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Simulationsdaten
Open Data

TrilaWatt: Topographie (2015-2021)
Aktualität der Daten: 01.07.2015 bis 01.07.2021

Definitionen:
In den Geowissenschaften beschreibt eine Topographie die Erdoberfläche. In aquatischen Systemen wird der Begriff oft synonym zum Begriff “Bathymetrie” für die Höhenlage der Gewässersohle verwendet. Im Forschungsprojekt TrilaWatt bezeichnen topographische Daten die subtidale, intertidale und supratidale Höhenverteilung im Bereich der 12 Seemeilen-Zone des Wattenmeers.

Datenerzeugung:
Die Basis der Datenerzeugung bilden topographische Modelle aus einer umfangreichen Datenbasis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen. Diese werden mit einem datengetriebenem Simulationsmodell über räumlich-zeitliche Interpolationsverfahren zusammengelegt. Als Kompromisse zwischen der ständigen morphodynamischen Aktivität im Wattenmeer und der deutlich geringeren Messfrequenz werden in TrilaWatt topographische Modelle als Jahrestopographien erstellt.

Produkt:
Für den Zeitraum von 2015 bis einschließlich 2021 wird ein gerastertes topographisches Modell in der 12 Seemeilen Zone des Wattenmeers mit einer gerasterten Auflösung von 10 m in Raum und Zeit zum jeweiligen Gültigkeitszeitraum des 01.07. interpoliert. Das Datenprodukt wird im GeoTIFF Format bereitgestellt. Zur Einschätzung der Unschärfe des topographischen Datensatzes werden zu jedem Datenprodukt Datenquellenkarten veröffentlicht.
Weitere Produkte: Min-Z/Max-Z, Morphologischer Raum und Morphologischer Drive (2015-2021).

Zitat für diesen Datensatz (DOI):
Milbradt, P., Pineda Leiva, D. F. (2024): TrilaWatt: Topographie (2015-2021) [Dataset]. Bundesanstalt für Wasserbau. https://doi.org/10.48437/366eab-3640c8

Literatur:
Pineda Leiva, D. F., Lorenz, M., Kösters, F., Winter, C., Lepper, R. (2025): Asymmetric morphodynamics of the Wadden Sea. Commun Earth Environ 6, 354. https://doi.org/10.1038/s43247-025-02340-y

English:
Topography describes the study of the forms and features of land surfaces. Topographic data in aquatic systems is often also referred to as bathymetry. TrilaWatt topography data merged a large number of observational data to annual topographies using a data-driven interpolation model. Data are distributed in 10m grids as GeoTIFF files within the 12 nautical mile zone of the Wadden Sea's coast line. Additional products: Min-Z/Max-Z, Bed Elevation Range and morphological Drive (2015-2021).

Download:
A download is located under references (in German: "Verweise und Downloads").

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Messdaten
Open Data

Salzflüsse im Weserästuar 2019/2020
Aktualität der Daten: 15.05.2019 bis 28.04.2020

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.

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Messdaten
Open Data

Ems Monitoring Salzgehalt 2000-2024
Aktualität der Daten: 01.01.2000 bis 31.12.2024

Der Datensatz enthält Zeitreihen des Salzgehalts gemessen an 8 Stationen (Knock, Emden, Pogum, Gandersum, Terborg, Leerort, Weener und Papenburg) in der Tideems für den Zeitraum 2000-2024. Die Zeitreihen wurden durch den Niedersächsischen Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz (NLWKN) zur Verfügung gestellt. Eine zusätzliche Korrektur der Ausreißer und eine Umrechnung in absoluten Salzgehalt (S_A) erfolgte durch die BAW. Die Zeitreihen liegen in UTC+01:00 vor. Die Zeitreihen enthalten Zeiträume, in denen das Sperrwerk in Gandersum geschlossen war.

English:
The dataset contains time series of salinity measured at eight stations (Knock, Emden, Pogum, Gandersum, Terborg, Leerort, Weener, and Papenburg) in the Tideems for the period 2000–2024. The time series were provided by the Lower Saxony Water Management, Coastal and Nature Protection Agency (NLWKN). Additional correction of outliers and conversion to absolute salinity (S_A) was carried out by the BAW. The time series are available in UTC+01:00. The time series include periods during which the Ems storm barrier in Gandersum was closed.

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Geodatensatz
Open Data

SMMS: Stratigraphie (1990, 2000, 2010, 2020)
Aktualität der Daten: 01.07.1990 bis 01.07.2020

Definition:
“Stratigraphie” bezeichnet im Rahmen dieses Projektes die physikalischen Eigenschaften des Gewässergrunds über die Tiefe, die durch die Korngröße, -verteilung und -lagerung vorliegen. Gewässer in diesem Zusammenhang sind Meere, Flüsse oder geschlossene Binnengewässer. Im Rahmen des Projektes SMMS handelt es sich bei stratigraphischen Datensätzen um solche, die den sedimentologischen Gewässergrundaufbau in der Deutschen Bucht inklusive der Mündungsbereiche der Ästuare Ems, Weser und Elbe darstellen. Durch morphologische Aktivitäten des Gewässerbodens ist ein solches stratigraphisches Modell stets nur für einen gewissen Zeitraum oder Zeitpunkt gültig.

Datenerzeugung:
Die Grundlage für stratigraphische Produkte bilden gerasterte zeitvariante oberflächensedimentologische Modelle, die mithilfe des Funktionalen Bodenmodells, einem datenbasierten hindcast-Simulationsmodell, über räumlich-zeitliche Interpolations- und speziell entwickelte sedientologische Extrapolationsverfahren auf einer Basis von See- und Landvermessungen verschiedenster Datentypen sowie oberflächensedimentologischer Beprobungen erstellt werden. Innerhalb dieser werden für einen Zielzeitpunkt über die zeitvariante Betrachtung Erosionsprozesse simuliert, die so einen Endzustand zu einem Zeitpunkt darstellen. In den Bereichen, in denen die auf diese Weise simulierte Stratigraphie aufgrund der Datenbasis die Modelluntergrenze (etwa die Holozäne Basis) nicht erreicht wird, wird der Freiraum mit interpolierten Sedimentbohrkernen gefüllt. Für die Jahre 1990, 2000, 2010 und 2020 wird jeweils ein gerastertes stratigraphisches Modell mit zusätzlichen bathymetrischen Informationen in 10 m-Auflösung für die Deutsche Bucht erstellt.

Produkt:
Ein gekacheltes 10 m-Raster der Deutschen Bucht jeweils gültig zum 01.07. für das Jahr, wobei an jedem Rasterknoten die Phi-Viertel diskretisierten modellierten Summenlinien in 50 cm tiefenintegrierten aufeinander folgenden Intervallen von der Oberfläche des Jahres bis zur Modelluntergrenze abgelegt sind. Das Produkt wird im CSV-Format zusammen mit einem GeoTiff der sedimentologischen Varianz an jedem Knoten über die Tiefe bereitgestellt.

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Projekt

Wurzeln einer Weidenspreitlage im Testbecken 2021 - Roots of willow bush mattress in a test basin in 2021

Im Jahr 2021 wurde im Versuchsbecken der BAW eine Weidenspreitlage eingebaut. Nach einer 23-wöchigen Wachstumsphase wurden Zugversuche an Einzelwurzeln und Wurzelbündeln und Wurzelaufgrabungen durchgeführt.

In 2021, a willow bush mattress was installed in a test basin. After a 23-week growth phase, tensile tests were carried out on individual roots and root bundles, and roots were excavated.

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Simulationsdaten
Open Data

Nordsee: Jahr der Maximalhöhe der Gewässersohle
Aktualität der Daten: 01.01.1812 bis 31.12.2024

In den Geowissenschaften beschreibt eine Topographie die Erdoberfläche. In aquatischen Systemen wird der Begriff oft synonym zum Begriff “Bathymetrie” für die Höhenlage der Gewässersohle verwendet. Die Maximalhöhe (zmax) bezeichnet die höchsten jemals erfassten Höhenlagen der Gewässersohle (bezogen auf mNHN, Tiefen sind negativ).

Datenerzeugung: Die Datengenerierung erfolgt auf Basis einer umfassenden Aggregation historischer See- und Landvermessungsdatenbestände aus dem Zeitraum 1812-2024, die unterschiedliche Höhensysteme, Messmethoden und Genauigkeiten umfassen. Für jeden Rasterknoten eines Rastergrids wird anschließend eine zeitliche Punktwolke aller relevanten Messungen aufgebaut. Im Rahmen der Vermessungskampagnen erfolgt die Übertragung der vorliegenden nähesten Messpunkte auf die Rasterpunkte mittels räumlicher Interpolationsverfahren. Abschließend wird durch eine algorithmische Auswertung der Zeitreihen der höchste jemals erfasste Höhenwert identifiziert und als Z-Werte gesetzt.

Produkt: Es wird ein gerastertes topographisches Modell in der 12 Seemeilen Zone des Wattenmeers (NL, DE, DK) mit einer Rasterauflösung von 10 m als GeoTIFF bereitgestellt. Es repräsentiert nicht die absoluten historischen physikalischen Maxima an jeder Rasterknotenposition, sondern den höchsten in den Vermessungsdaten erfassten Wert pro Rasterknotenposition.

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Simulationsdaten
Open Data

Nordsee: Maximalhöhe der Gewässersohle
Aktualität der Daten: 01.01.1812 bis 31.12.2024

In den Geowissenschaften beschreibt eine Topographie die Erdoberfläche. In aquatischen Systemen wird der Begriff oft synonym zum Begriff “Bathymetrie” für die Höhenlage der Gewässersohle verwendet. Die Maximalhöhe (zmax) bezeichnet die höchsten jemals erfassten Höhenlagen der Gewässersohle (bezogen auf mNHN, Tiefen sind negativ).

Datenerzeugung: Die Datengenerierung erfolgt auf Basis einer umfassenden Aggregation historischer See- und Landvermessungsdatenbestände aus dem Zeitraum 1812-2024, die unterschiedliche Höhensysteme, Messmethoden und Genauigkeiten umfassen. Für jeden Rasterknoten eines Rastergrids wird anschließend eine zeitliche Punktwolke aller relevanten Messungen aufgebaut. Im Rahmen der Vermessungskampagnen erfolgt die Übertragung der vorliegenden nähesten Messpunkte auf die Rasterpunkte mittels räumlicher Interpolationsverfahren. Abschließend wird durch eine algorithmische Auswertung der Zeitreihen der höchste jemals erfasste Höhenwert identifiziert und als Z-Werte gesetzt.

Produkt: Es wird ein gerastertes topographisches Modell in der 12 Seemeilen Zone des Wattenmeers (NL, DE, DK) mit einer Rasterauflösung von 10 m als GeoTIFF bereitgestellt. Es repräsentiert nicht die absoluten historischen physikalischen Maxima an jeder Rasterknotenposition, sondern den höchsten in den Vermessungsdaten erfassten Wert pro Rasterknotenposition.

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Simulationsdaten
Open Data

Nordsee: Minimalhöhe der Gewässersohle
Aktualität der Daten: 01.01.1812 bis 31.12.2024

In den Geowissenschaften beschreibt eine Topographie die Erdoberfläche. In aquatischen Systemen wird der Begriff oft synonym zum Begriff “Bathymetrie” für die Höhenlage der Gewässersohle verwendet. Die Minimalhöhe (zmin) bezeichnet die niedrigsten jemals erfassten Höhenlagen der Gewässersohle (bezogen auf mNHN, Tiefen sind negativ).

Datenerzeugung: Die Datengenerierung erfolgt auf Basis einer umfassenden Aggregation historischer See- und Landvermessungsdatenbestände aus dem Zeitraum 1812-2024, die unterschiedliche Höhensysteme, Messmethoden und Genauigkeiten umfassen. Für jeden Rasterknoten eines Rastergrids wird anschließend eine zeitliche Punktwolke aller relevanten Messungen aufgebaut. Im Rahmen der Vermessungskampagnen erfolgt die Übertragung der vorliegenden nähesten Messpunkte auf die Rasterpunkte mittels räumlicher Interpolationsverfahren. Abschließend wird durch eine algorithmische Auswertung der Zeitreihen der niedrigste jemals erfasste Höhenwert identifiziert und als Z-Werte gesetzt.

Produkt: Es wird ein gerastertes topographisches Modell in der 12 Seemeilen Zone des Wattenmeers (NL, DE, DK) mit einer Rasterauflösung von 10 m als GeoTIFF bereitgestellt. Es repräsentiert nicht die absoluten historischen physikalischen Minima an jeder Rasterknotenposition, sondern den niedrigsten in den Vermessungsdaten erfassten Wert pro Rasterknotenposition.

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Simulationsdaten
Open Data

Nordsee: Jahr der Minimalhöhe der Gewässersohle
Aktualität der Daten: 01.01.1812 bis 31.12.2024

In den Geowissenschaften beschreibt eine Topographie die Erdoberfläche. In aquatischen Systemen wird der Begriff oft synonym zum Begriff “Bathymetrie” für die Höhenlage der Gewässersohle verwendet. Die Minimalhöhe (zmin) bezeichnet die niedrigsten jemals erfassten Höhenlagen der Gewässersohle (bezogen auf mNHN, Tiefen sind negativ).

Datenerzeugung: Die Datengenerierung erfolgt auf Basis einer umfassenden Aggregation historischer See- und Landvermessungsdatenbestände aus dem Zeitraum 1812-2024, die unterschiedliche Höhensysteme, Messmethoden und Genauigkeiten umfassen. Für jeden Rasterknoten eines Rastergrids wird anschließend eine zeitliche Punktwolke aller relevanten Messungen aufgebaut. Im Rahmen der Vermessungskampagnen erfolgt die Übertragung der vorliegenden nähesten Messpunkte auf die Rasterpunkte mittels räumlicher Interpolationsverfahren. Abschließend wird durch eine algorithmische Auswertung der Zeitreihen der niedrigste jemals erfasste Höhenwert identifiziert und als Z-Werte gesetzt.

Produkt: Es wird ein gerastertes topographisches Modell in der 12 Seemeilen Zone des Wattenmeers (NL, DE, DK) mit einer Rasterauflösung von 10 m als GeoTIFF bereitgestellt. Es repräsentiert nicht die absoluten historischen physikalischen Minima an jeder Rasterknotenposition, sondern den niedrigsten in den Vermessungsdaten erfassten Wert pro Rasterknotenposition.

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Geodatensatz
Open Data

Historical digital terrain model data of the Weser Estuary (HIWEST)
Aktualität der Daten: 01.01.1966 bis 31.12.2002

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

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