Anwendungsfälle
Der digitale Zwilling des trilateralen Wattenmeeres in den Küstengebieten Deutschlands, der Niederlande und Dänemarks kann für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt werden, für die umfassende Langzeitdaten zur Bathymetrie, Sedimentologie, Hydrodynamik und Morphodynamik erforderlich sind.
Durch die Integration und Analyse umfangreicher konsistenter Daten werden fundierte Aussagen über physikalische Prozesse und Entwicklungen im wichtigen Weltnaturerbe-Ökosystem ermöglicht.
Alle Analysen, die aus der numerischen Modellierung abgeleitet werden, sind kostenfrei nach den FAIR Grundsätzen als jahresgemittelte Tidekennwerte referenzierbar und auffindbar. Die Datenprodukte und ihre Metadaten können über den Datenviewer heruntergeladen werden.
Hier sind einige Szenarien mit Anwendungen von TrilaWatt Datenprodukten in unterschiedlichem Kontext:
- Unterstützung der wissenschaftlichen Forschungdurch Bereitstellung breit gefächerter Daten und Simulationsmöglichkeiten.
- Durchführung von Langzeitstudien, Analyse von Umweltveränderungenund Erforschung hydrodynamischer und ökologischer Prozesse.
1. Wo beginnt Watt im Wattenmeer?
3. Referenzdaten und Web-GIS für das MSRL Berichtswesen
4. Neue Werkzeuge und Daten zur Trassierung von Kabeln und Pipelines im Wattenmeer
6. Tide-Laufzeitverschiebung zur Optimierung von Befliegungen
| 1. Wo beginnt Watt im Wattenmeer? |
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Die Gezeiten in der Deutschen Bucht führen dazu, dass die Wattgrenzen räumlich und zeitlich variabel sind. Ihre Ausprägung und Verlauf verändern sich auf täglichen, monatlichen, jährlichen und dekadischen Zeitskalen. Zusätzlich werden diese Prozesse von mittel- bis langfristigen Veränderungen 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.
| 2. Web-GIS gestützte Habitatklassifizierung. Vorstellung des Parameterschnittmengenkalkulators (PANDA) |
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Biologische Lebensräume hängen von verschiedenen Eigenschaften ab, wie z. B. Überschwemmung, Salzgehalt, Strömungsgeschwindigkeit, Scherspannung oder Turbulenz. Zur Unterstützung bei der Identifizierung von Lebensräumen oder anderen Interessensgebieten mit spezifischen Eigenschaften wurde die Funktionalität zur Parameter-Verschneidung als webbasierte WPS-Funktionalität entwickelt. Diese Funktion verschneidet Parameter-Daten on-the-fly und bietet eine Download-Option für das Ergebnis.
| 3. Referenzdaten und Web-GIS für das MSRL Berichtswesen |
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Das TrilaWatt-Konsortium hat mit einer Arbeitsgruppe der deutschen Verwaltung zusammengearbeitet, um die deutschen und europäischen Berichtspflichten mit Daten-Analysen zu unterstützen, z. B.:
- Unterstützung bei der Planung und Bewertung von Bau- und Entwicklungsprojekten im Küstenbereich
- Simulation der potenziellen Auswirkungen von Bauprojekten auf die Umwelt und die Küstendynamik als Grundlage für nachhaltige Entscheidungen
| 4. Neue Werkzeuge und Daten zur Trassierung von Kabeln und Pipelines im Wattenmeer |
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Die Verlegung von Kabeln für Offshore-Windparks oder Pipelines erfordert detaillierte Kenntnisse der Bathymetrie und Morphodynamik in Küstennähe, da starke Erosion diese kritische Infrastruktur gefährden kann. Mit dem Feedback des North Sea Energy-Programms (https://north-sea-energy.eu/en/programme/) wurde eine webbasierte WPS-Funktionalität entwickelt, um den tiefsten bathymetrischen Wert aus der Datenbasis entlang eines benutzerdefinierten Transekts abzuschätzen und so bei dieser kritischen Aufgabe zu unterstützen. Die zur optimalen Planung des Bauablaufes erforderlichen Daten für. Wasserstand, Strömung und Seegang sind ebenfalls verfügbar.
Morphologischer Raum (2015-2021)
| 5. Tideenergie als Ressource |
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Gezeiten entstehen als langperiodische Oberflächenwellen auf unseren Weltmeeren in Folge der periodischen und konstanten Gravitationskräfte von Erde, Mond und Sonne. Im Wattenmeer sind Gezeiten überwiegend halbtägig und mesotidal, weshalb die Forschung Tideenergie zuletzt als vielversprechende Ergänzung zur herkömmlichen Stromversorgung untersucht hat (Alday and Lavidas, 2024; Korte et al., 2024).
Zur Unterstützung dieser Forschungsarbeiten wurden im Rahmen dieses TrilaWatt Use-Cases weitere Datenprodukte entwickelt, um das Tideenergiepotenzial besser einschätzen zu können. Literatur: Lepper, R.; Plüß, A. (2024): Tideenergie als Ressource. https://doi.org/10.18451/trilaw_2024_03.
Jahres- und tiefen-gemittelte Strömungsgeschwindigkeit
| 6. Tide-Laufzeitverschiebung zur Optimierung von Befliegungen |
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Die Vermessung von Topografie mittels Laserscanbefliegung (ALS) ist eine etablierte und effiziente Methode zur großflächigen Erfassung von Höhendaten mit hoher Genauigkeit. Im deutschen Wattenmeer wird ALS häufig bei jährlichen Messkampagnen im Bereich der Außenelbe eingesetzt. Aufgrund der Wassertrübung ist die Vermessung unterhalb der Wasseroberfläche für Laserscanmessinstrumente jedoch eine Herausforderung.
Daher liefern beflogene Höhenvermessungen insbesondere auf vorübergehend trockenen Gebieten wie 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 optimale Planung einer Befliegungsroute bezüglich der minimalen Wasserstände zu erhalten.
Literatur: Lepper, Robert (2024): Tide-Laufzeitverschiebung zur Optimierung von Befliegungen.
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