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Simulationsdaten

Donau DAS-Basisdienst MQ

Grundlage der Berechnungen ist das 2D-HN-Modell "Straubing-Vilshofen" (BAW, 2022)

Die Flächendaten sind Berechnungsergebnisse aus zwei-dimensionalen (2D), hydrodynamisch-numerischen (HN) Modellen der BAW. Die 2D-HN-Modellierung liefert eine tiefengemittelte Abbildung des Fließzustands im modellierten Gebiet.
Enthaltene Parameter: Wassertiefe, Fließgeschwindigkeit, Sohlschubspannung

Die Längsschnitte werden aus den Flächendaten auf definierten Längsschnitten aggregiert. Der Parameter wird in einzelnen Segmenten gemittelt und dem segmentzentralen Hektometer zugeordnet. Ein Segment ist seitlich durch die Fahrrinnenränder begrenzt und erstreckt sich in Längsrichtung, vom Hektometer aus, über eine Entfernung von 50 m nach ober- und unterstrom.

Enthaltene Parameter Längsschnitte: Fließgeschwindigkeit, Sedimenttransportkapazität

Die Ermittlung der Sedimenttransportkapazität erfolgte nach dem Ansatz von Meyer-Peter und Müller. Die in die Berechnung einfließende Sohlschubspannung wurde aus der Kornrauheit bestimmt.

Die Abflussrandbedingung der Modelle orientiert sich an den für die Zukunft projizierten Änderungen der Abflusskennwerte (DAS-Basisdienst). Es wird ein Fächer möglicher Abflussänderungen, der die Bandbreite der projizierten Änderungen vollständig umfasst, gerechnet (Abflussfächer) und ausgewertet. Die Rechnungen wurden in fünf-Prozent-Schritten im projizierten Änderungsrahmen für ausgewählte Abflusskennwerte vorgenommen (BAW, 2020).
Weiteres: Grundlage der Berechnungen ist das 2D-HN-Modell "Donau" (BAW, 2015)

Strecke: Do-km 2329,8 – 2249,47
Kalibrierbereich: MNQ – 2MQ
Basisdaten: DGM-W 2011 "Donau"; Aktualisierungen: Sohlpeildaten aus den Jahren 2013 und 2014,
Rauheitsmodell: ATKIS, 2014
Gleichwertiger Wasserstand: RNW1997
Software: Telemac V6.3 R2

Simulationsdaten

Donau DAS-Basisdienst Q20

Grundlage der Berechnungen ist das 2D-HN-Modell "Straubing-Vilshofen" (BAW, 2022)

Die Flächendaten sind Berechnungsergebnisse aus zwei-dimensionalen (2D), hydrodynamisch-numerischen (HN) Modellen der BAW. Die 2D-HN-Modellierung liefert eine tiefengemittelte Abbildung des Fließzustands im modellierten Gebiet.
Enthaltene Parameter: Wassertiefe, Fließgeschwindigkeit, Sohlschubspannung

Die Längsschnitte werden aus den Flächendaten auf definierten Längsschnitten aggregiert. Der Parameter wird in einzelnen Segmenten gemittelt und dem segmentzentralen Hektometer zugeordnet. Ein Segment ist seitlich durch die Fahrrinnenränder begrenzt und erstreckt sich in Längsrichtung, vom Hektometer aus, über eine Entfernung von 50 m nach ober- und unterstrom.

Enthaltene Parameter Längsschnitte: Fließgeschwindigkeit, Sedimenttransportkapazität

Die Ermittlung der Sedimenttransportkapazität erfolgte nach dem Ansatz von Meyer-Peter und Müller. Die in die Berechnung einfließende Sohlschubspannung wurde aus der Kornrauheit bestimmt.

Die Abflussrandbedingung der Modelle orientiert sich an den für die Zukunft projizierten Änderungen der Abflusskennwerte (DAS-Basisdienst). Es wird ein Fächer möglicher Abflussänderungen, der die Bandbreite der projizierten Änderungen vollständig umfasst, gerechnet (Abflussfächer) und ausgewertet. Die Rechnungen wurden in fünf-Prozent-Schritten im projizierten Änderungsrahmen für ausgewählte Abflusskennwerte vorgenommen (BAW, 2020).
Weiteres: Grundlage der Berechnungen ist das 2D-HN-Modell "Donau" (BAW, 2015)

Strecke: Do-km 2329,8 – 2249,47
Kalibrierbereich: MNQ – 2MQ
Basisdaten: DGM-W 2011 "Donau"; Aktualisierungen: Sohlpeildaten aus den Jahren 2013 und 2014,
Rauheitsmodell: ATKIS, 2014
Gleichwertiger Wasserstand: RNW1997
Software: Telemac V6.3 R2

Simulationsdaten

Rhein: Niederrhein DAS-Basisdienst Q20

Grundlage der Berechnungen ist das 2D-HN-Modell "Niederrhein" (BAW, 2017)

Die Flächendaten sind Berechnungsergebnisse aus zwei-dimensionalen (2D), hydrodynamisch-numerischen (HN) Modellen der BAW. Die 2D-HN-Modellierung liefert eine tiefengemittelte Abbildung des Fließzustands im modellierten Gebiet.

Enthaltene Parameter Flächendaten: Wassertiefe, Fließgeschwindigkeit, Sohlschubspannung

Die Längsschnitte werden aus den Flächendaten auf definierten Längsschnitten aggregiert. Der Parameter wird in einzelnen Segmenten gemittelt und dem segmentzentralen Hektometer zugeordnet. Ein Segment ist seitlich durch die Fahrrinnenränder begrenzt und erstreckt sich in Längsrichtung, vom Hektometer aus, über eine Entfernung von 50 m nach ober- und unterstrom.

Enthaltene Parameter Längsschnitte: Fließgeschwindigkeit, Sedimenttransportkapazität

Die Ermittlung der Sedimenttransportkapazität erfolgte nach dem Ansatz von Meyer-Peter und Müller. Die in die Berechnung einfließende Sohlschubspannung wurde aus der Kornrauheit bestimmt.

Die Abflussrandbedingung der Modelle orientiert sich an den für die Zukunft projizierten Änderungen der Abflusskennwerte (DAS-Basisdienst). Es wird ein Fächer möglicher Abflussänderungen, der die Bandbreite der projizierten Änderungen vollständig umfasst, gerechnet (Abflussfächer) und ausgewertet. Die Rechnungen wurden in fünf-Prozent-Schritten im projizierten Änderungsrahmen für ausgewählte Abflusskennwerte vorgenommen (BAW, 2020).

Weiteres: Kalibrierbereich: NQ – MHQ; Basisdaten: DGM-W 2010 "Niederrhein"; Aktualisierungen: Sohlpeildaten aus Mehrzweckpeilung 2015, Flutmulde Rees (BAW, 2015), Eisenbahnbrücke Wesel (DGM 2014), Brückendurchlass an der Gravinsel (2017)
Rauheitsmodell: Teilprodukt des DGM-W „Niederrhein“ 2010
Gleichwertiger Wasserstand: GlW2012
Software: Telemac V6.3 R1

Simulationsdaten

Rhein: Niederrhein DAS-Basisdienst MQ

Grundlage der Berechnungen ist das 2D-HN-Modell "Niederrhein" (BAW, 2017)

Die Flächendaten sind Berechnungsergebnisse aus zwei-dimensionalen (2D), hydrodynamisch-numerischen (HN) Modellen der BAW. Die 2D-HN-Modellierung liefert eine tiefengemittelte Abbildung des Fließzustands im modellierten Gebiet.
Enthaltene Parameter: Wassertiefe, Fließgeschwindigkeit, Sohlschubspannung

Die Längsschnitte werden aus den Flächendaten auf definierten Längsschnitten aggregiert. Der Parameter wird in einzelnen Segmenten gemittelt und dem segmentzentralen Hektometer zugeordnet. Ein Segment ist seitlich durch die Fahrrinnenränder begrenzt und erstreckt sich in Längsrichtung, vom Hektometer aus, über eine Entfernung von 50 m nach ober- und unterstrom.

Enthaltene Parameter Längsschnitte: Fließgeschwindigkeit, Sedimenttransportkapazität

Die Ermittlung der Sedimenttransportkapazität erfolgte nach dem Ansatz von Meyer-Peter und Müller. Die in die Berechnung einfließende Sohlschubspannung wurde aus der Kornrauheit bestimmt.

Die Abflussrandbedingung der Modelle orientiert sich an den für die Zukunft projizierten Änderungen der Abflusskennwerte (DAS-Basisdienst). Es wird ein Fächer möglicher Abflussänderungen, der die Bandbreite der projizierten Änderungen vollständig umfasst, gerechnet (Abflussfächer) und ausgewertet. Die Rechnungen wurden in fünf-Prozent-Schritten im projizierten Änderungsrahmen für ausgewählte Abflusskennwerte vorgenommen (BAW, 2020).
Weiteres: Kalibrierbereich: NQ – MHQ; Basisdaten: DGM-W 2010 "Niederrhein"; Aktualisierungen: Sohlpeildaten aus Mehrzweckpeilung 2015, Flutmulde Rees (BAW, 2015), Eisenbahnbrücke Wesel (DGM 2014), Brückendurchlass an der Gravinsel (2017)
Rauheitsmodell: Teilprodukt des DGM-W „Niederrhein“ 2010
Gleichwertiger Wasserstand: GlW2012
Software: Telemac V6.3 R1

Excel
Messdaten
Open Data

Kalibrierung von Trübungsmessungen am Eider-Sperrwerk im März 2024
Aktualität der Daten: 04.03.2024 bis 08.03.2024

Die Eider unterliegt seit mehreren Jahrzenten einem vermehrten Sedimenteintrag. Dieser beeinträchtigt die Entwässerung des Hinterlandes so wie die Schiffbarkeit des Bundeswasserstraße.
Hinzu kommt der Einfluss langfristiger Veränderungen durch den Klimawandel welcher zu zusätzlichen Herausforderungen in der Entwässerung des Hinterlandes führt. Das Kooperationsprojekt „Zukunft Eider“ wurde geschaffen um Vorarbeiten zu leisten, welche die erforderlichen klimagerechten Anpassungen und Erweiterungen der wasserwirtschaftlichen Anlagen im Einzugsgebiet der Eider ermitteln. Als Teil des Kooperationsprojekts wurde die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) mit der Erstellung einer wasserbaulichen Systemanalyse der Tideeider unter Berücksichtigung des Sedimentmanagements beauftragt. Hierfür hat die BAW ein dreidimensionales, hydrodynamisches numerisches (HN-) Modell der Tide- und Außeneider aufgebaut.
Um dieses 3D-HN-Modell hinsichtlich des Schwebstoffgehalts und -transports zu entwickeln, wurden Trübungsmessungen von Ingenieurbüros, der BAW und vom Wasserstraßen- und Schifffahrtsamt Elbe-Nordsee herangezogen. Für die Umrechnung der Trübungswerte in Schwebstoffgehalt sind die Trübungsmessungen anhand von Wasserproben kalibriert worden. Im März 2024 hat die BAW Wasserproben an dem Binnen- und Außenpegel des Eider-Sperrwerks genommen für die Kalibrierung der dortigen Trübungsmessgeräte des WSA Elbe-Nordsee (über jeweils 2 Halbtiden).

Excel
Excel zip
Messdaten
INSPIRE
Open Data

Steuerrandmessungen Elbe und Jade/Weser 2012
Aktualität der Daten: 09.08.2012 bis 24.10.2012

Die BAW (Bundesanstalt für Wasserbau) führt im Auftrag der WSV (Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes) umfangreiche F&E-Untersuchungen (Forschung- und Entwicklung) zur Klimafolgenforschung sowie zur Auswirkung geplanter Ausbaumaßnahmen an Seeschifffahrtsstraßen durch. Hierfür werden hochauflösende dreidimensionale numerische Simulationsmodelle eingesetzt. Die Aussagefähigkeit und Qualität der Simulationsergebnisse ist hierbei entscheidend von der Güte der Steuerung an den Modellrändern abhängig. Die Modelltopographie (= "Rechengitter") und die verwendeten hydrologischen Bedingungen auf den Modellrändern sollten möglichst einen identischen Zeitraum repräsentieren. Da die Modelltopographien für die Modellgebiete des "Jade-Weser" und des "Elbe" - Modells der BAW im Jahr 2012 neu aufgebaut worden sind, ist im Sommer 2012 ein Messprogramm zur Erfassung der hydrologischen Randbedingungen durchgeführt worden. Zu diesem Zweck hat die BAW - Dienstort Hamburg ein Messnetz aus insgesamt 13 Beobachtungsstationen entlang der Steueränder der numerischen Modellsysteme eingerichtet. Mindestens über den Zeitraum eines "Nipp-Spring-Zyklus" (~ 14 Tage) wurden in verschiedenen Gerätekonfigurationen folgende Parameter gemessen:

CTD-Messungen (Conductivity, Temperature, Depth):
- Wasserspiegelauslenkung (Tidekurve)
- Salinität
- Temperatur
- Trübung (teilweise)

Für Zwecke der Modellvalidierung sind auf einem ca. 10 km parallel in das Modellgebiet verschobenen Rand

ADCP-Messungen (Acoustic Doppler Current Profiler):
- Strömungs- und
- Seegangsmessungen (teilweise)

durchgeführt worden.

Soweit verfügbar sind Daten der von der WSV betriebenen Pegelstationen einbezogen worden. Für meterologische Informationen stehen Daten des DWD zur Verfügung (Quelle: Deutscher Wetterdienst).

Excel zip
Simulationsdaten
INSPIRE
Open Data

TrilaWatt Use-Case: Wo beginnt Watt im Wattenmeer?
Aktualität der Daten: 01.07.2015 bis 01.07.2021

Gezeiten in der Deutschen Bucht führen dazu, dass die Wattgrenzen räumlich und zeitlich variabel sind. Ihr Verlauf verändert sich auf täglichen, monatlichen, jährlichen und dekadischen Zeitskalen und wird zusätzlich von der langfristigen Veränderung von Tide und Bathymetrie überlagert.
Aus den Berechnungen des digitalen Zwillings zum Verlauf von jährlich gemittelten Hochwasser- und Niedrigwasser-Linien können zusammen mit jährlichen Bathymetrien die jahresgemittelten Wattgrenzen bestimmt werden.
In diesem Use-Case wurden Daten des TrilaWatt-Projekts angewendet, um die jahresgemittelte Ausdehnung des Watts im Jahr 2020 zu bestimmen. Die Intertidalfläche ist somit ein Resultat der Verschneidung von Bathymetrie und jährlichen mittleren Tidehoch- und Tideniedrigwasser-Daten des numerischen Modells.
Aus diesen Arbeiten wurden neue Datenprodukte zur topographischen Beschreibung der Gezeitenzone abgeleitet.

English:
In this use case, data from the TrilaWatt project was used to determine the annual extent of tidal flats in 2020. The intertidal area is thus a result of the intersection of bathymetry and annual mean high and low tide data from the numerical model.

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

Literatur:
Lepper, Robert (2024): Wo beginnt Watt im Wattenmeer. https://doi.org/10.18451/trilaw_2024_02

WMS WCS WFS TIFF
Geodatensatz
INSPIRE
Open Data

EasyGSH-DB: Themengebiet - Hydrodynamik
Aktualität der Daten: 01.01.1996 bis 31.12.2015

Das Themengebiet Hydrodynamik von EasyGSH-DB (Erstellung anwendungsorientierter synoptischer Referenzdaten zur Geomorphologie, Sedimentologie und Hydrodynamik in der Deutschen Bucht), ist ein Teil der referenzierbaren, kontinuierlich aufbereiteten Basisdatensatz für die Deutsche Bucht. Unter diesem Metadatensatz werden alle Produkte der Hydrodynamik gelistet und verwiesen.

Produkt:
- EasyGSH-DB: Tidekennwerte des Wasserstandes (TDKW)
- EasyGSH-DB: Tidekennwerte der Strömungsgeschwindigkeit (TDKV)
- EasyGSH-DB: Tidekennwerte des Salzgehaltes (TDKS)
- EasyGSH-DB: Tidekennwerte der Bodenschubspannung (TDKB)
- EasyGSH-DB: Langzeitkennwerte des Wasserstands (LZKW)
- EasyGSH-DB: Langzeitkennwerte des Salzgehaltes (LZKS)
- EasyGSH-DB: Langzeitkennwerte des Seegangs (LZSS)
- EasyGSH-DB: Harmonische Analyse des Wasserstandes (FRQW)
- EasyGSH-DB: Kennwerte des Seegangs (WAVS)

Datenerzeugung:
Die Basis der hydrodynamischen Produkte sind die gerasterteren synoptischen Hydroydnamik Daten aus dem Modell: UnTRIM-SediMorph-Unk bzw. für den Seegang (WAVS) die Modellergebnisse aus Telemac-SWAN.
Verweis auf Datenerzeugeung:
- EasyGSH-DB_synoptische_Hydrodynamik: Modellgrundlage UnTRIM2
- EasyGSH-DB_synoptische_Hydrodynamik: Seegangsparameter SWAN

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

English:
The subject area hydrodynamics of EasyGSH-DB (creation of application-oriented synoptic reference data on geomorphology, sedimentology and hydrodynamics in the German Bight), is part of the referenceable, continuously processed basic data set for the German Bight. All hydrodynamics products are listed and referenced under this metadata set.

Data generation:
The basis of the hydrodynamic products are the gridded synoptic hydrodynamics data from the model: UnTRIM-SediMorph-Unk or for the sea state (WAVS) the model results from Telemac-SWAN.

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.

WMS WCS WFS TIFF
Simulationsdaten
INSPIRE
Open Data

TrilaWatt Use-Case: Tide-Laufzeitverschiebung zur Optimierung von Befliegungen
Aktualität der Daten: 01.01.2015 bis 31.12.2022

Die Vermessung von Topographie mittels Laserscanbefliegung (ALS) ist eine etablierte und effiziente Methode zur großflächigen Erfassung von Höhendaten mit hoher Genauigkeit. Im deutschen Wattenmeer wird ALS häufig zur Vermessung der topographischen Höhen im Wattenmeer eingesetzt, z. B. bei jährlichen Messkampagnen im Bereich der Außenelbe. Die Vermessung unterhalb der Wasseroberfläche ist für Laserscanmessinstrumente jedoch herausfordernd aufgrund von Trübung im Wasser. Daher erbringen beflogene Höhenvermessungen insbesondere auf vorübergehend trockenen Gebieten wie beispielsweise Watt oder Salzmarschen die besten Ergebnisse. Um die räumliche Abdeckung einer Befliegung zu maximieren, wurden in diesem Use-Case die räumlich variablen Eintrittszeiten des Tideniedrigwassers aus numerischen Modelldaten abgeleitet, um so die Planung einer Befliegungsroute auf minimale Wasserstände zu optimieren.

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

Literatur:
Lepper, Robert (2024): Tide-Laufzeitverschiebung zur Optimierung von Befliegungen. https://doi.org/10.18451/trilaw_2024_01.

TIFF
Simulationsdaten
INSPIRE
Open Data

EasyGSH-DB: Harmonische Analyse des Wasserstandes (FRQW)
Aktualität der Daten: 01.01.1996 bis 31.12.2015

Harmonische Analyse der Gezeiten: Für jeden Ort sind auf Grund der dynamischen Theorie der Gezeiten zunächst einmal nur die Perioden der Partial- oder Teiltiden bekannt, nicht aber deren Amplitude und Phase. Aus Gezeitenbeobachtungen oder den Ergebnissen numerischen Simulationsrechnungen können, falls hinreichend lange Zeitreihen des Wasserstandes vorliegen, beide Unbekannte (Amplitude und Phase) abgeleitet werden. Dieses Verfahren wird Harmonische Analyse der Gezeiten genannt. Das Verfahren der Harnonischen Analyse ist eine spezielle Form der Fourierzerlegung einer Zeitreihe. Sind die Amplituden und Phasen der Partialtiden eines Ortes bekannt so kann mittels Harmonischer Synthese der Gezeiten, d.h. Summation der Partialtiden, eine Vorhersage des Wasserstandes für einen vorgegebenen Zeitraum erfolgen.

Motivation:
Die Berechnung und graphische Darstellung von Amplitude und Phase der Partialtiden des Wasserstandes dient der Beschreibung des Systemverhaltens in den durch die Gezeitendynamik dominierten norddeutschen Küstengewässer und Ästuarien. Ein Vergleich zwischen aus Gezeitenbeobachtungen und numerischen Modellrechnungen abgeleiteten Werten für Amplitude und Phase der analysierten Partialtiden bietet ein qualtitativ hochwertiges Instrument für die Verifikation von Modellverfahren, da hierbei Gezeitenspektren einander gegenübergestellt werden und somit Abweichungen in bezug auf Amplitude und Phase präzise quantifiziert werden können. Eine genaue Beschreibung der Analysemodi befindet sich im BAWiki (http://wiki.baw.de/de/index.php/Harmonische_Analyse_des_Wasserstands).

Metadaten:
Dieser Metadatensatz gilt als Elterndatensatz für die spezifizierten Metdatensätze:
- EasyGSH-DB_FRQW: M2 - Amplitude und Phase (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.

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.

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