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Durchführung von Strömungsmessungen mittels Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) in der Jade

Supervisor:Prof. Dr.-Ing. habil Torsten Schlurmann
Researcher:Dipl.-Ing. Anna Zorndt, Dipl.-Ing. Knut Krämer, Dipl.-Ing. Nannina Horstmann, Dr.-Ing. Nils Goseberg
Duration:Mai 2013 - Juni 2013
Funded by:ARGE Sohlsicherung - Herstellung des Kolkschutzes an der Niedersachsenbrücke
Bild Durchführung von Strömungsmessungen
mittels Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)
in der Jade Bild Durchführung von Strömungsmessungen
mittels Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)
in der Jade

Bild Durchführung von Strömungsmessungen
mittels Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP)
in der Jade

Im Kopfbereich der Niedersachsenbrücke südlich des Jade-Weser-Ports entstehen insbesondere bei Ebbstrom große Strömungsgeschwindigkeiten, wodurch die eingebaute Sohlsicherung vor der Spundwand verdriftet ist. Es stellte sich somit die Frage nach dem räumlichen Strömungsfeld, das sich aufgrund der lokalen geometrischen Gegebenheiten sowie in Abhängigkeit von der Tidephase einstellt. Hierfür erfolgte die Ermittlung des räumlich-zeitlich variierenden Strömungsfeldes mithilfe von bootsgestützten Strömungsmessungen mittels ADCP (Acoutic Doppler Current Profiler) zur Erfassung der vertikalen Verteilung der Strömungsgeschwindigkeiten.

Die Messungen erfolgten innerhalb eines Tidezyklus von Niedrigwasser
(Tnw1) bis Niedrigwasser (Tnw2), um die maximalen Strömungsgeschwindigkeiten
während des Ebb- und Flutstromes erfassen zu können. Zur Erfassung der Strömungsgeschwindigkeiten erfolgten die Messungen östlich des südlichen Kopfes
der Niedersachsenbrücke auf sechs zuvor festgelegten Profilen, welche in eine Länge von etwa 70 m und einen Abstand von ca. 25 m hatten.

Obwohl die Messungen in einem nicht-stationären Regime mit einem räumlich teils komplexen Strömungsfeld durchgeführt wurden, wird für die Zusammenfassung der Einzelprofile zur Profilgruppen wegen der kurzen Zeitlichen Abfolge ein annähernd stationärer Strömungszustand vorausgesetzt.

Die Auswertung der gewonnenen ADCP-Daten der insgesamt 73 Messungen erfolgte unter Verwendung von MATLAB-Routinen, wobei die Daten mit den GPS-Informationenvom lokalen Instrumentenkoordinatensystem in ein globales Lat-Lon-Koordinatensystem transformiert und verzerrungsfrei dargestellt wurden.

Bei der Auswertung ergab sich das die Strömungsgeschwindigkeiten bei Ebbstrom größer ausfallen als bei Flutstrom, was auf die ungleichmäßige räumliche Verteilung des Ebbstroms im Untersuchungsgebiet zurückzuführen ist.

Abb. 1: Flutstrom - Vektorielle Darstellung tiefengemittelter Strömungsgeschwindigkeiten

Abb. 2: Ebbstrom - Vektorielle Darstellung tiefengemittelter Strömungsgeschwindigkeiten

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