Strandprofilentwicklung unter Sturmflutseegang : Methodik für großmaßstäbliche 2D-Experimente und Berechnungsansätze -

Newe, Jürgen

Für die Beurteilung der Wirksamkeit von Hochwasserschutzdünen bei einer Sturmflut sind fundierte Kenntnisse der Interaktion zwischen hydro- und morphodynamischen Prozessen in der Brandungszone erforderlich. Hierzu tragen zum großen Teil Ergebnisse experimenteller Laboruntersuchungen bei, da sie im Gegensatz zu Naturuntersuchungen unter kontrollierten Bedingungen durchgeführt werden können. In der Vergangenheit hat sich gezeigt, dass die Ergebnisse kleinmaßstäblicher Modelle nur bedingt auf die Natur übertragbar sind. Ursache hierfür sind Maßstabseffekte, die sich hauptsächlich auf die Mobilisierung und den Transport des Sedimentes auswirken. Seit dem Bau von Großversuchseinrichtungen - wie z.B. der Wellenkanäle am Forschungszentrum Küste (FZK) in Hannover oder bei Delft Hydraulics in den Niederlanden - ist es jedoch möglich, die genannten Maßstabseffekte zu minimieren. Analysen der weltweit in großmaßstäblichen Wellenkanälen durchgeführten Untersuchungen zu Strand- und Dünenausräumungen haben ergeben, dass diese bislang nicht nach einheitlichen Methoden geplant, durchgeführt und ausgewertet werden. Daraus wurde die Notwendigkeit abgeleitet, Empfehlungen für eine systematische Methodik zu entwickeln, um künftig allgemein anwendbare Aussagen zur Strandprofilentwicklung unter Sturmflutbedingungen treffen zu können. In einem weiteren Schwerpunkt werden Ansätze zur Berechnung des Brechpunktes und des Wellenauflaufes sowie des Küstenquertransportes und der daraus resultierenden Profilveränderung, deren Hinzuziehung sich als Hilfswerkzeug für die Planung von Modellversuchen empfiehlt, überprüft und weiterentwickelt.

A well founded knowledge of the interaction between hydrodynamic and morphodynamic processes in the surf zone is required for the assessment of the performance of coastal protection dunes during storm surges. To a large extent this knowledge is based on results of experimental laboratory tests, which in contrast to field investigations, can be conducted under controlled conditions. In the past, it has been proved that the results of small scale experiments are not always transferable to natural conditions. This is due to scale effects, mainly related to the mobilization and transport of sediment. However, since large scale research facilities - e.g. the large wave flumes at the Coastal Research Centre in Hannover or at Delft Hydraulics in the Netherlands - have been built, scale effects can be significantly reduced. Analyses of beach and dune erosion tests, carried out in large wave flumes worldwide, have shown that still no uniform methods for the design, execution, and analysis of these investigations have been established. This implies the necessity to develop recommendations for a systematic methodology in order to be able to meet generally applicable statements on beach profile evolution under storm surge conditions in the future. Another main goal of the thesis is the verification and further development of prediction models for wave breaking and runup as well as for cross-shore transport and beach profile changes. The application of these models is recommended as tools for the design of laboratory experiments.

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Newe, Jürgen: Strandprofilentwicklung unter Sturmflutseegang : Methodik für großmaßstäbliche 2D-Experimente und Berechnungsansätze -. 2004.

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