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MUSTOK - Modellgestützte Untersuchungen zu Sturmflutereignissen an der Deutschen Ostseeküste


Laufzeit:

01.07.2005 bis 30.09.2008

Koordination:

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Jensen (jensen@fb10.uni-siegen.de )

Universität Siegen
Forschungsinstitut Wasser und Umwelt (fwu)
Paul-Bonatz-Str. 9-11
57076 Siegen

Förderer:

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) (http://www.bmbf.de )

Förderkennzeichen:  03 KIS 52-54

Fachliche Begleitung:

Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI) (http://kfki.baw.de )

Unterprojekte:

  • MUSE Ostsee - Modellgestützte Untersuchungen zu Sturmhochwasserständen mit sehr geringen Eintrittswahrscheinlichkeiten an der Deutschen Ostseeküste (03 KIS 52)
  • SEBOK A - Seegangsbelastung Ostseeküste - Entwicklung von Methoden zur Bestimmung maßgeblicher Bemessungsparameter für Küstenschutzanlagen - Bemessungsseegang (03 KIS 53)
  • SEBOK B - Seegangsbelastung Ostseeküste - Entwicklung von Methoden zur Bestimmung maßgeblicher Bemessungsparameter für Küstenschutzanlagen - Ermittlung hydrodynamischer Eingangsdaten (03 KIS 54)

Projektpartner:

Ziel MUSE Ostee:

Das Ziel des Teilvorhabens MUSE Ostsee im Verbundprojekt MUSTOK ist die Abschätzung physikalisch höchstmöglicher Sturmflutwasserstände an der Deutschen Ostseeküste und die Ermittlung der zugehörigen Eintrittswahrscheinlichkeit.
Bei der Bearbeitung sind zunächst die Kriterien für die Entstehung von Sturmhochwasserständen an der Deutschen Ostseeküste zu definieren, was aufgrund der Struktur der Ostsee (semi-closed sea) zu komplexen Wettersituationen führt. Der DWD wird mit Hilfe atmosphärischer Modelle physikalisch konsistente Sturmflutwetterlagen simulieren. Das GKSS wird die Zugbahnen der Sturmzyklonen physikalisch konsistent variieren, um somit auch besondere Effekte der Ostsee (Sturmhochwasser durch Schwingungen der Wassermassen) zu erfassen. Das BSH wird mit Hilfe des operationellen Wasserstandsvorhersagemodells Wasserstand und Strömung berechnen. Die statistische Einordnung dieser Daten und der beobachteten Daten obliegt der fwu, der aufgrund der besonderen Datenstruktur eine besondere Bedeutung zukommt.
Die Ergebnisse sind im Hinblick auf aktuelle Fragestellungen zu einer möglichen Klimaänderung und den Schadenspotenzialen in gefährdeten Bereichen zu verwerten.

Ziel SEBOK A:

Entwicklung einer Methode zur Bestimmung von örtlich relevantem Sturmflutseegang, auf Basis einer Einschätzung des im Sturmflutfall unmittelbar vor Küstenschutzbauwerken auftretenden Seegangs und Wasserstands. Dabei werden Modelle verschiedener räumlicher Skalierung (Ostsee, Regional, Lokal) gekoppelt. Die Methode zur Bestimmung von maßgebendem Sturmflutseegang und - wasserstand unmittelbar vor Küstenschutzbauwerken soll in drei Phasen entwickelt werden:

  • Untersuchung und Bestimmung der Abhängigkeiten von Wettersystem-zuständen zu signifikanten Wasserstandsereignissen der vergangenen 40 Jahre aus den voraussichtlich Ende 2002 bereitstehenden Reanalyserechnungen des EZMW. Reduzierung der wesentlichen Wetterszenarien auf möglichst wenige maßgebende Sturmflutszenarien.
  • Entwicklung eines Modellsystems zur Bestimmung von zu den Szenarien zugehörigen überörtlichen, örtlichen Wasserständen und Seegangsereignissen.
  • Anwendung der Methode

Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens bieten die Möglichkeit der Abschätzung von Eintrittshäufigkeiten kennzeichnender Seegangsparameter im Küstengebiet beispielsweise für Rückschlüsse auf die Dauerbelastung von Bauwerken im Küstengebiet.

Ziel SEBOK B:

Ziel der Untersuchungen im Vorhaben SEBOK B ist die Entwicklung, Verifikation und Anwendung einer Methodik zur Ermittlung maßgebender hydrodynamischer Eingangsdaten als Grundlage für den Entwurf und die Bemessung von Küsten- und Hochwasserschutzbauwerken im Bereich der deutschen Ostseeküste.

  • Ermittlung der Datengrundlage.
    Untersuchungen zur Definition von Bemessungsdaten.
  • Statistische Analysen der Eingangsdaten für räumlich übergeordnete Küstenabschnitte.
  • Untersuchungen zur Festlegung von Bemessungsgrößen für ausgewählte Küsten- und Hochwasserschutzbauwerke unter Berücksichtigung administrativer Vorgaben der Küstenländer und wirtschaftlicher Rahmenbedingungen.

Vergleich der in den Teilvorhaben MUSE Ostsee und SEBOK A entwickelten methodischen Ansätze.

Abschlussberichte

Abschlussbericht 0.0 - Einleitung (PDF-Download, 0,2 MB)

Abschlussbericht 1.1 - DWD (PDF-Download, 5,0 MB)

Abschlussbericht 1.1 - DWD (Ergänzung) (PDF-Download, 0,2 MB)

Abschlussbericht 1.2 - GKSS (PDF-Download, 3,4 MB)

Abschlussbericht 1.3 - BSH (PDF-Download, 3,3 MB)

Abschlussbericht 1.4 - Universität Siegen, fwu (PDF-Download, 3,5 MB)

Abschlussbericht 2.1 - DWD (PDF-Download, 2,3 MB)

Abschlussbericht 2.2 - Universität Kiel, FTZ (PDF-Download, 3,7 MB)

Abschlussbericht 3.1 - Universität Rostock (PDF-Download, 5,8 MB)

MUSTOK-Workshop "Sturmflutgefährdung der Ostseeküste":

04. - 05. März 2008,
Universität Rostock, Justus-v.-Liebig-Weg 6, 18059 Rostock
 
Die Küstengebiete der Nordsee sind seit der Februarflut 1962 von katastrophalen Sturmfluten mit Überschwemmungen und großen Sachschäden verschont geblieben und die der Ostsee seit der Novemberflut 1872. Trotzdem treten in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen schwere oder sehr schwere Sturmfluten an der Deutschen Ostseeküste auf, an die die Küstenschutzsysteme und das Küstenzonenmanagement angepasst werden müssen. Für das Küsteningenieurwesen und die Katastrophenabwehr sind insbesondere Kenntnisse über höchstmögliche extreme Sturmfluten und Seegangsverhältnisse und sich daraus ableitende Bemessungsparameter an der Deutschen Ostseeküste von größter Bedeutung. In den Jahren 2005 bis 2008 wird das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und  Kuratorium für Forschung im Küsteningenieurwesen (KFKI) geförderte Verbundprojekt "Modellgestützte Untersuchungen zu extremen Sturmflutereignissen an der Deutschen Ostseeküste (MUSTOK)" durchgeführt. Das Verbundprojekt MUSTOK wird vom Forschungsinstitut Wasser und Umwelt (fwu) der Universität Siegen (Koordinator), dem Deutschen Wetterdienst (DWD), dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH), dem GKSS Forschungszentrum Geesthacht, den Universitäten Kiel und Rostock, dem  Staatlichen Amt für Umwelt und Natur (StAUN) Rostock und dem Amt für ländliche Räume (ALR) Kiel in enger Kooperation bearbeitet.

Am 04. und 05. März 2008 sind die bis dahin erarbeiteten Ergebnisse in einem Workshop mit dem Titel "Sturmflutgefährdung der Ostseeküste" an der Universität Rostock mit Fachkollegen aus Theorie und Praxis, Entscheidungsträgern aus Politik und Verwaltung sowie interessierten Bürgerinnen und Bürgern diskutiert worden.

Schriftfassungen der Beiträge zum MUSTOK-Workshop