Forschung – Forschungszentrum Küste

Forschungsthemen

Küstenschutzwerke

Große Teile der Weltbevölkerung leben in küstennahen Bereichen, zudem ist die Küste seit jeher ein Anlaufpunkt für Tourismus und Erholung, sowie für Industrie und Landwirtschaft. Küstenschutzbauwerke, wie Deiche, Deckwerke oder Wellenbrecher kommen nicht nur zum Einsatz, um einen Küstenrückgang zu verhindern, sondern vor allem um das dahinterliegende Land, seine Infrastruktur, aber insbesondere die dort lebenden Menschen vor Überflutungen und Sturmflutschäden zu schützen. Dabei sind die Bauwerke extremen Belastungen durch Wellenangriff ausgesetzt und müssen gleichzeitig hohen Sicherheitsstandards genügen. Hierbei helfen vor allem großmaßstäbliche Modellversuche, um die physikalischen Prozesse besser zu verstehen und qualitativ hochwertige Bemessungsmodelle zu entwickeln, beispielsweise zu:

Wellenauflauf und Wellenüberlauf
Druckschlag durch brechende Wellen
Dynamische Wechselwirkungen zwischen Seegang, Bauwerk und Baugrund
Versagensformen und -mechanismen

Projekte im GWK

Forschungsprojekte

Sedimenttransport

Um die natürliche Erosion von sandigen Küsten und Dünen nachhaltig steuern sowie weiche Küstenschutzmaßnahmen, wie Sandauf- und Sandvorspülungen, besser planen zu können, ist ein Verständnis des welleninduzierten Sedimenttransports und seiner zugrundliegenden physikalischen Prozesse unabdingbar. Ebenso ist bei der Planung und Bemessung von Bauwerken, wie Buhnen oder Offshore-Windanlagen, deren Einfluss auf den Sedimenttransport zwingend zu berücksichtigen. Aufgrund der hohen Komplexität der Transportprozesse, können diese bis heute nur durch zum Teil stark vereinfachende Annahmen mathematisch beschrieben werden, so dass die Ergebnisse numerischer Simulationen mit großen Unsicherheiten behaftet sind und viele weitere Laborversuche in ausreichend großem Maßstab erfordern. Forschungsfragen sind dabei z.B.:

Erosions- und Transportmechanismen unter Seegang und Strömung
Strandrückgang und Sandaufspülungen
Dünenabbruch und Dünenverstärkung
Einfluss von Bauwerken auf den Sedimenttransport (Nah- und Fernfeld)

Projekte im GWK

Forschungsprojekte

Ökohydraulik

Besonders im Gezeitenbereich entlang der Küste treten Wechselwirkungen von Biota (Pflanzen und Tieren) mit Wellen und Strömungen auf, die sich in einer Dämpfung der Wellenenergie, einer Änderung der Strömungsrichtung oder in Auswirkungen auf Sedimenttransport und -erosion äußern, weshalb hierbei auch oftmals von Ökosystem-Ingenieuren gesprochen wird. Doch auch andersherum betrachtet, können Änderungen des Sedimentbudgets sich auf die Ansiedlung oder den Erhalt von Pflanzen und Tieren auswirken. Das Forschungsgebiet Ökohydraulik untersucht wie die Leistungen dieser Ökosystem-Ingenieure für den Küstenschutz eingesetzt und in weiche Küstenschutzmaßnahmen integriert werden können. Hierbei sind Laborversuche unabdingbar, um die grundlegenden physikalischen Prozesse besser zu verstehen, beispielsweise:

Wellendämpfung durch Vegetation
Verformung von Pflanzen unter hydrodynamischer Krafteinwirkung
Turbulenz innerhalb und im Umfeld von Pflanzenbeständen und Tierkolonien
Sedimentstabilisierung durch Wurzeln und Detritus

Projekte im GWK

Forschungsprojekte

Maritime Energie

Erneuerbare Energien bieten eine Antwort auf die Herausforderungen des Klimawandels und dem Rückgang der fossilen Brennstoffe. Dabei besitzt die Nutzung von Energie aus dem Bereich Küste und Meer ein großartiges Potential für nachhaltige Energieversorgung. Offshore Windenergieanlagen, Wellenenergiekonverter und Gezeitenkraftwerke, die entweder schwimmend oder statisch am Meeresboden verankert sind, bieten zwar nachhaltige Lösungen, die zugleich aber mit großen Herausforderungen verbunden sind. Mittels hydraulischer Laborversuche können diese Herausforderungen beleuchtet und resultierende Fragen beantwortet werden. Dabei kommt dem Maßstab eine besondere Bedeutung zu, wie beispielsweise bei: