Ermittlung der Seegangsbelastung für Helgoländer Molenbauwerke: Fid-Bau Portal

Ermittlung der Seegangsbelastung für Helgoländer Molenbauwerke

Vierfuss, U.

Für die Molen des Schutz- und Sicherheitshafens Helgoland lagen aktuelle Bemessungsgrundlagen nicht vor. Im Auftrag des WSA Tönning hat die BAW die seegangsbedingte Bauwerksbelastung mit den heutigen Kenntnissen und Methoden neu ermittelt. Dazu werden die folgenden drei grundsätzlichen Bearbeitungsschritte ausführlich dargestellt: (1) Betrachtung der gesamten Nordsee (einschl. eines Teils des Nordatlantik): Berechnung des Seegangsklimas für das Helgoländer Seegebiet (Hindcast) und Ermittlung des Bemessungsseegangs durch Extremwertanalysen. (2) Betrachtung des Helgoländer Seegebiets: Modellierung der Seegangsumformung auf dem Helgoländer Felssockel und Berechnung der Seegangsparameter an Referenzpunkten in Bauwerksnähe.(3) Betrachtung des Systems Welle-Bauwerk: Ermittlung der Drücke und Kräfte auf die Ufer- und Molenbauwerke. Weiter werden die Ergebnisse erster Standsicherheitsberechnungen vorgestellt und bewertet. Für die Extremwertanalyse von Seegangsdaten, auf deren Grundlage Bemessungswerte für die Standsicherheit von Bauwerken ermittelt werden sollen, werden langfristige, homogene Datensätze benötigt. Entsprechend dem Stand der Wissenschaft wurde das Seegangsklima mit Hilfe eines Seegangsmodells ermittelt, das durch zeitlich und räumlich veränderliche Windfelder angetrieben wurde. Eingesetzt wurde das Flachwasser-Seegangsmodell HYPAS (HYbrid PArametrical Shallow Water Wave Model). Als aktuelles Seegangsmodell der dritten GENERATION wurde das Modellsystem SWAN (Simulating WAves Nearshore) der Delft University of Technology eingesetzt. Es berechnet zweidimensionale Energiedichtespektren auf Grundlage der Energietransportgleichung. Es berücksichtigt den Energieeintrag durch Wind und die Seegangsumformung durch Refraktion, Shoaling, Strömung, Wellenbrechen (White-capping und tiefenbedingtes Brechen), die nichtlinearen Wechselwirkungen zwischen den Wellen (triads, quadruplets interaction) und Bodenreibung. Darüber hinaus kann die Transmission bzw. Blockierung der Seegangsenergie bei subskaligen Hindernissen (Wellenbrechern) berechnet werden. Für die Ostkaje Helgoland und die Westmole Helgoland werden Ergebnisse zur Kippsicherheit dargestellt und mit denen aus anderen Quellen verglichen.