Definition: “Bathymetrie” bezeichnet die Vermessung der topographischen Gestalt der Sohle eines Gewässers. Der Begriff wird auch oft – analog zum Wort “Topographie” – synonym für die Gestalt der Gewässersohle verwendet. Gewässer in diesem Zusammenhang sind Meere, Flüsse oder geschlossene Binnengewässer. Im Rahmen des Projektes EasyGSH handelt es sich bei bathymetrischen Datensätzen um solche, die die Höhenverteilung in der Deutschen Bucht inklusive der Mündungsbereiche der Ästuare Ems, Weser und Elbe darstellen. Durch morphologische Aktivitäten des Gewässerbodens ist ein solches bathymetrisches Modell stets nur für einen gewissen Zeitraum oder Zeitpunkt gültig.
Datenerzeugung: Die Basis für bathymetrische Produkte bilden gerasterte bathymetrische Modelle, die mithilfe des Funktionalen Bodenmodells, einem datenbasierten hindcast-Simulationsmodell, über räumlich-zeitliche Interpolationsverfahren aus einer Datenbasis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen erstellt werden. Für jedes Jahr von 1996 bis inklusive 2016 wird ein gerastertes bathymetrisches Modell in 10 m Auflösung für die Deutsche Bucht und zusätzlich in 250 m Auflösung für die Ausschließliche Wirtschaftszone für das Jahr 1996 erstellt.
Produkt: Jeweils ein 10 m Raster der Deutschen Bucht gültig zum 01.07. für die Jahre von 1996 bis 2016, wobei an jedem Rasterknoten die Höhe abgelegt ist. 250 m Raster der Ausschließlichen Wirtschaftszone (1996). Das Produkt wird im GeoTiff- und Shapefile-Format bereitgestellt.
Zitat für diesen Datensatz (Daten DOI): Sievers, J., Rubel, M., Milbradt, P. (2020): EasyGSH-DB: Themengebiet - Bathymetrie. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2020.K2.7000.0002
Literatur: Sievers, J., Milbradt, P., Ihde, R., Valerius, J., Hagen, R., Plüß, A. (2021): An integrated marine data collection for the German Bight – Part 1: Subaqueous geomorphology and surface sedimentology (1996–2016). Earth System Science Data. https://doi.org/10.5194/essd-13-4053-2021
English Download: The data for download can be found under References ("Weitere Verweise"), where the data can be downloaded directly or via the web page redirection to the EasyGSH-DB portal.
Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht EasyGSH-Deutsche Bucht (EasyGSH-DB)
Die Quantile (1% und 99%) des Salzgehaltes jeweils für die Jahre 1996-2015. Quantile des Salzgehalts: Wert des Salzgehalts einer Zeitreihe, der von einem bestimmten prozentualen Anteil der vorliegenden Salzgehaltswerte nicht überschritten wird. Wird nur für dauerhaft überflutete Gebiete berechnet.
Literatur: - Hagen, R., et.al., (2019), Validierungsdokument - EasyGSH-DB - Teil: UnTRIM-SediMorph-Unk, doi: https://doi.org/10.18451/k2_easygsh_1 - Freund, J., et.al., (2020), Flächenhafte Analysen numerischer Simulationen aus EasyGSH-DB, doi: https://doi.org/10.18451/k2_easygsh_fans_2 - Hagen, R., Plüß, A., Ihde, R., Freund, J., Dreier, N., Nehlsen, E., Schrage, N., Fröhle, P., Kösters, F. (2021): An integrated marine data collection for the German Bight – Part 2: Tides, salinity, and waves (1996–2015). Earth System Science Data. https://doi.org/10.5194/essd-13-2573-2021
Für die einzelnen Jahre liegen Jahreskennblätter als Kurzfassung der Jahresvalidierung auf der EasyGSH-DB (www.easygsh-db.org) zur Verfügung.
Zitat für diesen Datensatz (Daten DOI): Hagen, R., Plüß, A., Freund, J., Ihde, R., Kösters, F., Schrage, N., Dreier, N., Nehlsen, E., Fröhle, P. (2020): EasyGSH-DB: Themengebiet - Hydrodynamik. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2020.K2.7000.0003
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Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht EasyGSH-Deutsche Bucht (EasyGSH-DB)
Bodenanker mit CTD-Messung (Salzgehalt, Temperatur, Wasserstand). Zwei Zeitreihen mit Delta t = 5 Minuten. NHN Tiefe: 13 m.
Hinweis zum Messintervall dt: Die CTD-Messungen wurden in dem angebenen Messintervall als Momentanmessung ausgeführt. Eine Momentanmessung besteht hierbei aus 20 Einzelmessungen mit 4 Hz (0,25 s). Konkret: alle 5 Minuten wurde für 5 s mit 4 Hz gemessen und als Mittelwert abgespeichert.
Die jährlichen zip-Archivdateien enthalten die von SWAN aus den Seegangsspektren abgeleiteten spektralen Seegangsparameter (signifikante Wellenhöhe Hm0, mittlere Wellenanlaufrichtung Θm, Richtungsstreuung σ, mittlere Wellenperiode Tm02, spektrale Periode Tm-1,0 sowie Peakperiode Tp) an ausgewählten Lokationen entlang des seeseitigen Randes des Produktgebietes (DB-Rand).
Ein Archiv beinhaltet die spektralen Seegangsparameter als Zeitreihe über einen Zeitraum von einem Jahr und mit einem Zeitintervall von einer Stunde. Die Zeitreihen der Seegangsparameter (signifikante Wellenhöhe, mittlere Wellenanlaufrichtung, Richtungsstreuung, mittlere und spektrale Wellenperiode sowie Peakperiode) sind jeweils in Unterverzeichnissen („wave_height“, “wave_mean_direction“, “wave_spread“, “wave_mean_period_two“, „“wave_mean_period“, „wave_peak_period“) abgelegt. Jedes Archiv enthält darüber hinaus eine Datei (positions.csv) mit Angaben zur Lage der ausgewählten Lokationen entlang des Randes (Lagebezug WGS84). Fehlende Werte in der Zeitreihe sind mit -999 (Fehlerwert) gekennzeichnet. Es wurde ein spektrales Seegangsmodell auf der Basis von SWAN sowie unter der Annahme eines räumlich und zeitlich konstanten mittleren Wasserstandes (NHN+0m) und ohne Berücksichtigung von Strömungen erstellt. Das zeitliche Simulations- und Ausgabeintervall beträgt eine Stunde. Die Modellausdehnung und die Diskretisierung (unstrukturiertes Berechnungsgitter) entsprechen den Modellparametern des gekoppelten hydrodynamischen Telemac-Tomawac-Modells, das in EasyGSH zur Validierung der Produktergebnisse im Rahmen eines Multi-Modellansatzes verwendet wurde.
Die erzeugten Daten sind Teil der Seegangsanalysen in EasyGSH-DB mit dem Ziel der Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht für einen referenzierbaren, kontinuierlich aufbereiteten Basisdatensatz von 20 Jahren für die Deutsche Bucht.
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Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht EasyGSH-Deutsche Bucht (EasyGSH-DB)
Definition: Eine Petrographische Karte ist eine Karte, deren Flächen nach SEP-3-konformen linguistischen Beschreibungen zusammengefasst sind. Eine SEP-3-konforme Beschreibung ist aufgebaut nach dem Format (Hauptkomponente 1, … HKn)(Nebenkomponente 1, … NKn), wobei die Zahl der einzelnen Komponenten nicht beschränkt ist. Das SEP-3-Format orientiert sich in seinen Bezeichnungen an den Kornfraktionsbezeichnungen nach DIN 4022 (Deutsches Institut für Normung, 1987), sodass alle darin definierten Kornfraktionen in der Petrographischen Karte als Haupt- oder Nebenkomponenten dargestellt werden können, von Ton (nicht weiter unterteilt) über Schluff, Sand und Kies (jeweils mit Unterteilung in Fein, Mittel, Grob) bis Steine und Blöcke (nicht weiter unterteilt). Eine Petrographische Karte ist nicht auf einen speziellen Anwendungszweck hin ausgelegt (vergleiche „Figge-Karten“ mit Fokus auf Sandfraktionen nach Figge, 1981), sondern soll die zugrundeliegende Sedimentverteilung aus einer Summenkurve möglichst genau wiedergeben. Durch die Strukturierung des SEP-3-Formats besteht jede Petrographische Karte aus einem Teildatensatz „Hauptkomponenten“ und einem Teildatensatz „Nebenkomponenten“. Jede dieser Teilkarten kann in unterschiedlichen Detailstufen erstellt werden, im Projekt EasyGSH werden die Formen „kurz“ und „lang“ verwendet, die sich in der Anzahl und dem Detailgrad der einzelnen Komponenten unterscheiden. Über geeignete Verfahren (Naumann et al., 2014) kann aus den einzelnen Komponenten der ausführlichsten Variante der Petrographischen Teilkarten ein Histogramm der Sedimentverteilung regeneriert werden, woraus über eine Fortführung des Konzeptes eine Kornverteilung in Form einer Summenkurve erstellt werden kann (Sievers et al., 2019).
Datenerzeugung: Die Basis für sedimentologische Auswertungen bilden Oberflächensedimentproben, die im Rahmen des Projektes EasyGSH mittels anisotroper Interpolationsverfahren und unter Berücksichtigung hydrodynamischer Faktoren und Erosions- und Sedimentationsprozesse von Einzelproben verschiedener Jahre auf ein für ein Jahr gültiges Raster interpoliert wurden. An jedem dieser Rasterknoten liegt die Sedimentverteilung daher als Summenkurve vor. Für die Deutsche Bucht liegt dieses Basisprodukt für die Jahre 1996, 2006 und 2016 im 100 m Raster, für die Ausschließliche Wirtschaftszone Deutschlands für das Jahr 1996 im 250 m Raster vor. Als (quasi-)bijektive Umkehrung des Ansatzes von Naumann et al. (2014) kann aus einer Summenkurve eine SEP-3-konforme linguistische Beschreibung generiert werden (Sievers et al., 2019). In der Langform entspricht diese dem Format (HK1, … HKn)(NK1Q1, … NknQn), wobei HK für „Hauptkomponente“, NK für „Nebenkomponente“, Q für „Quantifikator“ und „Ad“ für schichtbeschreibendes Adjektiv steht (vgl. Naumann et al., 2014). Es ist immer mindestens eine Hauptkomponente vorhanden, weitere Hauptkomponenten und Nebenkomponenten können, müssen aber nicht vorhanden sein. Quantifikatoren („wenig“, „viel“, …) können, müssen aber nicht für Nebenkomponenten vorhanden sein. In der Detailstufe „lang“ werden für die Petrographischen Karten alle generierten Komponenten, sowie ggf. für die Nebenkomponenten die Quantifikatoren, übernommen und in die Teilkarten aufgeteilt, für die Detailstufe „kurz“ werden nur die ersten zwei (und damit die häufigsten) Haupt- und die ersten zwei (und damit die häufigsten) Nebenkomponenten ohne ggf. vorhandene Quantifikatoren übernommen, jeweils so fern vorhanden. So hat jeder Rasterpunkt eine linguistische Beschreibung anhängig, die bei Gleichheit in Flächen zusammengefasst werden.
Produkt: Teilkarten der Hauptkomponenten, jeweils in Lang- sowie in Kurzform, für die Deutsche Bucht (1996, 2006, 2016) beziehungsweise die Ausschließliche Wirtschaftszone (1996), in denen die linguistische Beschreibung der Komponente(n) jeweils als Attribut einer polygonalen Fläche zugeordnet ist. Die Produkte werden im Shape-Format bereitgestellt.
Literatur: - Deutsches Institut für Normung, 2018. DIN EN ISO 14688-1: Geotechnische Erkundung und Untersuchung -Benennung, Beschreibung und Klassifizierung von Boden -Teil 1: Benennung und Beschreibung (ISO 14688-1:2017), Beuth Verlag GmbH; Berlin. https://dx.doi.org/10.31030/2748424
- Figge, K., 1981. Sedimentverteilung in der Deutschen Bucht (Blatt: 2900, Maßstab: 1:250.000). Deutsches Hydrographisches Institut. Naumann, M., Waldeck, A., Poßin, W., Schwarz, C. & Fritz, J., 2014. Ableitung von Korngrößenverteilungen aus textbasierten petrografischen Bohrgutbeschreibungen. Z. Dt. Ges. Geowiss., (165) 275-286.
- Sievers, J., Milbradt, P., & Rubel, M., 2018. Quasi-bijective mapping of sediment description and cumulative functions for coastal engineering applications.
Zitat für diesen Datensatz (Daten DOI): Sievers, J., Rubel, M., Milbradt, P. (2020): EasyGSH-DB: Themengebiet - Sedimentologie. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2020.K2.7000.0005
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Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht EasyGSH-Deutsche Bucht (EasyGSH-DB)
Bodenanker mit ADCP-Messung (Strömung, Trübung). Eine Zeitreihe mit Delta t = 5 Minuten. NHN Tiefe: 9 m.
Die verankerten ADCP zeichnen ein komplettes vertikales Geschwindigkeitsprofil auf: vr = Strömungsrichtung, vm = Strömungsgeschwindigkeit.
Die Aufzeichnung beginnt ca. 2 m über dem Seeboden und reicht bis ca. 2 m unter die Wasseroberfläche (tiefenabhängig, mal mehr mal weniger). Die vertikale Auflösung (Tiefenzellengröße) beträgt 0.5 oder 0.75 m.
Die zeitliche Auflösung beträgt 5 Minuten. Hierbei handelt es sich Mittelwerte, d.h. insgesamt 50 Einzelmessungen sind über den jeweiligen Zeitraum gemittelt worden.
HydBCsForOF is a set of hydraulic engineering boundary conditions for the Volume-of-Fluid solver "interfoam" of OpenFOAM. This is neither a part of openfoam nor endorsed by the owners of OpenFOAM. The provided boundary conditions allow the specification of water flow rates for variable water levels and the prescribtions of water levels with variable flow rates.
Definition: Die Schiefe „Sk1“ ist ein Maß der Symmetrie der Summenkurve, das angibt, wie das Verhältnis von groben zu feinen Anteile in der Kornverteilung ist. Folk & Ward (1957) quantifizieren diese Symmetrie in einem Wertebereich von -1 bis 1. Positive Werte größer als 0 bis 1 zeigen für metrisch dargestellte Summenkurven eine „Linksschiefe“ an, das heißt feine Kornfraktionen überwiegen im Vergleich zu groben Fraktionen. Negative Werte kleiner als 0 bis -1 zeigen für metrische Summenkurven eine „Rechtsschiefe“ an, das entsprechend ein Überwiegen von groben im Vergleich zu feinen Fraktionen anzeigt. Sk1 = 0 zeigt eine vollkommen symmetrische Summenkurve an. Aus der Schiefe können Rückschlüsse über das Ablagerungsmilieu gezogen werden.
Datenerzeugung: Die Basis für sedimentologische Auswertungen bilden Oberflächensedimentproben, die im Rahmen des Projektes EasyGSH mittels anisotroper Interpolationsverfahren und unter Berücksichtigung hydrodynamischer Faktoren und Erosions- und Sedimentationsprozesse von Einzelproben verschiedener Jahre auf ein für ein Jahr gültiges Raster interpoliert wurden. An jedem dieser Rasterknoten liegt die Sedimentverteilung daher als Summenkurve vor. Für die Deutsche Bucht liegt dieses Basisprodukt für die Jahre 1996, 2006 und 2016 im 100 m Raster, für die Ausschließliche Wirtschaftszone Deutschlands für das Jahr 1996 im 250 m Raster vor. Direkt aus diesen Summenkurven können die für die Berechnungsvorschrift für die Schiefe nach Folk & Ward (1957) benötigten Anteile für ϕ5, ϕ16, ϕ50, ϕ84 und ϕ95, ermittelt werden und der Schiefeparameter Sk1 errechnet werden.
Produkt: 100 m Raster der Deutschen Bucht (1996, 2006, 2016) beziehungsweise 250 m Raster der Ausschließlichen Wirtschaftszone (1996), an denen an jedem Rasterknoten die Schiefe Sk1 nach Folk & Ward (1957) hinterlegt ist. Das Produkt wird im GeoTiff-Format bereitgestellt.
Literatur: Folk, R. L., & Ward, W. C. (1957). A study in the significance of grain size parameter. Journal of Petrology, 37, 327-354.
Zitat für diesen Datensatz (Daten DOI): Sievers, J., Rubel, M., Milbradt, P. (2020): EasyGSH-DB: Themengebiet - Sedimentologie. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2020.K2.7000.0005
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Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht EasyGSH-Deutsche Bucht (EasyGSH-DB)
Motivation: Die Berechnung und graphische Darstellung verschiedener Tidekennwerte des Salzgehalts sowie des advektiven Salztransports trägt dazu bei, die räumliche Veränderung der Salzkonzentration im Wasserkörper, die Variation des Salzgehalts innerhalb einer Tide sowie den advektiven Transport durch die Strömung, getrennt für den Ebbe- und Flutstrom sowie für die gesamte Tide, in Küstengewässern und Ästuarien herauszuarbeiten. Der an einem bestimmten Ort auftretende Unterschied zwischen dem maximalen und dem minimalen Salzgehalt kann in einem Ästuar infolge des Süßwassereinflusses recht große Werte annehmen. Die Salzgehaltsvariation, die sich als Differenz aus den Extremwerten des Salzgehalts ergibt, wird dabei maßgeblich von dem Produkt des lokalen horizontalen Salzgradienten mit dem Tideweg (lagrangesche Verdriftung eines Wasservolumens) bestimmt. Dies ist damit zu erklären, daß Salz überwiegend advektiv mit der Strömung transportiert wird. Das an einem Ort innerhalb einer Tide vorbeifließende Wasser entstammt unterschiedlichen Ursprungsregionen, d.h. unterschiedlichen Wasserkörpern, die in den Brackwasserzonen der Ästuarien deutlich voneinander abweichende Salzgehaltswerte aufweisen können. Für am Boden lebende ortstreue Organismen stellt die Salzgehaltsvariation einen wesentlichen Streß-Faktor ihrer natürlichen Umwelt dar (Variation des osmotischen Drucks bei wechselndem Salzgehalt). Eine genaue Beschreibung der Analysemodi befindet sich im BAWiki (http://wiki.baw.de/de/index.php/Tidekennwerte_des_Salzgehalts).
Metadaten: Dieser Metadatensatz gilt als Elterndatensatz für die spezifizierten Metdatensätze: - EasyGSH-DB_TDKS: Quantile des mittleren Salzgehalts pro Tide (1996-2015)
Literatur: - Hagen, R., et.al., (2019), Validierungsdokument - EasyGSH-DB - Teil: UnTRIM-SediMorph-Unk, doi: https://doi.org/10.18451/k2_easygsh_1 - Freund, J., et.al., (2020), Flächenhafte Analysen numerischer Simulationen aus EasyGSH-DB, doi: https://doi.org/10.18451/k2_easygsh_fans_2 - Hagen, R., Plüß, A., Ihde, R., Freund, J., Dreier, N., Nehlsen, E., Schrage, N., Fröhle, P., Kösters, F. (2021): An integrated marine data collection for the German Bight – Part 2: Tides, salinity, and waves (1996–2015). Earth System Science Data. https://doi.org/10.5194/essd-13-2573-2021
Für die einzelnen Jahre liegen Jahreskennblätter als Kurzfassung der Jahresvalidierung auf der EasyGSH-DB (www.easygsh-db.org) zur Verfügung.
Zitat für diesen Datensatz (Daten DOI): Hagen, R., Plüß, A., Freund, J., Ihde, R., Kösters, F., Schrage, N., Dreier, N., Nehlsen, E., Fröhle, P. (2020): EasyGSH-DB: Themengebiet - Hydrodynamik. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/02.2020.K2.7000.0003
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Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht EasyGSH-Deutsche Bucht (EasyGSH-DB)
Messkette mit CTD-Messung (Salzgehalt, Temperatur, Wasserstand, Trübung). Zwei Zeitreihen mit Delta t = 5 Minuten. Es wurde auf den Tiefen 5 m, 14 m, 22 m und 38 m gemessen (NHN).
Hinweis zum Messintervall dt: Die CTD-Messungen wurden in dem angebenen Messintervall als Momentanmessung ausgeführt. Eine Momentanmessung besteht hierbei aus 20 Einzelmessungen mit 4 Hz (0,25 s). Konkret: alle 5 Minuten wurde für 5 s mit 4 Hz gemessen und als Mittelwert abgespeichert.
![Jahresbathymetrie 2003 [m]](https://dl.datenrepository.baw.de/grafiken/vorschau/EasyGSH-DB/4fa28e01-3f4f-4f84-9010-2b1987f52e64/2003_Bathymetrie.jpg "Jahresbathymetrie 2003 [m]")
