Morphodynamik in der Brandungszone sandiger Küsten : Konzentrationsverteilung suspendierter Sedimente

Peters, Karsten

Die komplexen Interaktionen von hydrodynamischen Prozessen (Seegangs- und Strömungs- zustände), morphodynamischen Prozessen (Sedimentmobilisierung und -transport) und sedimentologischen Prozessen (Sedimentsortierung) im sandigen Küstenprofil sind für kurz- und langfristige Veränderungen der Morphologie verantwortlich. Insbesondere Ereignisse mit erhöhter Seegangsbelastung (z.B. Sturmbedingungen) verursachen kurzzeitig erhebliche Profil- veränderungen, wobei der Sedimenttransport in Suspension innerhalb der Brandungszone von entscheidender Bedeutung ist für den küstennormalen und -parallelen Gesamttransport. Zur Quantifizierung der Suspensionsverteilung innerhalb und außerhalb der Brandungszone wurde ein für die Ingenieurpraxis geeigneter und anwendbarer Berechnungsansatz entwickelt. Anhand des Schrifttums wurden die komplexen Wechselwirkungsmechanismen der ablaufenden hydro- und morphodynamischen sowie sedimentologischen Prozesse entlang eines Sandprofils untersucht und aufgezeigt. Auf der Grundlage von großmaßstäblichen Experimenten im Großen Wellenkanal (GWK) in Hannover konnten umfangreiche Daten der Hydro- und Morphodynamik, Sedimentologie und Morphologie gewonnen werden, mit deren Hilfe die theoretisch beschriebene Systematik der Variabilität der zeitgemittelten Konzen- trationsverteilung entlang des Sandprofils belegt und die relevanten Prozesse parametrisiert werden konnten. Ausgehend von theoretischen und dimensionsanalytischen Betrachtungen wurde ein neuer Berechnungsansatz zur Beschreibung der zeitgemittelten Konzentrationsprofile entwickelt, der anhand von gewonnenen GWK-Versuchsdaten formuliert und anhand verfügbarer Labor- und Naturdaten verifiziert wurde. Dieser neuentwickelte Ansatz zeichnet sich unter Berücksichtigung signifikanter Einflüsse aus Hydrodynamik, Morphologie und Sedimentologie durch seine physikalisch bedeutungsvollen Parameter und seine einfache Anwendbarkeit aus.

The complex interactions of hydrodynamic processes (waves and currents), morphodynamic processes (sediment mobilization and transport) and sedimentological processes (sediment sorting) along sandy profiles are responsible for short-term and long-term changes of the coastal morphology. Especially storm events with increased wave impact cause significant short-term profile changes, in which the sediment transport in suspension in the surf zone is of decisive importance for the cross-shore and longshore sediment transport. For the quantification of the sediment distribution outside and inside the surf zone a calculation approach for engineering use was developed. With respect to literature the complex interacting mechanisms of the hydro- and morpho- dynamic as well as sedimentological processes along the beach profile were investigated. Within large scale experiments in the Grosser Wellenkanal (GWK) in Hanover a considerable basis of hydro- and morphodynamic, sedimentological and morphological data sets was gained. Considering this data base the time-averaged concentration profile with its characteristic variability in cross-shore direction was described and relevant processes were parameterized. By means of theoretical considerations and dimensional analysis a new approach for the description of the mean concentration profile was developed with respect to the gained GWK- data sets. This new approach distinguishes itself by the considered influences of the hydrodynamics, the morphology and the sedimentology, by the physical foundation of the parameters and by its simple application.

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Peters, Karsten: Morphodynamik in der Brandungszone sandiger Küsten : Konzentrationsverteilung suspendierter Sedimente. 2000.

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