Zaunartige, durchlässige Küstenschutzbauwerke werden zunehmend im Küsteningenieurwesen eingesetzt, um Wellen zu dämpfen und Küstenlinien zu stabilisieren. Trotz ihrer wachsenden Bedeutung vor allem im Bereich Nature based Solutions und zur Wiederherstellung von Ökosystemen im Küstenraum (bspw. Seegras), ist das Verständnis der welleninduzierten Belastungen auf quasi-zweidimensionale, durchlässige Strukturen bislang begrenzt.
Methodik:
In der Studie wurden Prototypversuche im Wellenkanal des Ludwig-Franzius-Institut durchgeführt, bei denen vollständig eingetauchte Weidenzäune unterschiedlicher Durchlässigkeit regulären Wellen ausgesetzt wurden. Die Versuche deckten Wasserstände vom Flach- bis zum Übergangsbereich ab. Mit der Weighted Least Squares Methode wurden im Rahmen der Morison-Gleichung die Widerstands- und Trägheitsbeiwerte (CD und CM) bestimmt.
Ergebnisse:
Die Ergebnisse zeigen, dass die hydrodynamische Belastung der untersuchten Strukturen eindeutig von Widerstandskräften dominiert wird, während Trägheitskräfte bei durchlässigen Zaunstrukturen nur eine untergeordnete Rolle spielen. Auf Basis einer Regressionsanalyse wurde ein neues empirisches Modell entwickelt, welches den Widerstandsbeiwert in Abhängigkeit der Reynolds-Zahl und der Durchlässigkeit beschreibt. Das entwickelte Modell ermöglicht eine zuverlässige Abschätzung der Widerstandsbeiwerte und stellt damit ein praxisnahes Werkzeug zur schnellen Bestimmung welleninduzierter Kräfte auf vollständig eingetauchte, quasi-zweidimensionale Küstenschutzbauwerke dar.
Paper:
Kamperdicks, L., Kerpen, N., Wynants, M., Bischoff, C., Schlurmann, T., Paul, M. (2026), Wave-induced forces on submerged permeable fence-like structures: prototype-scale experiments and empirical model. Applied Ocean Research, 174 (105193), https://doi.org/10.1016/j.apor.2026.105193
