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Simulation von dynamischen Prozessen in Küstenregionen

Trotz des natürlichen Reichtums, den Feuchtgebiete und Küstenzonen darstellen, und der Beiträge, die sie zur lokalen, nationalen und regionalen Wirtschaft leisten, ist das Verständnis für die Bedeutung dieser Ökosysteme bislang unterentwickelt. Zu ihrer Erhaltung und nachhaltigen Nutzung ist daher ein effektives Management aller beteiligten Ressourcen und Prozesse erforderlich. Im Hinblick auf die Erhaltung von Feuchtgebieten bildet das Wattenmeer das wichtigste Ökosystem. Im Projekt COSINUS ist die Entwicklung von physikalischen und mathematischen Modellen gelungen, die detaillierte Informationen zu den Prozessen im Zusammenhang mit dem Transport von kohäsiven Sedimenten (Schlamm) liefern.
Simulation von dynamischen Prozessen in Küstenregionen
Die Notwendigkeit zur Bewahrung der Meeres- und Küstenökologie für künftige Generationen, die konkurrierenden und nicht selten im Widerstreit stehenden Ansprüche auf den Zugang zu Küstenzonen durch Einwohner und Immobilienmakler und die Notwendigkeit zur Förderung einer nachhaltigen Entwicklung erfordern einen ganzheitlichen Ansatz für das Küstenzonen-Management. Allerdings ist das Management dieser Lebensräume ein von vielen Faktoren abhängendes und hoch kompliziertes Problem, das ein vertieftes Verständnis für die Dynamik ihrer Ressourcen voraussetzt. Viele mathematische Modelle liefern zwar im Detail verwertbare Beschreibungen, sind aber auf zweidimensionale Systeme beschränkt. Außerdem eignen sie sich kaum zur Simulation von Prozessen in benthonischen (bodennahen) Schichten im Wasserkörper, in denen sich eine hohe Konzentration an kohäsiven Sedimenten gebildet hat (Concentrated Benthic Suspension, CBS, z.T. auch "Fluid Mud" genannt). Dies sind unter Anderem die Turbulenzdämpfung, die Flockung, Mitnahmeeffekte, interne Wellen, Erosion, Sedimentation und die Konsolidierung des Meeresbodens.

Im Rahmen des COSINUS-Projekts wurde ein fundiertes System von physikalischen und mathematischen Modellen entwickelt, das die Dynamik der CBS-Prozesse hinreichend beschreibt. Außerdem berücksichtigt dieses System die Aspekt der Wechselwirkungen zwischen Boden- und Wasserbewegungen. Auf der Grundlage von Modellen nach dem aktuellen Stand der Technik und von Experimenten wurde im Projekt ein Satz unterschiedlicher, validierter Prozessmodelle erarbeitet. Die Modelle wurden außerdem parametrisiert, um sie auf einfache Weise in den Modellen einsetzen zu können, wie sie gegenwärtig im Umweltmanagement, in bautechnischen Anwendungen und in der Forschung verwendet werden.

Offensichtlich werden die Forschungsergebnisse letztlich zu einer genaueren Beurteilung menschlicher Eingriffe in die Umweltsysteme von Küstenregionen und Ästuaren beitragen. Aus der räumlichen und zeitlichen Schlammverteilung können Behörden nicht nur Informationen über sichere Fahrwassertiefen gewinnen, sondern auch die Kosten für den Betrieb und die Instandhaltung von Hafenbecken senken. Vorteile werden die COSINUS-Ergebnissen auch Beratungsunternehmen bringen, die entweder die kommerziell verfügbare Software direkt einsetzen oder sich indirekt der im Projekt gewonnenen vertieften Kenntnisse über die CBS-Prozesse bedienen. Schließlich ermöglicht die exakte Bestimmung der Akkumulationsmuster von (kontaminierten) Sedimenten zur nachhaltigen Entwicklung von Ästuaren und Küstengebieten, beispielsweise zur Wiederherstellung von Feuchtgebieten und Gezeitenzonen. Auf diese Weise leisten die Projektpartner einen wichtigen Beitrag zu einer gesünderen Umwelt und einem besseren Umweltmanagement.

Verwandte Informationen

Datensatznummer: 80411 / Zuletzt geändert am: 2005-09-18
Bereich: Umwelt