgreich angewendet ungünstiger Probenahmeintervalle unent- integriertes Umweltmodellierungskon - werden. deckt bleiben, bzw. können mit dem vor- Fortsetzung von Seite 1 dell hin zur komplexen Betrachtung öko- Mit der Modellierung eines schwimmenden Werkzeuge für die Modellierung umgesetzt logischer Zusammenhänge. Studien für den Wellenbrechers und dessen Bewegungen worden. Diese Ausgabe der DHI-WASY Hamburger Hafen und für Einleiter entlang wurden auch im Bereich der Wellen - Aktuell legt den Fokus auf den Küs - der Elbe beinhalten zusätzlich zu modellierung neue Wege beschritten. Hier tenbereich und die entsprechenden Neu- den hydrodynamischen Betrachtungen die konnte im Abgleich mit physikalischen entwicklungen und Projekte, die mit der Ermittlung der Auswir kungen einer Bau - Modellversuchen die Qualität neuer Mo- MIKE by DHI Software bearbeitet wurden. maßnahme auf die Ökologie (Versandung delltechniken nachgewiesen werden. von Laichgebieten, Veränderungen im Sauer- Das neue Release zeichnet sich durch eine stoffgehalt, etc.). Gute Werkzeuge machen auch kniffelige deutlich gesteigerte Leistungsfähigkeit aus. Aufgaben zu einem Vergnügen. Nach über Aber auch die aktuellen Herausforderungen Die ökologische Verträglichkeit spielt aber 20 Jahren Entwicklungsarbeit ist eine Pro- aus der Umwelt finden verstärkten Eingang auch im Offshorebereich der regenerativen duktfamilie von Modellierungssoftware ent- in die Modelle. Ein Klimawandelmodul und Energien eine Rolle. Hier stehen wir den standen, die nahezu alle Bereiche des er weiterte Fähigkeiten des ökologischen Energiekonzernen mit Habitatmodellen, Stu- Wasserkreislaufes abdeckt. Moduls Ecolab tragen dem Rechnung. dien zur Sedimentverdriftung während der Bauphasen der Anlagen aber auch für Wir wünschen Ihnen viel Spaß beim Lesen Auch in der Modellierung zeigt sich der Kolkschutz und weitere morphologische der DHI-WASY Aktuell. Weg vom „einfachen“ hydraulischen Mo- Untersuchungen beratend zur Seite.
  • 3. Consulting 3 handenen Datenmaterial nicht hinrei- Abb. 1: Lage des geplan- ten Windenergieparks im chend erklärt werden. Monitoring-Pro- Kattegat gramme für biologische Untersuchungen von DHI und anderen Beratern für die Offshore-Industrie dokumentieren die Pro- bleme im Zusammenhang mit biologi- schen Proben in einer dynamischen Umwelt. Selbst benthische Lebensräume unterliegen starken Schwankungen, eine Interpretation und Verallgemeinerung der Ergebnisse aus Basiserhebungen sind oft nur eingeschränkt möglich. Mit dem hier vorgestellten Verfahren will DHI zeitliche und geographische Lücken in den Monitoringdaten schließen und so die bisherigen Verfahren sinnvoll ergänzen. Die Kombination hydrodyna- mischer, sedimentologischer und biolo- gischer Modelle als Grundlage bietet die Möglichkeit, die erhobenen Monito - ringdaten in einem hydrodynamisch- biologischen Kontext darzustellen und zu interpretieren. Durch mehrdimensio- nale, nichtlineare statistische Verfahren können die Verteilungsmuster einzelner Arten an Modellparameter wie z. B. Temperatur, Salinität, Sauerstoffgehalt oder das Futterangebot gekoppelt wer- den. So lässt sich zum Beispiel die Die ökologische Untersuchung im Zusam- herabzusetzen. Gleichzeitig besteht die Verteilung von Eiderenten an die Vertei- menhang mit dem Anholt-Windpark ist Chance, den Genehmigungsprozess für lung von Muscheln im Modell koppeln, ein anschauliches Beispiel dafür, dass die die Offshore-Anlagen (in Abstimmung mit oder das Auftreten von Seehunden an Kombination von traditionellen Probe- den Behörden) erheblich zu beschleuni- Abb. 2 links oben: Aus Telemetrie- bestimmte Frontensysteme. In Szena- nahmedaten und Ökosystem-Modellen gen. Gerade der letzte Punkt dürfte in den daten (rote Punkte) be- rienrechnungen kann dann die eventuel- eine robuste Bewertung der Ausgangs- nächsten Jahren in Deutschland an Bedeu- rechnete Habitate (grüne Flächen) von Seehunden le Veränderung dieser Modellparameter bedingungen in relativ kurzer Zeit ermög- tung gewinnen, um die ehrgeizigen Ziele durch den geplanten Windpark berech- lichen. Kostenintensive Monitoringmaß- des Erneuerbaren Energien Gesetzes (EEG) oben: Berechnete und beobachtete Dichte von net und die Auswirkungen auf eine nahmen können so sinnvoll reduziert wer- auch in die Tat umzusetzen. Eiderenten bestimmte Art abgeleitet werden. den ohne die Aussagekraft der Daten
  • 4. 4 Consulting Offshore Windparks II Sedimentverdriftung beim Bau in der Nordsee Florian Ladage Bei der Planung von Offshore Windparks mit Schwergewichtsgründung eine Ab- rechnungen, mit denen der Bauablauf an in der deutschen Nordsee kommt der schätzung der Sedimentverdriftung auf- unterschiedlichen Standorten in einem Bewertung von Umwelteinflüssen bei Bau grund von Baggerarbeiten erforderlich. dreidimensionalen Modell (Abb. 1) bei und Betrieb eine erhebliche Bedeutung DHI-WASY hat in mehreren Studien die typischen Strömungen und Wasserstän- den simuliert wird. Abb. 1: Modellgitter des hochaufgelösten Nord- Die Sedimentverdriftung wird in verschie- seemodells denen Szenarien für jeweils vollständige Bauabläufe simuliert. Dadurch können die voraussichtlich zu erwartenden zusätzli- chen Schwebstoffgehalte und Sediment- ablagerungen im Umfeld der Baugruben dargestellt werden. Die Ergebnisse werden dann in weiterführenden Gutachten ver- wendet, um die ökologischen Auswir- kungen der Bauarbeiten zu beurteilen. Bei der Modellierung der Baggertätig- keiten kommt ein kürzlich überarbeitetes Dredging-Modul zum Einsatz, das Be- standteil des Mud-Transport-Moduls der DHI-Software MIKE 3 ist. Dabei können variable Sedimentmengen bei Aushub und Verfüllung der Baugruben, unter- schiedliche Wassertiefen für den Sedi- zu. Neben Schallemissionen, die vor allem Auswirkungen beim Bau von Schwer- menteintrag sowie veränderliche Stand- für Tiefgründungen relevant sind, ist für gewichtsgründungen in der Nordsee orte oder Fahrwege der Baggergeräte be- die Errichtung von Windenergieanlagen untersucht. Grundlage dafür sind Modell- rücksichtigt werden. Dadurch lassen sich Abb. 2: Beispiel einer Trübungsfahne im Modell bei der Ballastierung von Fundamenten (Draufsicht und Querschnitt)
  • 5. Consulting 5 beispielsweise folgende Arbeitsprozesse tet. Diese beiden Parameter werden aus nissen die Trübung in der Nordsee auf während eines Bauablaufs simulieren: den Modellrechnungen für jeden Zeit- über 10 mg/l erhöht. • Aushub von Baugruben schritt ermittelt. Aussagen über die Größe • Nacharbeiten am Fundamentplanum der Sedimentablagerungen am Seegrund Unsere Studien zeigen unter anderem, wie • Ballastierung der Gründungsbauteile dienen unter anderem der Analyse der die Erhöhung der Schwebstoffgehalte an • Einbau von Kolkschutz ökologischen Auswirkungen. Je nach Art den unterschiedlichen Standorten inner- • Wiederverfüllung von Baugruben. des Seegrundes und Zusammensetzung halb von wenigen Stunden nach Ab- der dortigen Lebensgemeinschaft gelten schluss der jeweiligen Bauprozesse ab- Die hauptsächliche Verdriftung von Sedi- dabei Grenzwerte von wenigen Milli- klingt. Weiterhin lässt sich eine mögliche menten ist bei der Verfüllung der Bau- metern bis zu mehreren Zentimetern. Überlagerung von Schwebstofffahnen aus gruben zu erwarten. Je nach Standort und unterschiedlichen Bauphasen benachbar- Tiefe der jeweiligen Baugruben sind unter- Die maximale Ausdehnung der Trübungs- ter Standorte durch die Modellrechnun- schiedlich große Flächen von der Sedi- fahnen kann anhand der tiefengemittelten gen darstellen. Solche kumulativen Effekte mentverlagerung betroffen. Erhöhung der Schwebstoffkonzentration können jedoch durch eine entsprechende in der Wassersäule ermittelt werden (Abb. Bauablaufplanung vermieden werden. Die Die Auswirkungen der Sedimentverdrif- 2). Eine Erhöhung um wenige Milligramm Modellierung von Sedimentverdriftung tung werden vor allem hinsichtlich der Schwebstoffgehalt pro Liter gilt dabei als bildet somit eine solide Basis für die weite- Sedimentablagerung und der Trübungs- konservativer Grenzwert, da sich beispiels- re Beurteilung ökologischer Auswirkungen zunahme im Umfeld der Anlagen bewer- weise bereits bei normalen Sturmereig- beim Bau von Offshore Windparks. Offshore Windparks III Kolkstudien und morphologische Untersuchungen für den Bau Florian Ladage Über die Dynamik der deutschen Küsten- gebiete gibt es vielfältige Untersuchun- gen. Der Wissensstand über morphologi- sche Veränderungen im Offshore-Bereich der Nordsee ist hingegen deutlich gerin- ger. Daher hat DHI-WASY für Gebiete, in denen Offshore-Windparks geplant sind, anhand von Seevermessungen, geologi- schen und Baugrunduntersuchungen Abb. 1: Strömungsmuster und resultierende Auskolkung um einen senkrechten Pfahl Studien zur morphodynamischen Aktivität durchgeführt. Zusammen mit den Strö- rungen der Strömungen um ein Bauwerk mungs- und Wellenbedingungen an den herum (Abb. 1). Die Kolktiefe hängt dabei Standorten konnten so die zukünftigen vom Verhältnis zwischen Wassertiefe und morphologischen Entwicklungstendenzen der Größe des Bauwerkes, von den über die Lebensdauer der Windparks Wellen- und Strömungsbedingungen so- abgeschätzt werden. wie von den Sedimenteigenschaften und der Beschaffenheit der Sohle ab. Planungs- Neben großräumigen Veränderungen des ingenieure benötigen für die Bemessung Meeresbodens ist für die Standsicherheit der Anlagen Angaben über die räumliche der Anlagen die zu erwartende lokale und und zeitliche Entwicklung dieser Kolke globale Kolkbildung in der direkten Um- (Abb. 2). Entsprechende Prognosen bietet gebung der Bauwerke von entscheidender DHI-WASY für verschiedene Gründungs- Bedeutung. Grundsätzlich entstehen varianten an, wie z. B. Monopile, Jacket, Abb. 2: Beispiel für die Kolkentwicklung bei verschiedenen Strömungs- und Auskolkungen an der Sohle aus Verände- Tripod oder Schwergewichtsgründung. Wellenbedingungen
  • 6. 6 Consulting Niedersachsenbrücke Integrierte Modellierung von Strömungen, Salzgehalt, Temperatur und Sedimenttransport Oliver Stoschek Die Niedersachsenbrücke in Wilhelmsha- wirkungen der baulichen Änderungen an Viskosität des Wassers. Alle hier genannten ven dient dem Kohleumschlag für das der Brücke auf Wasserstand, Strömungen, Untersuchungsparameter wurden in Kraftwerk Wilhelmshaven. Durch die Erwei- Temperatur, Salzgehalt und Sediment- einem ersten Modell, das den Aus- terung der Kraftwerkskapazitäten sind eine transport im Auftrag der Niedersachsen gangszustand ohne Jade-Weser-Port und Ertüchtigung und ein Umbau der Nieder- Ports GmbH & Co. KG bestimmt werden. die beschriebenen Änderungen beinhalte- te, untersucht und soweit möglich, mit vorhandenen Naturmessungen abgegli- chen, um die Modellgenauigkeit be- stimmen zu können. Für die Bestimmung der ausbaubedingten Änderungen wurde der in Abbildung 1 dargestellte Ausbauzustand als Referenz- zustand im Modell untersucht. Hierzu wurde das kalibrierte Modell mit dem Jade-Weser-Port und dessen baulichen Begrenzungen, einem abgestimmten möglichen morphologischen Endzustand, den verlegten und zusätzlichen Einlei- tungen sowie den geplanten Solltiefen östlich des Jade-Weser-Ports ergänzt. Für die Untersuchung der Strömungen, Was- serstände, Salzgehalte, Temperaturver- hältnisse und des Sedimenttransportes im Planzustand wurde der Referenzzustand durch die geplanten Solltiefen der Liege- wannen und die geplante Zufahrt an der Niedersachsenbrücke ergänzt. Das Modell ist in der Lage, Strömungen, Wasserstände, Salzgehalte, Temperatur- verhältnisse und den Sedimenttransport in guter Genauigkeit wiederzugeben. Die Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich Abb. 1: Geplante bau- sachsenbrücke infolge der Vertiefung der Zum Nachweis der ausbaubedingten der vertieften Liegewanne werden gerin- liche Maßnahmen im Bereich der Nieder- Liegewanne notwendig. Zudem verändert Änderungen wurde ein integriertes MIKE 3 ger. Gleichzeitig sedimentiert in der Lie- sachsenbrücke sich die Situation rund um die Brücke zur Modell mit den Modulen AD (Advektion gewanne vor der Niedersachsenbrücke Zeit deutlich. Durch den Bau des Jade- und Dispersion), ST (Sandtransport) und mehr Material. Die Änderungen der Weser-Ports wird die Strömungssituation MT (Transport kohäsiver Feinsedimente) Temperaturen durch den Ausbau der nachhaltig verändert. Eine Soleleitung wird verwendet. Dieses integrative Modell Niedersachsenbrücke werden voraus- Niedersachsen Ports GmbH & Co. KG verlegt und eine weitere Kühlwasserein- berechnet interaktiv die hydrodynami- sichtlich nicht mess- und beobachtbar NL Wilhelmshaven leitung ist in Bau (Abbildung 1). Ausge- schen Verhältnisse, die Verteilung von Salz sein. Gleiches gilt für den Salzgehalt mit Neckarstraße 10 26382 Wilhelmshaven hend von den Planungen und dem zu er- und Temperatur mit Rückkopplung auf die Ausnahme des Bereiches um die Sole- www.niedersachsen- wartenden zukünftigen Zustand rund um Dichte des Wassers und den Sediment- einleitung. ports.de die Niedersachsenbrücke mussten die Aus- transport mit Rückkopplung auf die
  • 7. Consulting 7 Ein hybrider Modellansatz Dimensionierung eines schwim- menden Wellenbrechers Anja Brüning & Oliver Stoschek Motivation nation von numerischen Berechnungen Durch den Bau der neuen Schleuse an der und physikalischen Modellversuchen ver- Einfahrt zum Nord-Ostsee-Kanal in Bruns- wendet. Die Untersuchungen dienen als büttel verlieren die Lotsenversetzboote Grundlange bei der konzeptionellen ihren angestammten Liegeplatz. Für die Planung und wurden seitens der BAW Position des neuen Lotsenanlegers sind (Bundesanstalt für Wasserbau, Dienststelle unterschiedliche Alternativen untersucht Hamburg) bei DHI-WASY beauftragt. worden. Eine Option ist der Bau eines neuen Lotsenanlegers im Randbereich der Methodik Elbe, nahe der Einfahrt zum Nord-Ostsee- In Zusammenarbeit mit der BAW wurde Kanal. Aufgrund der großen Wassertiefen ein hybrider Modellansatz gewählt, um und unter dem Aspekt eines möglichst die Fragestellung der Dimensionierung Als besondere Herausforderung können Abb. 1: Beispiel für die Wellendämpfung: Simu- geringen Einflusses auf den dort herr- des Wellenbrechers anhand der folgenden folgende Ausgangspunkte genannt wer- lationsergebnis des kali- schenden starken Sedimenttransport, Punkte zu lösen: den: Zunächst sind die Wellenperioden brierten WAMIT-Modells wurde ein schwimmender Wellenbrecher relativ lang, schräger Wellenangriff be- als mögliches Schutzbauwerk für den 1. Die vom Auftraggeber vorgegebenen grenzt den Dämpfungseffekt und zudem neuen Anleger gewählt. Wellenbedingungen in der Elbe im ist die erforderliche Limitierung des hori- Bemessungsfall wurden für den Unter- zontalen Bewegungsgrades durch eine Problematisch bei dieser exponierten Lage suchungsbereich mit der MIKE 21 starre Pfahlverankerung zu nennen. ist der Wellenschlag. Während eines Wellenmodellierungssoftware simuliert. Sturms mit Windgeschwindigkeiten von 2. Ausgehend von einem Vorentwurf des Wissen über die Dimensionierung und 25 m/s aus WSW erreichen signifikante schwimmenden Wellenbrechers wur- Konstruktion von schwimmenden Wellen- Wellenhöhen von bis zu 1,7 m den den mit der Wellentransformationssoft- Wellenbrecher mit einer Wellenangriffs- ware WAMIT® günstige Bauwerksab- richtung < 45°. Die aus dem Schiffsverkehr messungen ermittelt und deren Aus- resultierenden gleichförmigen Sekundär- wirkung auf das Wellenfeld analysiert. wellen müssen ebenfalls berücksichtigt 3. Um die Effektivität des numerisch vor- werden. Eine maximale signifikante dimensionierten schwimmenden Wel- Wellenhöhe am Anleger von Hmo,max = lenbrechers zu überprüfen, wurde ein 0,95 m ist das Ziel. Daraus folgt für den physikalisches Modell in den Ver- neuen Lotsensteg eine maximal zulässige suchseinrichtungen bei DHI Dänemark Wellenhöhe von Hmax = 1,8 m, unter der getestet. Zusätzlich wurden die Pfahl- Annahme einer Rayleigh-Verteilung der kräfte und Bewegungen der Pontons Wellenhöhen. Diese Randbedingungen ermittelt. erfordern den Bau eines Schutzbauwerkes, 4. Mit den in den physikalischen Modell- welches die Wellenenergie reflektiert und versuchen ermittelten Reflektions- und Transmissionseigenschaften konnte das brechern ist zwar vorhanden, allerdings Abb. 2: Testlauf der somit die auf die Lotsenversetzboote tref- physikalischen Modell- fenden Wellen auf ein akzeptables Maß WAMIT®-Model kalibriert werden. gibt es nur wenige Studien zum schrägen versuche reduziert. 5. Um den Wellenbrecher weiter zu opti- Wellenangriff und langen Perioden. Einer mieren kann nun eine Anzahl verschie- der Hauptaspekte dieser Studie war es Für die Ermittlung der Wellendämpfung, dener Layouts mit der Kombination aus daher auch, einen gültigen Modellansatz Bundesanstalt für der MIKE 21 Wellensoftware und dem zu finden, um die Genauigkeit der nume- Wasserbau basierend auf einer Dimensionierung der Wedeler Landstraße 157 erforderlichen Bauwerksmaße, wurde hier kalibrierten WAMIT®-Model getestet rischen Modelle mit physikalischen Ver- 22559 Hamburg www.baw.de als Bearbeitungskonzept eine Kombi- werden. suchen zu überprüfen.
  • 8. 8 Produkte MIKE by DHI 2011 Neuigkeiten in der DHI Software Ralf Engels Am 15. Februar 2011 wurde unseren MIKE URBAN) ist in der Lage, auf der Softwarekunden mit bestehendem Basis der CO2-Emissionsszenarien sowie Wartungsvertrag die aktuelle Version der globalen Zirkulationsmodelle des 2011 der MIKE by DHI Software zur Intergovernmental Panel on Climate Verfügung gestellt. Diese kann mit signi- Change (IPCC), Klimaszenarien für eine fikanten Leistungssteigerungen aufwarten, Modellregion auf der Basis der aktuellen von denen die wichtigsten im Folgenden wissenschaftlichen Erkenntnisse zu er- aufgelistet werden: mitteln. Diese Szenarien können dann für Planungen zu Rate gezogen werden • Parallelisierung und verteilte Speicher- Abb. 1: Leistungssteigerung bei Nutzung der Version und erlauben eine einfache Ermittlung 2011 auf einem Mehrprozessorrechner mit verteilter nutzung in 64bit Systemen können die Speicherarchitektur von Anpassungsstrategien. Darüber hi- Rechenzeiten um ein Vielfaches verrin- naus ist das Klimawandelmodul in der gern (MIKE 21 HD (FM), MIKE 21 BW, dellierung von litoralen Prozessen und Lage, Daten von lokalen Klimamodellen MIKE 21 SW, MIKE 3 HD FM, MIKE SHE, Küstenlinien zu verwenden. AUTOCAL) • Die dynamische Aktualisierung von • Die Arbeit mit dem Mesh-Editor für die Bathymetrien erlaubt die Abbildung von Weitere Informa- FM Serien ist deutlich schneller Damm- und Deichbrüchen sowie mor- tionen zu der • Die 64bit Version der gängigen Rechen- phologische Meeresgrundveränderun- neuen Version der kerne erlaubt die einfache Handhabung gen in MIKE 21 und MIKE 3 MIKE by DHI Soft- deutlich größerer Modelle • Fließgeschwindigkeitsprofile können in ware finden Sie Gewässern besser abgebildet werden. auf unserer Inter- Neben den Verbesserungen in der Leis- • Das Zyklon-Tool erlaubt die Berechnung netseite www.dhi-wasy.de sowie in unse- tungsfähigkeit bietet die MIKE by DHI von Wind- und Druckfeldern, die durch rem Produktkatalog www.mike-by.dhi.com. Software im marinen Sektor eine Vielzahl Hurrikane, Zyklone oder Taifune ausge- neuer Funktionen wie z. B.: löst werden. • Die vollständige Aktualisierung und • Das Klimawandelmodul (in MIKE 21, Neuentwicklung von LITPACK zur Mo- MIKE SHE, MIKE 11, MIKE FLOOD und MIKE 21 SW Spectral Wave Modelling – Vorstellung des Funktionsumfanges Anja Brüning MIKE 21 SW ist ein modernes spektrales • Fully spectral formulation rametric formulation“ ist die Parameter- Wellenmodell der dritten Generation. Mit • Directional decoupled parametric for- darstellung dessen. dieser Software können die Entwicklung, der mulation Zerfall und die Transformation von durch Folgende physikalischen Phänomene kön- den Wind generierten Wellen und Dünung Die „fully spectral formulation“ basiert nen beispielsweise berücksichtigt werden: simuliert werden. MIKE 21 SW verfügt über auf dem Erhaltungssatz der Wellen - • Wellenzunahme durch Windeinfluss zwei unterschiedliche Lösungsansätze: energie, die „directional decoupled pa- • nichtlineare Welleninteraktion
  • 9. Produkte 9 • Energiedissipation durch: beim Entwurf von Offshore-, küstennahen Abb. 1: 3D Ansicht eines Rechennetzes – Schaumkronenbildung (white-cap- oder Hafenbauwerken, da hier die Ermitt- ping) lung der genauen Wellenlasten für ein – tiefeninduziertes Wellenbrechen sicheres und ökonomisches Design von – Bodenrauigkeit äußerster Wichtigkeit ist. Es wird zudem • Refraktion aufgrund von Tiefenvaria- oft auch als Vorhersage- oder Hindcast- tionen Tool verwendet, wenn für lange Zeit- • Interaktion zwischen Strömungen und räume gemessene Daten nicht verfügbar Wellen sind, um eine ausreichend genaue Abschätzung von Extremereignissen zu Die Diskretisierung der vorherrschenden ermöglichen. des MIKE 21 Softwarepakets berechnet Gleichung in örtlichem und spektralem werden. Raum erfolgt mittels einer zellzentrierten Zudem wird MIKE 21 SW in der Berech- Finite Volumen Methode. Ein flexibles/ nung von Sedimenttransport angewandt. Optimierungen im Release 2011 unstrukturiertes Mesh wird für den geo- Signifikante Sedimentmengen werden an • Verbesserte Leistungsfähigkeit (bis zu graphischen Raumbezug verwendet. der Küste durch welleninduzierte Strö- 30%) durch eine Zerlegung in Einzel- mungen transportiert. Dieser küstenpa- bereiche (verteiltes Rechnen) Anwendungsbereiche rallele Transport kann im Anschluss an • Neuer Ausgabeparameter: Wellenkraft MIKE 21 SW dient der Beurteilung des die Wellenmodellierung mit den Strö- • Verbesserte Darstellung von Bauwerken. Wellenklimas. Hauptanwendung findet es mungs- und Sedimenttransport-Modellen Abb. 2: Bilder möglicher Anwendungsgebiete von MIKE 21 SW Öldriftmodellierung in MIKE 21 und MIKE 3 Anika Scholl & Michael Potthof, DHI Jährlich gelangen rund drei Mio. Tonnen aus größte Anteil ist dem Schiffsverkehr dem täglichen Betrieb der Ölplattformen Öl in die Weltmeere. Davon stammen nur (illegale Abgaben), den kommunalen zuzuordnen (BUND, 2010). etwa 13 % von Tankerunfällen. Der weit- Abwässern, den natürlichen Quellen und
  • 10. 10 Produkte Abb. 1: Ausbreitungs- Hieraus ergeben sich weitere Einsatzmög- wege und Abbauprozesse im Modell lichkeiten für die Technik der individuen- basierten Modelle. Eine davon ist die Simulation der Ausbreitung von Ölver- schmutzungen anhand der Repräsenta- tion des Öls als eine Vielzahl von einzelnen Öl-Partikeln. Bei dieser Anwendung wer- den die einzelnen Bestandteile des Öls nicht als Konzentration, sondern eine bestimmte Öl-Menge als driftender Parti- kel mit bestimmten Eigenschaften wie z. B. Dichte sowie der für diesen Partikel ablau- fenden Verwitterungs-Prozesse berechnet. Aus der Gesamtheit der simulierten Par- tikel ergibt sich dann ein vollständiges Bild der Öl-Ausbreitung, der Öl-Verwitterung und des Gefährdungspotenzials einzelner ckelt worden. Das neue Modul arbeitet als tigt. Alle Prozesse können individuell akti- Küstenabschnitte usw. ein so genanntes „Pseudo-Komponen- viert und parametrisiert werden. Dadurch ten“-Modell, in dem die komplexe Zusam- kann eine Vielzahl von verschiedenen Öl- Rohöle und Ölprodukte sind Stoffge- mensetzung des Öls durch eine reduzierte Sorten berücksichtig werden. mische aus einer Vielzahl chemischer Anzahl von einzelnen Komponenten/Öl- Komponenten, die sich im Wasser unter- Fraktionen vereinfacht dargestellt wird. Die Berechnung der Transportvorgänge schiedlich verhalten. Die Kenntnis über die Dies stellt eine wichtige Informations- im Gewässer wird durch die direkte Kopp- Zusammensetzung ist entscheidend, um grundlage für das Oilspill-Tool dar, um lung des Oilspill-Moduls an die bewährten beispielsweise bei einem Tankerunglück über die Zeit die spezifische Verteilung von hydrodynamischen Modelle MIKE 21 und den Transport und die Abbauprozesse von Öl in den Kompartimenten flüchtige und MIKE 3 realisiert. Zusätzlich zu den rein ausgetretenem Öl in der Umwelt berech- schwere Bestandteile, Wachse sowie hydraulischen Einflüssen auf die Bewe- nen sowie Abschätzungen zur Toxizität Asphalt ermitteln zu können. Berechnet gung kann z. B. der Einfluss der windindu- treffen zu können. werden chemische und physikalische zierten Oberflächen-Drift berücksichtigt Veränderungsprozesse wie Evaporation, werden. In diesem Kontext ist das neue Oilspill- Dispersion sowie Photooxidation. Zudem Modul der MIKE by DHI-Software entwi- wird der biologische Abbau berücksich- Individuenbasierte Modelle mit ECO Lab Michael Potthof (DHI) & Arne Hammrich Abb. 1: Verhaltensregeln Klassische Modelle aquatischer Ökosyste- gelöstem Sauer- für Fische im Modell me basieren auf einer Kombination von stoff, Nährstoffen hydrodynamischen Modellen und pro- und Mikroalgen. zessorientierten Wassergütemodellen. Eine wichtige Ein- Letztere beschreiben die Wassergütepara- schränkung ist meter bzw. deren Umsetzung als mittlere jedoch, dass das Konzentration pro Berechnungszelle des Verhalten und die hydrodynamischen Modells und darauf Interaktionen zwi- einwirkender Prozesse wie z. B. BSB-Zeh- schen Individuen rung. Solche prozessorientierten Modelle wie z. B. Fischen sind besonders geeignet für die Simulation nicht abgebildet werden kann. Indi- vollständig unabhängig von der Strö- von Konzentrationsänderungen von z. B. viduelle Bewegungsmuster (teilweise oder mung), Schwarmbildung oder auch diur-
  • 11. Produkte 11 nale Vertikalwanderungen können nur 1 Synonym auch ABM durch individuenbasierte Modelle, kurz für agentenbasierte Modelle genutzt IBM1, abgebildet werden. Letztere bieten die Möglichkeit, einzelnen Partikeln im Modell Eigenschaften zuzuweisen, und diese individuell durchs Modell zu verfol- gen. Jedes einzelne Partikel verfügt dabei über einen eigenen Satz an Informationen wie Alter, Position oder benutzerdefinier- ter Zustandsvariablen sowie internen Prozessen, die abhängig von der lokalen Umgebung (z. B. lokale Konzentration, Temperaturen etc.) des Partikels berech- net werden. Die Kernkomponente der DHI Lösung zur Simulation biologischer Prozesse, ECO Lab, wird gegenwärtig dahingegen über- arbeitet um die Berechnung von prozess- und individuenbasierten Modellen simul- tan zu ermöglichen. Diese einzigartige Integration der verschiedenen Model- Abb. 2: Simulierte diurnale Vertikalwanderung einer Larve über einen Zeitraum von 8 Tagen. Abhängig von loka- ler Lichtintensität sucht die Larve eine bestimmte Wassertiefe auf. Als Eingangsdaten dient ein künstlicher Tag- lierungsansätze ist speziell ausgelegt für /Nachtzyklus bzw. eine Helligkeitskurve. Simulationen von komplexen aquatischen Ökosystemen und Ökosystem-Kompo- nur drei Regeln berechnet werden (siehe die beste Alternative identifiziert und spä- nenten. Durch die Definition von Verhal- Abbildung 1). ter verwirklicht werden. Weitere Ein- tensregeln der einzelnen Partikel im satzfelder sind Driftkörper-Studien, Ver- Modell kann das Verhalten eines Individu- Mit diesen individuenbasierten Modellen breitung von fremden Organismen durch ums in der Natur nachempfunden wer- können zum Beispiel Planungen zur Ballastwasser-Transport, Auswirkungen den. So lässt sich zum Beispiel die Wiederherstellung der longitudinalen von Aqua-Kulturen, Sedimenttransport- Entwicklung von Fischeiern und -larven Durchgängigkeit von Flussläufen optimiert modelle. simulieren. Auch das Schwarmverhalten werden. Durch Szenarienrechnung ver- von Fischen kann durch die Definition von schiedener Optionen kann so im Vorfeld Lösung Water Forecast Multi-Parameter Vorhersagen für die deutsche Nord- und Ostseeküste Silvia Matz & Florian Ladage Für den Küsten- und Offshorebereich wird sche und ökologische Parameter an den ge- nungswellen und der Windsee von DHI seit Jahren der Water Forecast als wünschten Standorten weltweit, wie z.B.: • Atmosphärischer Druck, Windgeschwin- operationeller Online-Service betrieben. • Wellenhöhe, -periode und -richtung des digkeit und Windrichtung Dieser liefert operationelle Echtzeit-Vorher- gesamten Seegangs • Geschwindigkeit von Windböen sagen für hydrographische, meteorologi- • Höhe, Periode und Richtung der Dü- • Sichtweite und Gefahr von Blitzschlägen
  • 12. 12 Lösung Abb. 1: Vom Globalmo- unter Verwendung der flexiblen Mesh- dell (links) zur lokalen Vorhersage von Wellen, Technik erstellt. Wasserstand und Strö- mung am Beispiel des London Array Offshore Der Water Forecast bietet für den Küsten- Windparks (rechts unten). und Offshorebereich operationelle Vor- Die Berechnung erfolgt auf der Grundlage des hersagesysteme im Echtzeitbetrieb zwei- und dreidimensio- nach dem aktuellen Stand der Technik im nalen Berechnungsgitters mit MIKE 21/MIKE 3 24/7 Betrieb. Die Modelle werden fort- (by DHI). laufend kalibriert und validiert, wozu auch auf die Integration von aktuellen Messdaten zurückgegriffen wird. Der Service beinhaltet ausführliche und maß- geschneiderte Web-basierte Präsen- tationen der relevanten Metocean- Daten mit Hindcast-, Nowcast- und Forecast-Informationen. Die Ergebnisse können in Form von Diagrammen und • Wasserstand, Strömungsgeschwindig- Die lokalen Vorhersagen basieren auf Regio- Tabellen für einzelne Referenzpunkte oder keit und -richtung nalmodellen, die zusätzlich die standortspe- als animierte Karten für ausgewählte • Wassertemperatur, Salzgehalt, gelöster zifischen Begebenheiten berücksichtigen Gebiete präsentiert werden. Sauerstoff und Chlorophyll-a und nach individuellen Bedürfnissen erstellt werden können. Vorhersagen für neue Der Water Forecast lässt sich optional er- Derzeit sind weltweit 34 Einzelmodelle Gebiete können bei Bedarf innerhalb kür- gänzen durch online, um durch die Bereitstellung von zester Zeit eingerichtet werden. • Übermittlung der Vorhersage per E-Mail Informationen unterstützend bei der Abb. 2 (rechts): 3-Tages Vorhersage der Planung, der Bemessung und des Betrie- Wellenhöhe für Femarn- bes von Küsten- und Offshorebauwerken belt als Animation zu wirken. Der Water Forecast Service wird vor allem von Entwicklern, Planern, Anlagenbetreibern, Entscheidungsträgern, Notfall-Managern und Industrieunter- nehmen genutzt. Die Anforderungen an die Vorhersage, an das dazugehörige hydrodynamische Vor- hersagemodell und die dazugehörigen Metocean-Daten sind bei jedem Projekt verschieden. Basierend auf präzisen meteorologischen Prognosen liefert der Water Forecast hierfür ständig aktualisierte hydrographische und ökologische Vor- hersagen für einen Zeitraum von bis zu 5 Tagen, unter Umständen sogar bis zu 10 Tage. Die Informationen werden jeweils in einer individuellen interaktiven Online- Vorhersage dargestellt. Für den Bereich der Nord- und Ostsee wird seit etwa einem Jahrzehnt ein Vorhersagemodell von DHI betrieben. Dieses Vorhersagemodell wurde vor kur- zem überarbeitet und bietet seitdem noch genauere Prognosen an. Neuerdings wird So wurden z. B. vor kurzem für den • Zugriff auf Hindcast-Daten und Zugang der Water Forecast auch bei der Errichtung London Array Offshore Windpark aus zum Vorhersagesystem für andere und bei der Unterhaltung von zahlreichen dem globalen Modell hochaufgelöste Nutzer Offshore Windparks in Großbritannien, zwei- und dreidimensionale Vorhersage- • Gemeinsame Darstellung von Messun- Schweden und Dänemark genutzt. systeme mit MIKE 21/MIKE 3 (by DHI) gen und Vorhersagen
  • 13. Lösung 13 • Integration von Online-Wellenmessun- Abb. 3 (links): Wind- und Wellenvorher- gen in die Wellenvorhersage sage der letzten 7 Tage • Optimierung der Vorhersageergebnisse als Zeitreihe mit gemesse- nen Wellenhöhen für durch Online-Wellenmessungen. Fehmarnbelt Die Qualität des Water Forecast wird durch den Einsatz von erfahrenen Ozeanogra- phen, Ingenieuren und Wissenschaftlern sichergestellt. Dadurch ist auch für dauer- haften Support und ständige Weiterent- wicklung gesorgt. Die neuen Möglich- keiten des Water Forecast können unter http://fehmarnbelt.waterforecast.com kos- tenlos getestet werden. Nachrichten Personalien Neue Mitarbeiter Sebastian Sklorz Seit dem 1. Dezember 2010 ist Sebastian der chemischen Regenerierung von Trink- Als Geowissen- Sklorz neuer Mitarbeiter im DHI-WASY wasserbrunnen beschäftigt. Neben einer schaftler unter- Groundwater Modelling Centre. Dort ist er zusätzlichen Vertiefung im Bereich Geologie stützt er DHI- in den Bereichen Service, Support und hat Sebastian Sklorz während seines WASY auch bei FEFLOW-Training tätig. Er hat an der Freien Studiums zahlreiche Erfahrungen u. a. in der Erstellung Universität Berlin Geologische Wissen- den Bereichen E&P-Industrie und Risiko- geologischer schaften mit Schwerpunkt Hydrogeologie bewertung strategischer Rohstoffe sam- Modelle. studiert und sich in seiner Masterarbeit mit meln können. Uwe Hagenlocher Der Diplom-Hydrologe Uwe Hagenlocher Weighting. Nach dem Studium arbeitete ist seit dem 3. Januar 2011 als Soft- er als Selbständiger mit Schwerpunkt im wareentwickler in der Abteilung GIS/DSS Bereich Geographische Datenbanken (v. a. tätig. In seiner Diplomarbeit an der Uni Postgres/PostGIS), Softwareentwicklung Freiburg entwickelte er für das und Webanwendungen. Niederschlags-Abflussmodell „TRAIN-ZIN“ u. a. eine Benutzerschnittstelle und die Zu seinen Aufgaben bei DHI-WASY gehört Verarbeitung von Niederschlagsmessun- die Entwicklung GIS-basierter Konzepte gen mit Hilfe von Inverse Distance und Anwendungen. Wir wünschen den neuen Mitarbeitern einen guten Start!
  • 14. 14 Nachrichten Nachtrag zur DHI-WASY Aktuell 4/10 Klimawandel Wasserwirtschaftliche Auswirkungen und Anpassungsmaßnahmen Die Abbildung zeigt die bereits heute kri- tische Wasserstandsentwicklung am Sed- diner See. Eine weitere Verschärfung ist ohne Anpassungsmaßnahmen durch den Klimawandel sehr wahrscheinlich. (Foto: Mietz, Institut für angewandte Gewässerökologie GmbH [IaG], 2009) Nachlese ICCE 2010 in Shanghai Neue Kontakte und reger Fachaustausch auf der Inter- national Conference on Coastal Engineering (ICCE) Vom 30. Juni bis 5. Juli 2010 fand die Seitens DHI und DHI-WASY war eine chinesischen Niederlassung bei der Be- internationale Konferenz für Küsteninge- Delegation aus Deutschland und Däne- treuung des Messestandes unterstützt nieurwesen in Shanghai, China statt. mark angereist, die von den Kollegen der wurde. An diesem konnten die Kontakte der vorangegangenen ICCE in Hamburg (2008) gepflegt und wiederaufgenom- men, sowie neue Kontake geknüpft wer- den. Der fachliche Austausch über ver- schiedene Projekte und Softwareanwen- dungen konnte am Stand sowie während der Pausen und der Abendveranstaltun- gen angeregt geführt werden. Zusätzlich war DHI bei der Konferenz mit zwei Vorträgen vertreten: • Sanne Niemann von DHI Dänemark prä- sentierte eine Studie zu wellenindu- zierten Sedimentationsvorgängen im Hafen von Thyboron (Thyboron Har- bour – study of wave agitation and Abb. 1: Die deutschen sedimentation von S. Niemann, P. Sloth, Teilnehmer der ICCE (Foto: M.W. Jürgens) J. Buhl, R. Deigaard, I. Broker).
  • 15. Nachrichten 15 • Almut Gelfort von DHI-WASY, NL Syke Germany von A. Gelfort, F. Ladage, O. Veranstaltungen sind ebenfalls unter dem stellte die Ergebnisse zu ver- Stoschek). Link zu finden. Die nächste ICCE wird schiedenen morphodynamischen Un- 2012 in Santander, Spanien, stattfinden. tersuchungen in der Jade vor Die Veröffentlichungen der Konferenz sind Auch dort wird die DHI Gruppe vertreten (Numerical modelling of morphodyna- demnächst unter http://journals.tdl.org/ sein und die spanischen Kollegen bei der mic changes in the Jade estuary – ICCE/index einsehbar. Vorangegangene Standbetreuung unterstützen. Termine ESRI 2011 – Die deutschsprachige GIS-Konferenz Bereits zum 17. Mal veranstaltet ESRI, in Interessierten einen Einblick in die diesem Jahr vom 24. – 26. Mai in Unter- Anwendungsbereiche und Neuheiten am schleißheim bei München, das An- Markt. wendertreffen für den deutschsprachigen Raum. Mit interdisziplinären Workshops Eintrittskarten für die ESRI 2011 sind ab und Technologievorträgen rund um die sofort erhältlich. Die DHI-WASY wird mit Welt der Geoinformationen hat sich die einem eigenen Stand im Ausstellerforum dreitägige Veranstaltung als eine der vertreten sein und steht Ihnen als kompe- wichtigsten GIS-Konferenzen etabliert. tenter Ansprechpartner während der Abb. 1: Der erste Veranstaltungstag ist in diesem gesamten Veranstaltung zur Verfügung. München, Deutschland Jahr kostenfrei und gibt somit allen MIKE by DHI Anwendertreffen 2011 Die diesjährigen deutschsprachigen MIKE 24. – 25. Mai 2011 by DHI Anwendertreffen finden getreu Deutschland, Hamburg, Hotel Hafen dem Motto der DHI-WASY „Wasser in Hamburg allen Dimensionen“ statt. Neben den • Küsten- und Meere Highlights der neuen Version 2011 geben Die Anwendertreffen finden in den jeweili- • Siedlungsentwässerung unsere Kunden Einblicke in spannende gen Regionen mit verschiedenen Schwer- • Fließ- und Standgewässer Projekte und Lösungsansätze. Auch wenn punktthemen statt. Sie selbst noch keine MIKE by DHI 13. – 14. September 2011 Software im Einsatz haben, erhalten Sie 27. – 28. April 2011 Schweiz, Luzern, Hotel Continentalpark hier einen umfassenden Überblick über Österreich, Wien, Hotel Modul • Wasserversorgung, Simulationsmodelle und wie diese Ihre • Wasserversorgung • Siedlungsentwässerung tägliche Arbeit vereinfachen. • Siedlungsentwässerung • Fließ- und Standgewässer Abb. 2 (ganz links): Wien, Österreich (Foto: G. Schmidinger/ pixelio.de) Abb. 3 (mitte): Hamburg, Deutschland (Foto: C. Falk/pixelio.de) Abb. 4 (links): Luzern, Schweiz (Foto: M. Walker/ pixelio.de)
  • 16. 16 Nachrichten Termine Aktuelle DHI-WASY Produkte WASSER BERLIN 2011 Software FEFLOW ® Version 6.0 WGEO® 5.0 Internationale Fachmesse HQ-EX® 3.0 WBalMo® 3.1 und Kongress GeoDAta eXchange 4.0 WISYS® 3.5 Der diesjährige internationale Treffpunkt sent und zeigt spannende Einblicke in die der Wasserwirtschaft, die WASSER BERLIN, Praxis der Wasserwirtschaft. Neben den bietet vom 2. – 5. Mai 2011 mit seiner neuen Versionen unserer MIKE by DHI Aktuelle DHI Produkte Fachmesse und dem daran angeschlosse- Produktfamilie werden aktuelle Projekte MIKE by DHI: Release 2011 SP2 nen Kongress für Wasser und Abwasser vorgestellt. ® Eingetragene Warenzeichen der DHI-WASY GmbH unter dem Motto KNOW H2OW die idea- le Plattform für den wissenschaftlichen Wir laden Sie herzlich ein, mit uns gemein- Austausch und gleichzeitig spannende sam in fachlichen Austausch zu treten. Einblicke in die Praxis. Bitte kontaktieren Sie uns unter sales@dhi- Copyright wasy.de und vereinbaren Sie Ihren Die DHI-WASY ist in Halle 2.2 Stand 418 Beratungstermin. © 2010 DHI-WASY GmbH gemeinsam mit ESRI und GEOCOM prä- Kein Teil dieser Zeitschrift darf vervielfäl- tigt, schriftlich oder in einer anderen Spra- che übersetzt weitergegeben werden ohne die ausdrückliche Genehmigung der DHI- WASY GmbH. Für sämtliche Informationen in dieser Zeitschrift übernimmt die DHI- WASY GmbH keine Gewähr. DHI-WASY, FEFLOW, WGEO, WBalMo, WISYS und HQ-EX sind eingetragene Wa- renzeichen der DHI-WASY GmbH. Alle wei- teren Produkt- und Firmennamen dienen Abb. 1: Berlin, Deutschland ihrer Identifikation. Sie können eingetrage- (Foto: magicpen/ ne Warenzeichen der Eigentümer sein. pixelio.de) SCACR 2011 in Aachen Impressum Herausgeber: DHI-WASY GmbH 5th International Short Conference Waltersdorfer Straße 105 12526 Berlin-Bohnsdorf, Deutschland on Applied Coastal Research Telefon: +49 (0)30 67 99 98-0 Telefax: +49 (0)30 67 99 98-99 mail@dhi-wasy.de Vom 6. – 9. Juni 2011 findet die 5th www.dhi-wasy.de International Short Conference on Applied Gestaltung: ART+DESIGN· www.ad-ww.de Coastal Research (SCACR) statt. Dies- DHI-WASY Aktuell erscheint viermal jähriger Gastgeber ist das Institut für im Jahr. DHI-WASY Aktuell wird Wasserbau und Wasserwirtschaft (IWW) kostenlos verteilt. der RWTH Aachen. Ausgabe: März 2011 (17. Jg., 1/11) Auflage: 2.500 Bei diesem Treffen steht der Austausch Zuschriften richten Sie bitte an: über den aktuellen Stand der Forschung DHI-WASY GmbH, Redaktion und Erfahrungen im Küsteningenieur- DHI-WASY Aktuell. Abb. 2: Aachen, Deutschland wesen im Vordergrund. DHI-WASY wird Wenn Sie die regelmäßige Zusendung (Foto: Templermeister/ wünschen, schreiben Sie uns bitte mit einem Beitrag zu den Unter - pixelio.de) suchungen des schwimmenden Wel- oder rufen Sie uns an unter +49 (0)30 67 99 98-0. len brechers ins Brunsbüttel (siehe here Informationen finden sich unter V.i.S.d.P. Prof. Dr. Stefan Kaden Artikel auf Seite 7) vertreten sein. Nä- http://www.iww.rwth-aachen.de/scacr.