The Weser estuary at the German North Sea coast serves as a fairway to the harbours of Bremerhaven and Bremen. To ensure safe shipping and navigation, the navigation channel depths are nowadays intensively monitored, and have been so in the past. These are valuable data for consulting and research purposes, and enables investigations leading to a better understanding of hydrodynamics, salt intrusion and morphological processes in the estuary, in the present as well as the past. For recent years, thanks to modern monitoring techniques and digitalization, measuring data has been compiled to consistent digital terrain models of high quality and accuracy. For time periods before the 1990ies however, measurements were scarcer and the data are available only in form of printed bathymetrical and nautical charts.
The objective of the project “Historical system states of the Weser estuary (HIWEST)” was to: • digitalize depths measurements starting from 1960, • georeference the data points and • process and compile them to digital terrain models that can be used for research and consulting.
The project was led and financed by the Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW). It was supported by the Federal Maritime and Hydrographic Agency (BSH) and by the German Water and Shipping Administration (WSV) who provided printed charts and scanned data sets. The smile consulting GmbH was contracted to process the data and compile digital terrain models.
One of the main challenges of the project was georeferencing. While georeferencing and projecting in the horizontal domain was comparatively straightforward, the transformation of depths below different chart datums to the Germans mean height reference system represented a challenge. This was accomplished by an algorithm considering spatial polygons provided by BSH and further meta information on the different levelling systems.
The accuracy of the data sets differs depending on the quality of the original data. Since the 1990ies, powerful measurement methods such as airborne laser scanning (ALS) and multibeam echo-sounding has led to high resolutions and high data accuracy. In past surveys, the depths were measured in single-beam echo-soundings, often along individual cross sections, and there is no information between these soundings. As a result, the older terrain models are much smoother then the newer ones and contain less detailed information. More technical details can be found in the appendix of the technical report.
The following digital terrain models (DTM, in the following the German abbreviation DGM is used) of the Lower and Outer Weser estuary were made available: • DGM 1966, marking the situation before deepening the Outer Weser to SKN-12 m • DGM 1972, marking the situation before deepening the Lower Weser to SKN-9 m • DGM 1981, marking the situation before extensive river works in the Lower Weser • DGM 1996, marking the situation before deepening the Outer Weser to SKN-14 m • DGM 2002, marking the situation after deepening the Outer Weser to SKN-14 m, reference digital terrain model.
The years were chosen so they would represent consistent periods not affected by constructive engineering measures such as channel deepenings, and secondly based on optimal data availability. Each data set however consists not only of data from the respective year, but data had to be added from adjacent years. To close gaps, data from recent surveys were used. The data sets span the whole estuary from the North Sea to the tidal weir in the city of Bremen and are available as 1x1 m raster data sets.
How to cite the HIWEST data: The data set is only to be quoted together with the Technical Report.
Report: Bundesanstalt für Wasserbau (2020): Historical digital terrain models of the Weser Estuary (HIWEST). Technical Report B3955.02.04.70168-6. Bundesanstalt für Wasserbau. https://henry.baw.de/handle/20.500.11970/107521
Data set: Bundesanstalt für Wasserbau (2020): Historical digital terrain model data of the Weser Estuary (HIWEST) [Data set]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2020.K2.5200.0001
Die Bundesanstalt für Wasserbau beauftragte das Ingenieurbüro Schmid (IB Schmid), hydraulische Untersuchungen auf der Weser bei vier Wasserständen durchzuführen. Je Wasserstand sollte eine Wasserspiegelfixierung von km 0 bis km 361 durchgeführt werden. Begleitend sollten die Strömungsgeschwindigkeiten und Durchflussmengen an den Pegeln und Zuflüssen aufgenommen werden. Im Rahmen der Messungen bei Mittelwasser war zusätzlich eine Wasserspiegelfixierung auf der Aller beauftragt und es sollten Sondermessungen im Unterwasser des Wehrarms Schlüsselburg durchgeführt werden.
This dataset contains in-situ measurements of ship-generated wave heights and currents collected during 14 campaigns from 1998 to 2022 in German coastal waterways. It includes 81,092 filtered datapoints (from an initial 97,877) across 46 measurement stations in 28 cross-sections, with 23 unique locations, some of which were repeated after a certain time. Each wave event is linked to the ship and nautical parameters responsible for its generation. A more detailed metadata description for each campaign is attached to the dataset.
Citation for this data set: Seemann, A.; Melling, G. (2024): Ship Wave Measurements in German Coastal Waterways from 1998 to 2022 [Data set], DOI: https://doi.org/10.48437/42c292-ebac3d
Data Descriptor Paper: Seemann, A., Melling, G. Measurement of ship-generated waves in German coastal waterways from 1998–2022. Sci Data 12, 54 (2025). https://doi.org/10.1038/s41597-024-04299-5
Die Bundesanstalt für Wasserbau beauftragte das Ingenieurbüro Schmid (IB Schmid), hydraulische Untersuchungen auf der Weser bei vier Wasserständen durchzuführen. Je Wasserstand sollte eine Wasserspiegelfixierung von km 0-361 durchgeführt werden. Begleitend sollten die Strömungsgeschwindigkeiten und Durchflussmengen an den Pegeln und Zuflüssen aufgenommen werden. Im Rahmen der Messungen bei Mittelwasser war zusätzlich eine Wasserspiegelfixierung auf der Aller beauftragt und es sollten Sondermessungen im Unterwasser des Wehrarms Schlüsselburg durchgeführt werden.
Messungen vom 29.04.2024 bis 05.05.2024 - Wasserspiegelfixierung (H_WSP) - Querprofilmessung (H_Sohle) - Durchflussmessung (Q) - Fließgeschwindigkeit (v_Str)
Die Bundesanstalt für Wasserbau beauftragte das Ingenieurbüro Schmid (IB Schmid), hydraulische Untersuchungen auf der Weser bei vier Wasserständen durchzuführen. Je Wasserstand sollte eine Wasserspiegelfixierung von km 0 bis 361 durchgeführt werden. Begleitend sollten die Strömungsgeschwindigkeiten und Durchflussmengen an den Pegeln und Zuflüssen aufgenommen werden.
Diese Daten enthalten die 3. Messkampagne bei einem Wasserstand von 1m über Mittelwasser (MQ).
Die Bundesanstalt für Wasserbau hat das Ingenieurbüro Schmid (IB Schmid) mit hydraulischen Untersuchungen auf der Aller und Weser beauftragt. Es sollte eine Wasserspiegelfixierung der Aller km 38,4-117,1 und der Weser von km 325,9-329,2 durchgeführt werden. Begleitend sollten die Strömungsgeschwindigkeiten und Durchflüsse an 27 Querprofilen und einem Längsprofil erfasst werden. Der Wasserstand sollte ca. 1 m über Mittelwasser (MQ) liegen.
Dieser Datensatz umfasst Monitoringdaten und Modellergebnisse (Hydronumerisches Modell) für das Weserästuar, Nordsee. Die Daten wurden für quantitative Analysen in dem Manuskript „Surges control Salt Flux Variability in a partially-mixed Estuary“ verwendet, das im Journal of Geophysical Research: Oceans zur Veröffentlichung eingereicht wurde. Die Modellergebnisse, wie im Manuskript beschrieben, umfassen Salzflüsse, die aus den simulierten Strömungsgeschwindigkeiten und Salzgehalten abgeleitet wurden. Die vier Salzflusskomponenten [kg s-1] enthalten ein barotrope Komponente (barotropic flux, Fbt), Tidal Pumping (tidal oscillatory salt flux, Fto), den Beitrag durch die ästuarine Austauschströmung (exchange flow contribution, Fex) und eine weitere Komponente, die durch intratidal veränderliche Scherraten (tidal oscillatory shear, Ftos) bestimmt wird. Die Salzflüsse wurden jeweils, entlang der Zeitreihe, für die Dauer eines Tidetages bestimmt. Jeder Schritt beginnt mit einem Stauwasser. Die zeitliche Auflösung beträgt daher eine Halbtide. Die Zeitreihe umfasst ein hydrologisches Jahr. Die Auflösung entlang des Ästuars beträgt 1 km. Zusätzlich zu den Salzflüssen wurden fünf weitere Parameter abgeleitet: die Tideasymmetrie (Strömungsgeschwindigkeit), der gezeitengemittelte Salzgehalt, der Tidenhub [m] sowie die gezeitengemittelte Schichtung (potenzielle Energieanomalie) [J m-3]. Diese Parameter legen auf dem Gitter der Salzflusskomponenten vor. Die Salzintrusion ist in Flusskilometern angegeben und entspricht der Lage der Isohaline der Salinität von 2 PSU (gezeitengemittelt, bestimmt aus Modellergebnissen). Die übrigen Parameter im Datensatz wurden aus Monitoringdaten ermittelt. Hierzu zählen Zeitreihen der Windkomponente des Wasserstands [m], der Windgeschwindigkeit [m s-1] sowie der Windrichtung [°], abgeleitet von Messungen am Leuchtturm Alte Weser. Die spezifischen Methoden für jeden Monitoringparameter sind im Manuskript beschrieben. Dazu kommt noch der Abfluss (Intschede) [m3 s-1]. Alle Daten liegen als selbsterklärende Textdateien mit Kopfzeile vor.
This dataset contains monitoring data and numerical model results for the Weser estuary, North Sea, used for quantitative analyses in the paper “Surges control Salt Flux Variability in a partially-mixed Estuary”, which was submitted to the Journal of Geophysical Research: Oceans. Model results comprise salt fluxes, derived from simulated velocity and salinity, as described in the paper. The four salt flux contributions [kg s-1] are the barotropic flux (Fbt), the tidal oscillatory salt flux (Fto), the exchange flow contribution (Fex) and the flux due to tidal oscillatory shear (Ftos). Salt fluxes were determined for the duration of one tidal day, moving stepwise through the timeseries. Each step starts with one slack water. Therefore, the temporal resolution is one value per tidal phase, as described in detail in the manuscript. The time series covers one hydrological year. The along-channel resolution is 1 km. Five additional parameters are derived from model results: the tidal velocity asymmetry, tidally averaged salinity, tidal range [m], and tidally averaged stratification (potential energy anomaly [J m-3]), all stored on the same spatiotemporal grid as the salt flux contributions. The salt intrusion is obtained from subtidal salinity using the location of the isohaline 2 (PSU). The salt intrusion is stored in terms of river km. The remaining parameters in the dataset are derived from monitoring data. These are time series of discharge [m3 s-1], surge [m], tidal range [m], wind speed [m s-1] and wind direction [°], all provided on the same temporal grid as the salt fluxes. The specific methods are described in the paper, for each of the monitoring parameters. All data are stored as self-explanatory, character-delimited text files with header lines.
Die Bundesanstalt für Wasserbau beauftragte das Ingenieurbüro Schmid (IB Schmid), hydraulische Untersuchungen auf der Weser bei vier Wasserständen durchzuführen. Je Wasserstand sollte eine Wasserspiegelfixierung von km 0 bis 361 durchgeführt werden. Begleitend sollten die Strömungsgeschwindigkeiten und Durchflussmengen an den Pegeln und Zuflüssen aufgenommen werden. Dieser Bericht behandelt die zweite Messkampagne bei einem Wasserstand nahe dem Gleichwertigen Wasserstand (GlW). Die Messungen wurden vom 21.05.2022 bis 25.05.2022 durchgeführt. Die Wasserstände waren zu Beginn der Messung ca. 10 cm über dem GlW.
